JPH02246800A - 超電導発電機の励磁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導発電機の出力の定常時・頂上時に対応
した励磁制御を可能とした励磁装置に係り、特に、励磁
装置による無効電力の低減や信頼性の向上に好適な超電
導発電機の励磁装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の励磁装置において特に高い界磁頂上電圧を必要と
する装置においては、界磁巻線に印加されるリップル電
圧の波高値を低減するために、複数個の半導体変換器を
直列に接続し、前記半導体変換器のゲート制御を夫々個
別に行い、同期機の定常運転時には個々の半導体変換器
の出力が交互に極性が異なる如くし、高い界磁頂上電圧
を必要とする場合にのみ、前記半導体変換器の出力電圧
を正又は負に一致せしめることが特開昭５０−８９８１
１号公報又は特開昭５０−８９８１３号公報において論
じられている。

これら従来の方式によれば、単一の半導体変換器を使用
した場合に対し、励磁装置のリップル電圧を数分の一程
度に低減する事が可能であり、従って、無効電力も数分
の−に低減する事が可能ではある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の方式では複数個の半導体変換
器を直列に使用するため、構成する１つの半導体変換器
が故障したのみで励磁装置が使用できなくなる可能性が
有るため、信頼性が構成する半導体変換器の直列数に反
比例して低くなり、又、超電導発電機の如く、定常２時
と頂上時で励磁電圧が数百〜数千倍異なる発電機におい
てはこれらの方式を利用しても励磁装置の無効電力の低
減率は数分の−であり、まだかなりの無効電力が発生す
る等の問題が有った。

即ち、第２図の従来の超電導発電機２の励磁方式によれ
ば、定常時は、界磁巻線４の抵抗が非常に小さいため半
導体変換器６は出力電圧で低電圧（例えば５Ｖ）が発生
できるように、自動電圧調整器（以下ＡＶＲという）８
により制御される。

逆に、頂上時には、半導体変換器６は出力電圧で高電圧
（例えばＥ、０ＯＯＶ）が発生できるように制御されな
ければならない。しかし、定常時は出力電圧が低いため
、半導体変換器６の制御角αを９０度付近とするため、
励磁装置の無効電力が大きくなり、また、主励磁用電源
１０は例えば５０ＭＶＡ連続定格の如く大きな定格とな
る。なお、図中１２は電圧変成器、１４は電力系統であ
る。

本発明の目的は上記欠点を解決するためになされたもの
で、励磁装置の無効電力を小さくし、励磁用電源の定格
を小さくすると共に、一定励磁と超速溶励磁を兼ね備え
ているため、励磁装置の信頼性が向上し、そして５周波
数変換器を採用してその出力電圧、出力電流及び副励磁
用電源を種々選択可能とする超電導発電機の励磁装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、超電導の界磁巻
線を設けた超電導発電機の出力の励磁装置として、定常
時励磁手段と頂上時励磁手段とが並列に配設されている
ことを特徴とし、定常時に超電導発電機の出力電圧を調
整する自動電圧調整器と界磁巻線に励磁電流を供給する
主励磁用電源及び半導体変換器からなる定常時励磁手段
と、頂上時に副励磁用電源及び周波数変換器とそれを制
御する自動電圧調整器及び前記界磁巻線に励磁電流を供
給する副励磁用変圧器からなる頂上時励磁手段とを並列
に配設したことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成によれば、系統電圧の変化に速溶して、定常時
には定常時励磁手段が、頂上時には頂上時励磁手段が作
動する。即ち定常時には主励磁用電源と半導体変換器が
、頂上時には副励磁用電源と周波数変換器が動作し、そ
れによって超電導発電機の界磁巻線には、定常時、頂上
時に対応して必要な励磁電流を供給するので、無効電力
を小さくでき、主励磁用電源の定格を小さくすることが
できる。またそれぞれの手段を並列に配設したので故障
時にも対応が可能となり、励磁装置の信頼性が向上する
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。尚、
従来例と同一構造部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

