JPH0152981B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 交流機の周波数を調節する装置に於て、 (a) 出力を持つ基準発振器２１３，６０と、 (b) 実効的に前記交流機に接続された入力及び出
力を持つていて、被制御出力周波数信号７４を
発生する信号制御発振器７１と、 (c) 前記基準発振器の出力及び前記被制御出力周
波数７４の間の周波数の差に比例する信号を発
生する第１の手段６３，６５，６７と、 (d) 前記被制御出力周波数が前記基準発振器の出
力の周波数より高いか低いかを表わす信号を発
生する第２の手段６１，６２，６４，６６と、 (e) 前記第１の手段の信号並びに前記第２の手段
の信号に応答して前記信号制御発振器の入力に
駆動信号を供給する手段６８−７０とを有し、 前記第１の手段が、(イ)前記基準発振器の出力及
び前記被制御出力周波数信号の間の位相差に比例
する出力信号を供給する第１の弁別器手段６３
と、(ロ)該第１の弁別器手段６３の出力信号を波
したものを発生する第１の波器手段６５とで構
成されており、 前記第２の手段が、(イ)前記基準発振器７０の出
力に所望の移相を導入する移相手段６１と、(ロ)前
記移相した基準発振器の出力及び前記被制御出力
周波数信号７４の間の位相差に比例する出力信号
を供給する第２の弁別器手段６２と、(ハ)該第２の
弁別器手段６２の出力信号を波したものを発生
する第２の波器手段６４と、(ニ)前記第１の波
器手段の出力信号及び前記第２の波器手段６４
の出力信号の間の位相関係を表わす出力信号を発
生する手段６６−６９とで構成されており、 前記位相関係を表わす出力信号を発生する手段
が、(イ)実効的に前記第１の波器手段の出力信号
に接続されたクロツク入力、実効的に前記第２の
波器手段の出力に接続されたデータ入力、及び
出力を持つ第１のフリツプフロツプ６７と、(ロ)実
効的に前記第２の波器手段の出力に接続された
クロツク入力、実効的に前記第１の波器手段の
出力に接続されたデータ入力、及び出力を持つ第
２のフリツプフロツプ６６とで構成されている装
置。 ２ 請求の範囲１に記載した装置に於て、前記駆
動信号を供給する手段が、 (a) 前記第１及び第２のフリツプフロツプの出力
に実効的に接続された入力、及び実効的に前記
信号制御発振器の入力に接続された出力を持つ
増幅器７０と、 (b) 実効的に前記第１及び第２のフリツプフロツ
プの出力に接続された入力、及び出力を持つ論
理手段６８と、 (c) 実効的に前記論理手段の出力に接続されたリ
セツト入力、実効的に前記基準発振器の出力に
接続されたクロツク入力、及び実効的に前記フ
リツプフロツプのセツト又はリセツト入力に接
続された出力を持つ計数器手段６９ とで構成されている装置。 ３ 交流機に使う為、被制御周波数出力を発生す
る装置に於て、 (a) 出力を持つ基準発振器６０と、 (b) 前記基準発振器６０の出力及び入力に存在す
る信号の間の位相差に比例する出力信号を発生
する第１の弁別器手段６３と、 (c) 前記基準発振器６０の出力に所望の移相を導
入する移相手段６１と、 (d) 前記移相手段の出力及び入力に存在する信号
の間の位相差に比例する出力信号を発生する第
２の弁別器手段６２と、 (e) 前記第１の弁別器手段６３の出力を波した
ものを供給する第１の波器手段６５と、 (f) 前記第２の弁別器手段６２の出力を波した
ものを供給する第２の波器手段６４と、 (g) 実効的に前記第１の波器手段の出力に接続
されたクロツク入力及び実効的に前記第２の
波器手段６４の出力に接続された入力を持つ第
１のフリツプフロツプ６７と、 (h) 実効的に前記第２の波器手段の出力に接続
されたクロツク入力及び実効的に前記第１の
波器手段６５の出力に接続された入力を持つ第
２のフリツプフロツプ６６と、 (i) 実効的に前記第１のフリツプフロツプ６７の
出力に接続された第１の入力、実効的に前記第
２のフリツプフロツプ６６の出力に接続された
第２の入力、及び出力を持つ論理手段６８と、 (j) 実効的に前記論理手段の出力に接続されたリ
セツト入力、実効的に前記基準発振器の出力に
接続されたクロツク入力、及び実効的に前記第
１及び第２のフリツプフロツプのセツト又はリ
セツト入力に接続された出力を持つ計数器手段
６９と、 (k) 実効的に前記第１のフリツプフロツプ６７の
出力に接続された第１の入力、実効的に前記第
２のフリツプフロツプ６６の出力に接続された
第２の入力、及び出力を持つ増幅器７０と、 (l) 実効的に前記増幅器７０の１つの入力に接続
された制御信号入力手段と、 (m) 実効的に前記増幅器７０の出力に接続され
た入力を持つと共に、実効的に前記第１の弁別
器手段及び前記第２の弁別器手段の入力に接続
された出力を持ち、その出力に被制御周波数信
号７４を発生する制御発振器７１ とを有する装置。 ４ 制御された周波数出力を発生する装置に於
て、 (a) 出力を持つ基準発振器と、 (b) 前記基準発振器の出力及び入力に存在する信
号の間の位相差に比例する出力信号を発生する
第１の弁別器手段と、 (c) 前記基準発振器の出力に所望の移相を導入す
る移相手段と、 (d) 前記移相手段の出力及び入力に存在する信号
の間の位相差に比例する出力信号を発生する第
２の弁別器手段と、 (e) 前記第１の弁別器手段の出力を波したもの
を供給する第１の波器手段と、 (f) 前記第２の弁別器手段の出力を波したもの