半導体変換器５２は、超電導発電機２の出力の定常時に
、例えば、５Ｖ／１００ＯＯＡを界磁巻線４に供給でき
るようにＡＶＲ５４により制御する。逆に超電導発電機
２の出力の頂上時には副励磁用電源５６を周波数変換器
５８でＡＶＲ６０の制御により、例えば、５０００Ｖ／
１００ＯＯＡを発生させて、副励磁用変圧器６２により
、界磁巻線４にそれを供給する。

ここで副励磁用電源５６に交流電源を選択した場合は、
周波数変換１Ｉ５８はサイクロコンバータとなる。また
、副励磁用電源５６は直流電源でも良（、その場合は、
周波数変換器５８はインバータとなり、その時、副励磁
用型ｇ５６の直流電源は、超電導電力貯蔵装置・燃料電
池・バッテリーなどを採用しても良い。

次に本実施例の作用について詳細に説明する。

第１図において、電圧変成器６４により超電導発電機２
の出力電圧を検出し、その信号がＡＶＲ５４・ＡＶＲ６
０へ入力されることにより、発電機２の出力の定常時・
頂上時を選択しＡＶＲ５４・ＡＶＲ６０は、半導体変換
器５２及び周波数変換器５８に制御角を与える。そして
、定常時には半導体変換器５２が、頂上時には周波数変
換器５８が動作する。それによって、超電導発電機２の
界磁巻線４には、定常時・頂上時に対応した励磁電流が
供給される。

そのために本実施例によれば、主励磁用量′ｇ６６と半
導体変換器５２は定常時に対応した励磁電流を界磁巻線
４に供給するため、無効電力が小さくなり、この電力系
統１４の力率改善と超電導発電機２の無効電力出力低減
による超電導発電機２の高効率運用の効果があり、主励
磁用電源６６も例えば５０ＭＶＡ連続定格から５０ＫＶ
Ａ連続定格と小さくなる効果がある。

また、副励磁用変圧器６２、周波数変換器５８又は副励
磁用電源５６が故障しても、主励磁用電源６６と半導体
変換器５２により一定励磁ができるため、励磁装置の信
頼性が向上する。また、周波数変換器５８と副励磁用Ｔ
１ｇ５６は、種々選択可能となり、その出力電圧・電流
も種々選択可能となる。

〔発明の効果〕

上述のとおり本発明によれば、励磁装置の無効電力を小
さくでき、電力系統の力率改善と発電機の無効電力出力
低減による発電機の高効率運用及び主励磁用電源の定格
を小さくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超電導発電機の励磁方式の
系統図、第２図は従来の超電導発電機の励磁方式の系統
図である。 ２・・・超電導発電機、４・・・界磁巻線、５２・・・
半導体変換器、５４．６０・・・自動電圧調整器、５６
・・・副励磁用電源、５８・・・周波数変換器、６２・
・・副励磁用変圧器、６４・・・電圧変成器、６６・・
・主励磁用電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超電導の界磁巻線を設けた超電導発電機の出力の励
   磁装置として、定常時励磁手段と頂上時励磁手段とが並
   列に配設されていることを特徴とする超電導発電機の励
   磁装置。 ２、超電導の界磁巻線を設けた超電導発電機の出力の励
   磁装置として、定常時に前記超電導発電機の出力電圧を
   調整する自動電圧調整器と前記界磁巻線に励磁電流を供
   給する主励磁用電源及び半導体変換器からなる定常時励
   磁手段と、頂上時に副励磁用電源及び周波数変換器とそ
   れを制御する自動電圧調整器及び前記界磁巻線に励磁電
   流を供給する副励磁用変圧器からなる頂上時励磁手段と
   を並列に配設したことを特徴とする超電導発電機の励磁
   装置。 ３、請求項２記載の励磁装置において、前記副励磁用電
   源に交流電源を用い、前記周波数変換器にコンバータを
   用いたものである超電導発電機の励磁装置。 ４、請求項２記載の励磁装置において、前記副励磁用電
   源に直流電源を用い、前記周波数変換器にインバータを
   用いたものである超電導発電機の励磁装置。 ５、請求項４記載の励磁装置において、前記直流電源に
   は超電導電力貯蔵装置、燃料電地又はバッテリーを用い
   たものである超電導発電機の励磁装置。