を供給する第２の波器手段と、 (g) 実効的に前記第１の波器手段の出力に接続
されたクロツク入力及び実効的に前記第２の
波器手段の出力に接続された入力を持つ第１の
論理手段と、 (h) 実効的に前記第２の波器手段の出力に接続
されたクロツク入力及び実効的に前記第１の
波器手段の出力に接続された入力を持つ第２の
論理手段と、 (i) 実効的に前記第１の論理手段の出力に接続さ
れた第１の入力、実効的に前記第２の論理手段
の出力に接続された第２の入力、及び出力を持
つ第３の論理手段と、 (j) 実効的に前記第３の論理手段の出力に接続さ
れたリセツト入力、実効的に前記基準発振器の
出力に接続されたクロツク入力、及び実効的に
前記第１及び第２の論理手段のセツト又はリセ
ツト入力に接続された出力を持つ計数器手段
と、 (k) 実効的に前記第１の論理手段の出力に接続さ
れた第１の入力、実効的に前記第２の論理手段
の出力に接続された第２の入力、及び出力を持
つ増幅器手段と、 (l) 実効的に前記増幅器手段の前記入力の一方に
接続された制御信号入力手段と、 (m) 実効的に前記増幅器手段の出力に接続され
た入力を持つと共に、実効的に前記第１の弁別
器手段及び前記第２の弁別器手段の前記入力に
接続された出力を持ち、その出力に制御された
周波数信号を発生する制御発振器と、 と有する装置。 ５ 請求の範囲４に記載した装置に於て、前記第
１及び第２の波器手段の出力が高状態にあると
き低状態の出力信号を発生する第４の論理手段
と、前記第４の論理手段の出力の微分信号を発生
する微分手段と、前記第３の論理手段の出力及び
前記微分信号に応答して前記計数器手段の前記リ
セツト入力に信号を供給する第５の論理手段とが
更に設けられている装置。 発明の背景 発明の分野 この発明は全般的に交流機用周波数制御装置、
更に具体的に云えば、個別の基準発振器を持つ交
流装置の周波数制御装置に関する。この発明は並
列接続された交流発電機の周波数を釣合せる為、
及び周波数制御信号に従つて交流電動機の周波数
を調節する為に使うことが出来る。 この発明は特に航空機用に使われる可変速度一
定周波数発電機装置の分野に特別の用途がある。
この発明は、発電機装置を並列接続して、発電機
装置の全ての個別の周波数の平均である周波数を
持つ出力信号を発生することが出来る。この発明
は、出力が並列に接続された時、各々の機械の出
力の周波数を調節する様に、普通の発電装置で原
動機の速度を制御する為にも使うことが出来る。 従来技術の説明 位相固定ループは普通使われる周波数制御方法
である。この位相固定ループ形の装置では、マス
タ発振器が装置の周波数を設定し、全ての個別の
機械は、負荷を分担する為に、このマスタ発振器
に対して移相される。この従来の方法では、装置
がマスタ周波数を維持する。この位相固定ループ
形のマスタ発振器を用いる装置は、並列発電機装
置の通常の運転中は非常によく作用する。 位相固定ループ形のマスタ発振器を用いる装置
の主な欠点は、何等かの理由でマスタ発振器が誤
動作をすると、装置全体の周波数が失われる。可
変速度一定周波数（VSCF）装置の様に、並列で
発電する発電機装置でこの誤動作が起つた場合、
新しいマスタ発振器信号を供給する何等かの支援
手段がなければならない。然し、マスタ発振器が
故障した時、並列接続された装置全体の周波数を
制御する為に、他の並列装置のどの発振器が新し
いマスタ発振器になるかを決定する論理回路を設
けなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従つて並列に接続された
VSCF型の２つの発電機装置をブロツク図で示
す。 第２図は並列接続された装置に存在する循環電
流に比例する制御信号を発生する第１図の負荷分
割及び同期回路１２の回路の１実施例を示す。 第３図は基準発振器及び信号制御発振器を持つ
周波数制御装置のブロツク図である。 第４図は第３図の周波数制御回路の１実施例を
示す。 第５図は第３図の周波数制御回路の別の実施例
を示しており、付加的な計数器始動パルス回路を
含む。 第６Ａ図及び第６Ｂ図は第４図に示した回路の
各段で発生する波形を示す図で、夫々の波形図の
縦軸は振幅を表わし、横軸は時間を表わす。 発明の要約 全ての個別の装置の平均に従つて各々の並列交
流装置の周波数を制御する為に、各装置の周波数
制御装置がこの発明に従つて、その基準発振器の
他に、信号制御発振器を備えている。並列になつ
ていない時、信号制御発振器が基準発振器と強制
的に同じ周波数にされる。信号制御発振器の出力
を使つて交流装置又は発電機の周波数を制御す
る。 ２つ又は更に多くの装置を並列接続し又は同期
させた時、信号制御される発振器に対して制御信
号を供給する。この発明に従つて制御ループを設
け、信号制御発振器の出力が基準発振器の出力よ
り速いか遅いかに従つて、信号制御発振器の周波
数を上下に調節する。 この発明の周波数制御装置は、信号制御発振器
の出力が基準発振器の出力より速いか遅いかを決
定することが出来る。これら２つの信号の間の周
波数の差の絶対値が弁別器によつて決定される。 この発明の周波数制御装置は、個別の装置の全
ての自然周波数を平均化する。並列接続された装
置のどの発振器もマスタ発振器として動作しない
から、１つの発振器が故障した場合、新しいマス
タ発振器を選択することが、この発明では必要で
はない。この発明に従つて並列接続された装置
は、残りの装置の周波数を自動的に平均化する。 この発明は電動機の周波数を調節する為にも使
うことが出来る。基準発振器が公称速度を維持
し、周波数制御ループに第２の制御信号を印加す
ることによつて速度調節が行われる。 基準発振器又は電圧制御発振器のどちらが速い
か或いは遅いかの実際の決定が、好ましい実施例
では、基準発振器の出力を移相することによつて
決定される。基準発振器の出力及び移相した基準
発振器の出力が、信号制御発振器の出力に対して
夫々弁別される。これらの信号のどちらが進んで
いるかの決定により、どちらの発振器の周波数が
高いかゞ決定される。

【発明の詳細な説明】

第１図にはこの発明による周波数制御装置を利
用した並列接続された２台の発電機が示されてい
る。図示の装置では、発電機１のＡ相と発電機２
のＡ相の間の循環電流が検出される。この後、
各々の発電機に付設された基準発振器と共にこの
循環電流を使つて、各々の発電機の周波数を制御
する。更に具体的に説明すると、発電機のＡ相出
力に変流器１０ａが接続され、同様な変流器１０
ｂが発電機２のＡ相出力に接続されている。差動
装置Ｄが変流器１０ａ，１０ｂから差循環電流を
抽出し、この循環電流に比例する２つの電圧を
夫々線１７ａ，１７ｂを介して負荷分割及び同期
回路１２ａ，１２ｂに印加する。 各々の負荷分割及び同期回路１２は、循環電流
のフエーザ（phasor）部分に比例する制御信号、
例えば電圧を発生し、この制御信号が線２０を介
して周波数制御装置１３に印加される。説明の便
宜上、線２０の制御信号を制御電圧信号と呼ぶ
が、この制御信号は制御電流信号であつてもよ
い。各々の周波数制御装置１３には、回路ブロツ
ク２１３によつて表わされた基準発振器（Ｒ−
01、Ｒ−02）が付設されている。周波数制御装置
１３が、基準発振器１３並びに線２０の制御電圧
に従つて、線１４の被制御周波数出力を調節す
る。デイビツト・Ｌ、ラフユーズに付与され、ゼ
ネラル・エレクトリツク・カンパニイに譲渡され
た「略正弦状の出力を発生する論理回路を使つた
基準波発生器」と云う名称の米国特許第3873928
号に記載されている様な形式の可変速度一定周波
数発生器に使われる様な波形発生器１５が、周波
数制御装置１３から線１４を介して被制御周波数
信号を受取る。 デイビツトL.ラフユーズに付与され、ゼネラ
ル・エレクトリツク・カンパニイに譲渡された
「スタータ様式で無ブラシ直流電動機として回転
電気機械を駆動すると共に、発電様式で一定周波
数出力用に周波数変換を行う、位相制御整流器を
利用したスタータ発電機電気装置」と云う名称の
米国特許第3902073号に記載されている様な
VSCF装置の場合、発電機のインピーダンスが約
45゜遅相、又は誘導性の方向になることが知られ
ている。VSCF発電機の場合、波形発生器１５の
様な波形発生器が、発電機の制御及び運転に必要
な他の多くの信号と共に、略45゜進相の信号を発
生する。この45゜進相信号が夫々の線１６に出る
基準信号であり、それがその負荷分割及び同期回
路１２に帰還される。この基準信号は、各々の負
荷分割及び同期回路１２が、変流器制御ループ１
７からの差信号である循環電流のフエーザ部分を
選択することにより、線２０にその制御電圧信号
を発生することが出来る様にする。 第１図に線１８ａ，１８ｂが示されているが、
これらは発電機１のＡ相及び発電機２のＡ相に存
在する端子電圧を夫々負荷分割及び同期回路１２
に帰還する。これらの端子電圧が２台の発電機の
初期同期に使われる。発電機の同期は制御スイツ
チ２０１を閉じることによつて開始される。これ
によつて同期信号が、各々の負荷分割及び同期回
路１２内にある位相固定ループ装置に結合して、
それを作動する。この発電機の同期は、「並列接
続用」の接触器２１を閉じた時に起る様な大きな
過渡電流を防止するのに必要である。これまで説
明した、典型的な「周波数制御装置１３」につい
て述べたことは、その説明が両方の周波数制御装
置１３ａ，１３ｂにあてはまることを意味する。 即ち、発電機１のＡ相について用いられたのと
同一のこの発明の制御装置が、発電機２のＡ相に
対して第１図に示されている。構成として、２つ
の制御装置は同一であり、その為、両方の装置を
説明する為に上に述べた表記を続ける。動作につ
いて説明すると、変流器１０によつて取出された
循環電流信号は２つの制御装置で反対の極性であ
る。即ち、発電機２のＡ相の制御装置は発電機１
のＡ相の制御装置の動作と逆に動作する。即ち、
発電機１のＡ相の制御装置が発電機１の速度上昇
をさせれば、発電機２のＡ相に対する制御装置は
それに対応して発電機２を減速させ、そして逆の
場合は逆になる。任意の数の発電機装置をこの発
明の制御装置によつて同じ様に制御して、全ての
これらの装置を並列に運転することが出来ること
を承知されたい。 第２図には、初期同期、並びに周波数制御装置
１３に対する制御周波数信号の発生に使うことの
出来る負荷分割及び同期回路１２が詳しく示され
ている。前に述べた様に、並列に接続される交流
装置の各々の発電機に別々の負荷分割及び同期回
路１２が付設されている。動作について説明する
と、発電機を同期させ、一旦同期が完了すると、
多相接触器２１を閉じ、各装置の発電機が並列運
転される様にする。接触器２１（第１図）を閉じ
ると、帰還線１８の端子電圧は、発電機１及び２
が並列であるから同一である。この為、第２図の
負荷分割及び同期回路１２の入力３０，３１の信
号は同一であつて、この為、同期化中は異なつて
いるのが普通である入力３０，３１（第１図の１
８ａ，１８ｂ）の信号の間の差の関数である比較
信号が、接触器２１を閉じた後にゼロになる。こ
の為、一旦接触器２１を閉じると、この発明は並
列接続された装置を各発電機の各相に対する電圧
信号に従つて制御する。各々の電圧信号が並列接
続された全体の装置のその相に於ける循環成分に
比例する。 第２図の上側部分は２台の発電機１及び２の初
期同期に使われる負荷分割及び同期回路１２ａの
内の同期回路を示す。発電機１，２が互いに独立
に運転される時、これらの発電機のＡ相の端子電
圧が入力３０，３１に印加される。スイツチ２０
１（第１図）が閉じると、同期信号が増幅器２１
４を介して比較増幅器３３の＋入力に印加され、
比較増幅器３３、別の比較増幅器３２、１対のフ
リツプフロツプ３４，３５、及び演算増幅器３６
を直ぐ後で説明する態様で動作出来る様にする。
増幅器３６は、その出力を線２０ａ（第１図及び
第２図）に接続すると云う意味で、反転増幅器２
１５及び抵抗２１６を介して同期信号によつて付
加的に作動される。同期信号が存在しないと、即
ち、スイツチ２０１が開いていると、この状態は
発電機１及び２の初期始動の時に普通起るが、装
置３２乃至３６は不作動にされる。 入力３０，３１の端子電圧信号が比較増幅器３
２，３３に供給され、これらの増幅器がこれらの
２つの信号をそのゼロ交差に従つて矩形波に変換
する。こられの矩形波信号がフリツプフロツプ３
４，３５に夫々供給される。これらのフリツプフ
ロツプはこれら２つの信号の間の位相差を測定す
る。比較器３２の出力に出る矩形波信号が比較器
３３の入力の矩形波信号より進んでいる場合、フ
リツプフロツプ３４のＱ出力がこの位相差を表わ
し、倍率抵抗を介して、差動増幅器として接続さ
れた演算増幅器３６の非反転入力に印加される。
逆に、比較器３２の入力の矩形波信号が比較器３
３の入力の矩形波信号より遅れている時、フリツ
プフロツプ３５のＱ出力がこの位相差を表わし、
倍率抵抗を介して演算増幅器３６の反転入力に印
加される。演算増幅器３６の出力信号は、発電機
１のＡ相が発電機２のＡ相より進んでいる時に負
になり（これは実効的に発電機１の周波数を下げ
る）、発電機１のＡ相が発電機２のＡ相より遅れ
ている時正になる（これは実効的に発電機１の周
波数を上げる）。 増幅器３６の出力の信号が、第１図の線２０ａ
の電圧制御信号であるが、これは周波数制御装置
１３ａの電圧制御発振器、波形発生器１５ａ及び
発電機１で構成された位相固定ループの位相弁別
器の出力である。この位相固定ループが発電機１
のＡ相の周波数並びに位相を発電機２のＡ相の周
波数及び位相と整合させる。一旦この周波数及び
位相の同期が達成されると、接触器２１を閉じ、
発電機１及び２を並列に接続する。一旦発電機が
並列になると、比較器３２，３３及びフリツプフ
ロツプ３４，３５で構成された位相弁別器は、比
較器３２，３３の入力の端子電圧信号が同じであ
るから、もはや位相差信号を発生しない。この
後、第２図の下側部分に示した負荷分割回路が、
循環電流の内、発電機１の周波数及び位相を実効
的に調節する成分に比例する制御信号を線２０ａ
に発生することにより、発電機の周波数及び位相
を制御する。 第２図の下側部分は、第１図のブロツクＤ、及
び１２ａ，１２ｂから成る負荷分割回路の部分を
示す。これらの部分の内、ブロツクＤに関連した
部分（参照数字３７乃至４２で表わしてある）は
ブロツク１２ａ，１２ｂに共有である。ブロツク
Ｄが変流器１０ａ，１０ｂの２次側３７，３８を
含み、これらが夫々の負担抵抗３９，４０と並列
に接続されていると共に、隔離変圧器４３ａ，４
３ｂの１次巻線４１，４２とも夫々並列に接続さ
れている。１次側４１，４２は図示の様に「交差
結合」になつている。２次側４４ａ，４４ｂが略
等しい電圧を発生する。その各々が、発電機１の
Ａ相並びに発電機２のＡ相から送出された電流の
フエーザの差…この言葉は後で説明する…に比例
する。更に２次側４４ａ，４４ｂは夫々中心タツ
プを持ち、この為２対の出の線１７a₁，１７a₂，
１７b₁，１７b₂が示されている。これらの対は
夫々第１図の線１７ａ，１７ｂに対応する。１対
の線１７a₁，１７a₂が、発電機１に適用される装
置（後で更に詳しく説明する）に信号を送り、線
１７b₁，１７b₂が発電機２に適用される全く同じ
様な装置に信号を送る。発電機１に対する個別の
装置は第１図の波形発生器１５ａの基準信号を伝
える入力線１６ａから始まる。この個別の装置は
参照数字４５及びそれ以上の数字を付した部品を
含む。 こゝで、発電機１が対称的な３相装置であつ
て、Ｂ相及びＣ相が夫々120゜及び240゜変位してい
るので、１つの位相差感知回路（発電機１に対す
る）だけが第２図に示されていることに注意され
たい。この為、装置全体のＡ相が実効的に制御さ
れゝば、Ｂ相及びＣ相もそれに対応して制御され
る。然し、並列接続された発電機の間の改良され
た負荷分割を希望する場合、装置全体の各相を第
２図に示すのと同様な負荷分割回路を用いて測定
し且つ制御することが出来る。 ２次側４４ａの夫々の導線１７a₁，１７a₂に接
続された伝達ゲート４５，４６の目的は、装置に
位相感度を持たせることである。伝達ゲート４
５，４６は本質的にオン／オフ・スイツチとして
作用し、波形発生器１５ａからの基準信号１６ａ
によつて制御される。伝達ゲート又は弁別器４
５，４６の目的は、循環電流フエーザの内、装置
全体のＡ相の周波数を制御する為に使われる部分
を作ることである。普通の同期発電機装置では、
２台の発電機が並列に接続され、発生電圧が振幅
並びに周波数共等しいが、位相が若干変位してい
る場合、２つの発生電圧のフエーザ差電圧は装置
の端子電圧に対して略90゜である。このフエーザ
差電圧が発電機の誘導性源インピーダンスに印加
される結果、装置の端子電圧と同相の循環電流が
生ずる。この発明ではこの循環電流信号を使つて
発電機の速度、従つてそれが発生する電力の周波
数を制御し、循環電流を略ゼロに減少する。 比較説明すると、VSCF装置では、２台の発電
機が並列に接続され、発生電圧が大きさ並びに周
波数が等しいが、位相が若干変位している時、２
つの発生電圧のフエーザ差電圧は装置の端子電圧
に対して略90゜である。然し、VSCFの源インピ
ーダンスは45゜しか遅れていないから、循環電流
は、普通の発電機装置の場合の90゜とは対照的に、
フエーザ差電圧からの変位が45゜である。この為、
この循環電流信号は装置の端子電圧から45゜変位
し、この発明ではそれを使つて、サイコロコンバ
ータが発生する電力の周波数を制御し、循環電流
を略ゼロに減少する。 再び第２図について説明すると、VSCF装置の
場合、波形発生器１５ａからの45゜進相信号が線
１６ａに持ち込まれる。波形発生器１５ａから正
しい所望の45゜進相信号を供給することが出来な
い場合、発電機からＡ相電圧に45゜の進相を加え
て発生することが出来る。普通の発電機装置の場
合、線１６ａに印加される信号は単にＡ相の装置
端子電圧と同相である。負荷分割回路について以
下説明することは、VSCFに使う場合であるが、
線１６ａの信号が装置の端子電圧と同相であれ
ば、普通の発電機の用途に等しく適用出来る。 線１６ａの制御信号は本質的に矩形波であり、
伝達ゲート４５及び４６を開閉する為に使われ
る。伝達ゲート４５，４６が２次巻線４４ａと共
に、波形発生器１５ａからの線１６ａの制御信号
によつて制御される両波整流器と同様に動作する
と考えることが出来る。 負荷分割回路がサイクロコンバータによつて発
生される電力の周波数を有効に調節することが出
来るのは、Ａ相の合計差電流信号の１つのフエー
ザ部分を選択することによるものである。２つの
装置が並列に接続された時（第１図）、一方の装
置にある負荷分割回路によつて行われる周波数の
補正が第１の方向であり、２番目の装置で行われ
る周波数の補正が反対方向である。この周波数の
補正は、並列接続された発電機装置の基準発振器
が違う周波数であると想定することによつて理解
することが出来る。発電機１の基準発振器２１３
ａの周波数が発電機２の基準発振器２１３ｂより
低ければ、循環電流は発電機１を一層高い周波数
に駆動する傾向を持つと同時に、発電機２の周波
数を下げる傾向を持つ。インバータ４７は単に伝
達ゲート４６に印加された入力１６ａの矩形波信
号を反転するだけであつて、これによつて２つの
伝達ゲート４５，４６の両波位相弁別作用が行わ
れる。 一旦伝達ゲート４５，４６の共通接続した出力
に循環電流の所望のフエーザ部分が取出される
と、それが増幅器４９の反転入力に印加される。
この増幅器はバツフア段として作用する。増幅器
４９の出力が前に述べた増幅器３６の反転入力に
印加される。増幅器３６の出力が、循環電流の選
ばれたフエーザ部分に従つて、発電機１のＡ相の
サイクロコンバータによつて発生される電力の周
波数を調節し直す為に周波数制御装置１３ａに印
加される周波数制御電圧を構成する。増幅器３６
の出力は、選ばれたフエーザ部分に比例する振幅
を持つ直流信号である。 第３図は周波数制御装置１３ａの好ましい実施
例を示すブロツク図である。この実施例は周波数
制御装置１３ｂにも同じ様に使える。各々の周波
数制御装置１３が基準発振器６０及び電圧制御形
発振器７１を含む。（基準発振器６０が第１図に
ブロツク２１３で表わされている。）線７２に供
給される信号は負荷分割及び同期回路１３の増幅
器３６からの出力信号であり、この信号が増幅器
７０の反転入力に印加される。線７２は第１図の
線２０に対応する。 周波数制御装置１３の中に、移相器６１、弁別
器６２，６３、波器６４，６５、フリツプフロ
ツプ６６，６７、増幅器７０、電圧制御形発振器
７１及び線７３で構成された制御ループがある。
この制御ループが負荷分割及び同期回路１２と協
働して、基準発振器６０並びに並列に接続された
他方の装置の対応する基準発振器の周波数を平均
化する。周波数制御装置１３を電動機の速度制御
に関連して使う場合、この速度制御の周波数制御
ループの調節のし直しをする信号を線７２に印加
する。 電圧制御発振器７１と基準発振器６０の間に周
波数の差があれば、その差を決定することは簡単
である。これを決定するには、弁別器６３の様な
弁別器を使う。弁別器で電圧制御発振器７１の出
力の位相を基準発振器６０の出力に対して弁別す
る。弁別器６３の出力は一連のパルスであり、そ
れを波した平均が、周波数の差がある場合、そ
れを表わす。例えば、基準発振器６０が３メガヘ
ルツ範囲の一定周波数を持つ高周波数の出力信号
を発生する。 電圧制御発振器７１の出力の周波数が基準発振
器６０の出力より低いか高いかを決定する為に
は、周波数の差を決定するのに必要な回路以外の
付加的な回路がなければならない。電圧制御発振
器７１からの出力の周波数と基準発振器６０から
の出力の周波数との関係が、この発明では、２つ
の弁別器を使うことによつて次の様に決定され
る。一方の発振器、今の場合は、電圧制御発振器
７１の出力が、両方の弁別器６２，６３に対する
直接入力として印加され、他方の発振器、今の場
合は基準発振器６０の出力は、弁別器６３に対す
る入力として直接的に印加されるばかりでなく、
移相器６１で予め選ばれた量だけ移相してから、
弁別器６２の入力に供給される。この移相を使う
ことにより、２つの周波数信号の間の周波数関係
を決定することが出来る。即ち、電圧制御発振器
の周波数が基準発振器の周波数より高い状態から
低い状態に変わる時、一方の弁別器の出力包絡線
の位相が他方の弁別器の出力包絡線に対して逆転
する。移相器６１によつて行われる移相は、０又
は180゜に近くなければ、任意の量であつてよい。
デイジタル方式で90゜の移相が容易に得られるが、
好ましい実施例ではこの値を使う。 弁別器６２の出力及び弁別器６３の出力が夫々
波器６４，６５によつて波されて矩形波に変
換される。この波及び矩形化動作は、弁別器６
２，６３の包絡線出力の周波数並びに位相関係の
両方を表わす夫々の矩形波信号を得る為に必要で
ある。即ち、いずれかの矩形波のサイクル時間が
２つの発振器の出力の間の周波数の差の絶対値を
表わし、２つの矩形波の間の位相関係が２つの発
振器の出力の間の実際の周波数関係を表わす。矩
形波のこの解析がフリツプフロツプ６６，６７に
よつて行われる。 フリツプフロツプ６６，６７を使つて波器６
４，６５の出力の矩形波信号を比較し、これら２
つの矩形波信号の間の位相関係を決める。そのデ
ータ(D)入力に印加される、１つの波器からの矩
形波が、そのクロツク（CL）入力に印加される
他方の矩形波よりも先に正になるフリツプフロツ
プがトグル動作し、そのデータ入力に入つた矩形
波がそのクロツク入力に入つた矩形波より進んで
いることを表わす。然し、他方のフリツプフロツ
プは交差接続されていて、そのデータ入力は、そ
のクロツク入力に印加される矩形波が高になる時
に低であるので、トグル動作をしない。この為、
フリツプフロツプ６６，６７の出力が、２つの発
振器の出力の間の実際の周波数関係を示す。 トグル動作したフリツプフロツプの出力が増幅
器７０の非反転端子又は反転端子のいずれかに印
加され、フリツプフロツプ６６，６７のどちらが
トグル動作したかに応じて、増幅器７０の出力が
電圧制御発振器７１の周波数を上下に駆動する。
例えば、フリツプフロツプ６６の出力が増幅器７
０の非反転入力に接続され、フリツプフロツプ６
７の出力が増幅器７０の反転入力に接続される。
フリツプフロツプ６６がトグル動作すると、増幅
器７０の出力が正になり、これは基準発振器６０
の周波数が電圧制御発振器７１の周波数より高い
ことを表わす。フリツプフロツプ６７がトグル動
作をすれば、反対の状態を表わす。 前に述べた様に、いずれかのフリツプフロツプ
６６又は６７のトグル動作は、周波数誤差の方向
を表わすだけであり、周波数の差を示さないが、
この差も判らなければならない。周波数の差の各
サイクルに対してフリツプフロツプ６６又は６７
がトグル動作をする。フリツプフロツプ６６，６
７の出力がオア・ゲート６８の入力に供給され、
このゲートの出力が各々のトグル動作で高にな
る。この出力信号を計数器６９のリセツト（Ｒ）
入力に印加し、この出力信号が高である時、計数
器６９が計数出来る様にする。計数器６９のクロ
ツク（CL）入力には基準発振器６０からの出力
信号が印加されている。従つて、計数器６９のＱ
出力が高になつて、フリツプフロツプ６６又は６
７をリセツトすることにより、計数が終了するま
で、計数器６９は所定数の基準発振器のサイクル
を計数する。 フリツプフロツプ６６又は６７のいずれかのＱ
出力の平均電圧は周波数の差を表わし、フリツプ
フロツプの高の電圧に、測定された時間を差周波
数の周期で除した比を乗じた値に等しい。周波数
差検出器の利得は、計数器６９のカウント数を増
加することによつて、希望するだけ高くすること
が出来る。例えば、出力周波数を基準発振器の周
波数のプラス又はマイナス10％まで制御したい場
合、次のやり方を使うことが出来る。計数器６９
は基準周波数の８個の周期を計数する様に設定す
る。フリツプフロツプの高状態が12ボルトである
場合、10％の周波数誤差は増幅器７０の入力に対
する9.6ボルトの信号によつて表わされる。即ち、
８×12÷10である。 基準発振器６０は高い周波数の値、例えば３メ
ガヘルツに設定する。基準発振器６０を発電機
１，２の出力よりずつと高い周波数で運転するこ
とにより、周波数制御ループの応答が速くなる。
例えば発電機の出力の周波数が400Hzである時、
周波数制御装置が負荷分割ループに持込む移相は
無視し得る。 第４図にはこの発明の周波数制御装置１３の第
１の実施例の詳しい回路が示されている。この実
施例では、線７２に制御信号がない時、電圧制御
発振器から線７４（第１図の線１４）に出る出力
の周波数は3.06メガヘルツである。第４図の実施
例はCMOS部品を用いて構成されている。
CMOS部品は、その電力消費が少なく、雑音に
対する免疫性が高い点で、VSCF型航空機用に有
利であることが判つた。 基準発振器は6.12メガヘルツの水晶80、コンデ
ンサ８１，８２、抵抗８３，８４及びインバータ
８５で構成される。発振器の出力が線８６に現わ
れ、フリツプフロツプ８７のクロツク（CL）端
子に印加される。フリツプフロツプ８７が、クロ
ツク入力を受取つた時、そのデータ（Ｄ）入力の
論理状態をＱ出力に発生する。フリツプフロツプ
８７は、そのＤ入力がその出力に接続されてい
る点で、除数２の計数器である。この為、フリツ
プフロツプ８７のＱ及び出力は3.06メガヘルツ
である。線８８がフリツプフロツプ８７の出力
に接続され、線９０がＱ出力に接続される。 第６Ａ図は第４図の周波数制御回路１３の種々
の点に現われる波形を示しており、各々のグラフ
の縦軸は振幅、各グラフの横軸は時間を表わす。
各々のグラフの横軸は同じ目盛である。 フリツプフロツプ９２が除数２の計数器として
接続されていて、線８９に接続されたＱ出力に、
その周波数がフリツプフロツプ８７からクロツク
入力に印加された信号の周波数の半分である信号
を発生する。線８９の出力信号の波形が第６Ａ図
に示されているが、1.53メガヘルツの矩形波であ
る。この信号がフリツプフロツプ９３のＤ端子及
び排他的オア・ゲート９４の入力に印加される。
排他的オア・ゲート９４は第３図の弁別器６３と
同じ機能を発生する。 電圧制御発振器が基準発振器より速いか遅いか
を決定するのに必要な90゜の移相がフリツプフロ
ツプ９３によつて発生される。線９０がそのクロ
ツク入力に接続される。フリツプフロツプ９３が
線８９の信号より90゜遅相の矩形波信号をそのＱ
出力端子に発生する。Ｑ端子の出力信号が線９１
を介して排他的オア・ゲート９５の入力に印加さ
れる。線９１の波形が第６Ａ図に示されている。
排他的オア・ゲート９５は第３図の弁別器６２と
同じ機能を発生する。 排他的オア・ゲート９４，９５はいずれもその
他方の出力に、電圧制御発振器の出力を表わす信
号が線９７を介して印加されている。電圧制御発
振器の周波数は3.06メガヘルツである。フリツプ
フロツプ９６が除数２の計数器として接続され、
そのクロツク出力が線１３１を介して電圧制御発
振器の出力に接続されている。従つて、フリツプ
フロツプ９６の出力の信号の周波数は1.53メガ
ヘルツであり、線９７を介して排他的オア・ゲー
ト９４，９５に印加される。 例として、最初に線９７の信号が、第６Ａ図に
示す様に、基準発振器の信号である線８９の信号
より僅かに遅相であると仮定する。この遅れが生
ずると、第６Ａ図に線９８（遅相）と記す様に、
線９８に一連の比較的幅の広いパルスが現われ
る。線９７の信号が線８９の信号より進相である
状態についても同じ様なグラフが示されている。
弁別器９５，９４からのパルスは、電圧制御発振
器の信号９７と基準発振器の信号９１，８９との
間の位相関係によつて決定される幅を持つ。 第６Ｂ図に示すパルス列は弁別器９５，９４の
出力を表わしており、周波数の差の１サイクルあ
たり僅かな数のパルスしかないことからも判る様
に、周波数の差が大きい場合を示す。（このよう
なパルスの数は、周波数の差がゼロに近づくにつ
れて急速に増加するが、周波数の差がゼロになる
と突然にゼロになる。）第６Ｂ図にはこの様な状
態の間、線９８，９９に現われるパルス列の包絡
線が示されている。「周波数の差」と記した曲線
は、基準発振器の出力に対して弁別した電圧制御
発振器の出力にすぎないので、線９９に現われる
出力を表わす。「VCOの方が速い」と記した曲線
は、VCO信号の周波数が基準発振器の周波数よ
り高い時、線９８に現われるパルスの包絡線であ
る。同様に、「VCOの方が遅い」と記した曲線
は、VCOの周波数が基準発振器の周波数より低
い時に、線９８に現われるパルスの包絡線であ
る。線９８，９９の信号の比較により、VCOの
周波数が基準発振器の周波数より高いか低いかが
決まる。 弁別器の出力９８，９９に現われるパルス列を
対応する矩形波への変換することが、第４図に示
す波及びシユミツト・トリガ動作によつて行わ
れる。線９９の出力信号を整形する波及びシユ
ミツト・トリガ回路が、抵抗１０１、抵抗１０
２、コンデンサ１００及び増幅器１０３を含む。
同様に、線９９の出力が、抵抗１０５、抵抗１０
６、コンデンサ１０４及び増幅器１０７で構成さ
れた回路により、対応する矩形波に変換される。 線１０９の信号の波形が第６Ｂ図に示されてい
る。線１０９の信号は周波数の差の絶対値を表わ
す。第３図の実施例のフリツプフロツプ６６，６
７に夫々対応するフリツプフロツプ１１０，１１
１の動作は、第６Ｂ図に示す様に、線１０８の信
号が線１０９の信号より進んでいると仮定する
と、一番判り易い。この状態が存在する時、
VCOの周波数が基準発振器の周波数より高い。 第４図で、線１０８の信号が線１０９の信号よ
り進んでいると、フリツプフロツプ１１０は、そ
のクロツク（線１０８）が高になつてから、その
データ出力（線１０９）が高になるので、常に低
にとゞまる。逆に、フリツプフロツプ１１１は毎
サイクル毎に１回トリガされ、そのデータ線（線
１０８）がその時高であるので、線１０９のパル
スの前縁でトリガされる。 線１０８の信号が線１０９の信号より進んでい
る場合のフリツプフロツプ１１０，１１１の出力
が第６Ｂ図に示されている。同様に、線１０８の
信号が線１０９の信号より遅れている場合のフリ
ツプフロツプ１１０，１１１の出力も第６Ｂ図に
示されている。 排他的オア・ゲート１１２の２つの入力がフリ
ツプフロツプ１１０の出力及びフリツプフロツ
プ１１１のＱ出力に接続されている。排他的オ
ア・ゲート１１２は機能的に第３図のオア・ゲー
ト６８に相当する。フリツプフロツプ１１１のＱ
出力が高であるか或いはフリツプフロツプ１１０
の出力が高である時（但し両方共高ではない
時）、排他的オア・ゲート１１２の出力が高であ
る。排他的オア・ゲート１１２の出力が計数器１
１３のリセツト端子に接続される。計数器１１３
のクロツク入力が導線９０によつて基準発振器か
らの出力信号に接続される。計数器１１３のＱ出
力がフリツプフロツプ１１０，１１１のリセツト
入力に帰還される。計数器１１３のカウントが、
フリツプフロツプ１１０又は１１１のＱ出力が高
である状態にとゞまる期間を特定する。フリツプ
フロツプ１１０のＱ出力が線１１４を介して増幅
器１１６の１つの入力に供給され、フリツプフロ
ツプ１１１のＱ出力が線１１５を介して増幅器１
１６の他方の入力に供給される。 線１１４に接続された増幅器１１６の反転入力
には、第２図の負荷分割及び同期制御回路１２か
ら線７２を介して供給された制御電圧信号が印加
される。（増幅器１１６の出力及び反転入力の間
に接続された）コンデンサ１２１及び（非反転入
力と大地の間に接続された）コンデンサ１２０
が、増幅器１１６の出力に、その入力に供給され
たパルス列信号の積分となる信号を発生させる。
増幅器１１６からのこの出力信号を使つて、電圧
制御発振器を駆動する。 電圧制御発振器はナンド・ゲート１２４，１２
５及びバツフア増幅器１２６，１２７，１２８で
構成される。電圧制御発振器から線７４に現われ
る出力は、線７２に信号がない時、3.06メガヘル
ツの中心周波数を持ち、この出力信号が装置の周
波数制御の為に、第１図の波形発生器１５に供給
される。 第５図には、この発明の周波数制御装置の別の
実施例が示されている。基準発振器が多段式計数
器１５０を含み、これが基本発振器の周波数を分
割して、そのQ2及びＱ３出力に、排他的オア・
ゲート１５１の入力に対する周波数信号を発生す
る。排他的オア・ゲート１５１は、電圧制御発振
器の周波数が基準発振器の周波数より高いか低い
かを決定するのに必要な移相を行う。即ち、排他
的オア・ゲート１５１が第４図のフリツプフロツ
プ９３と同じ作用をする。排他的オア・ゲート１
５２の入力が排他的オア・ゲート１５１の出力並
びに電圧制御発振器１８０から線７４に出る出力
に接続される。排他的オア・ゲート１５２は第４
図の排他的オア・ゲート９５と同じ作用をする。
排他的オア・ゲート１５３の入力が計数器１５０
のQ3出力及び電圧制御発振器１８０の出力に接
続され、このゲートも第４図の排他的オア・ゲー
ト９４と同じ作用をする。 第５図の実施例では、波及び矩形化作用が、
抵抗１５４，１５５、コンデンサ１５６，１５
７、及びナンド・ゲート１５８によつて行われ
る。ナンド・ゲート１５８が内部のシユミツト・
トリガを含む。これらの部品が、第４図のバツフ
ア増幅器１０３及びそれに関連した部品と同じ作
用をする。 抵抗１５９，１６０、コンデンサ１６１，１６
２及びナンド・ゲート１６３が、排他的オア・ゲ
ート１５３の出力信号に対して同じ波及び矩形
化作用をする。この為、これらの部品は第４図の
バツフア増幅器１０７及びそれに関連した部品と
同じ作用をする。 フリツプフロツプ１６４，１６５が第４図のフ
リツプフロツプ１１０，１１１と夫々同じ作用を
する。排他的オア・ゲート１６６が第４図の排他
的オア・ゲート１１２と逆の作用をするが、ナン
ド・ゲート１６８による反転作用がある為、ナン
ド・ゲート１６８の出力は排他的オア・ゲート１
１２によつて発生される出力と同様である。 第５図の実施例も、計数器の計数時間の周期
が、基準発振器の出力と電圧制御形発振器の出力
との間の周波数の差の周期を越えた場合に起る曖
味さを除去する為に使われる付加的な回路を含
む。第４図の実施例の計数時間が周波数の差の時
間を起えた場合、計数器１１３は引続いて次のサ
イクルまで計数する。この期間の重なりによつて
曖味さが生ずる。第６Ｂ図のフリツプフロツプ１
１１（線１０８進み）と記したグラフから判る様
に、計数器１１３の周期が次の計数周期に入り込
む場合、フリツプフロツプ１１１は、そのクロツ
ク・パルスを受取るまで、リセツト状態に復帰し
ない。フリツプフロツプ１１１がリセツト状態に
復帰すると、低になり、次のクロツク信号を受取
るまで低にとゞまる。従つて、計数器１１３の周
期が周波数の差を起えた場合、フリツプフロツプ
１１１の出力は、正しい高のレベルにとゞまる代
りに低になる。フリツプフロツプ１１０について
も同じ曖味さの問題が存在する。第４図の実施例
では、この曖味さの問題を是正する為、第５図の
実施例に付加的な回路を追加している。 ナンド・ゲート１６７，１６８、コンデンサ１
６９及び抵抗１７０が、曖味さの状態を防止する
為に、第５図の実施例に追加される付加的な回路
である。この回路はナンド・ゲート１５８，１６
３の両方の出力が高になる時、何時でもナンド・
ゲート１６８の入力に負に向う過渡状態（第６Ｂ
図の最後の波形を参照）を発生する。ナンド・ゲ
ート１６８がその入力の負に向う過渡状態を反転
する。こうして、計数器１７１のリセツト入力に
常に正の過渡状態が印加され、その計数サイクル
を再開する。従つて、周波数誤差が大きく、計数
器１７１の期間が周波数の差の周期を越える時、
電圧制御発振器に増幅器１７２を介して印加され
るフリツプフロツプ１６４又は１６５のＱ出力
は、１つおきの周波数の差のサイクルの一部分の
間、低状態にリセツトされる代りに、高状態に
とゞまる。 第５図の実施例では、増幅器１７２及びそれに
関連した部品が、第４図の増幅器１１６及びそれ
に関連した部品と同じ作用をする。 第５図の実施例の電圧制御発振器は参照数字１
８０で示してある。