JPH0258880B2 - - Google Patents

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JPH0258880B2
JPH0258880B2 JP12817579A JP12817579A JPH0258880B2 JP H0258880 B2 JPH0258880 B2 JP H0258880B2 JP 12817579 A JP12817579 A JP 12817579A JP 12817579 A JP12817579 A JP 12817579A JP H0258880 B2 JPH0258880 B2 JP H0258880B2
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Japan
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current
voltage
generator
output
rectifier
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JP12817579A
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JPS5653599A (en
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Kunihiko Sawa
Shigenori Kinoshita
Yasushi Shiozaki
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0258880B2 publication Critical patent/JPH0258880B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/38—Self-excitation by current derived from rectification of both output voltage and output current of generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流発電機の励磁調整装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an excitation adjustment device for an alternator.

発電機は負荷の投入、しや断など負荷変動によ
り出力電圧は変動する。特に非常用発電機などイ
ンピーダンスの大きい発電機は負荷変動による出
力電圧変動が大きく、発電機から供給される他の
負荷に悪影響を与える。従つて発電機の出力電圧
を制御する制御装置は急激な負荷変動にも応答性
良く発電機出力を制御出来ることが望まれる。又
整流器などの負荷をもつ発電機では出力電圧波形
が歪む場合が多く、この場合でも制御装置は発電
機出力電圧を安定に制御出来ることが、望まれ
る。更に船用発電機の場合では、発電機出力が短
絡されても規定された時間、規定された電流を発
電機は流し続ける機能、すなわち複巻特性も必要
とされる。
The output voltage of a generator fluctuates due to load changes such as load on/off. In particular, generators with high impedance, such as emergency generators, have large output voltage fluctuations due to load fluctuations, which adversely affects other loads supplied by the generator. Therefore, it is desired that a control device that controls the output voltage of the generator be able to control the generator output with good responsiveness even to rapid load changes. Furthermore, in a generator having a load such as a rectifier, the output voltage waveform is often distorted, and even in this case, it is desirable that the control device be able to stably control the generator output voltage. Furthermore, in the case of a marine generator, the generator is required to have the ability to continue flowing a specified current for a specified period of time even if the generator output is short-circuited, that is, to have compound winding characteristics.

第1図は上述のような複巻特性の機能を持たせ
た従来の励磁調整装置を示す。これによれば、交
流発電機1の界磁巻線2に給電するために、電流
巻線31、電圧巻線32および出力巻線33を有
する巻線変圧器3が設けられている。電流巻線3
1は発電機出力線に直列に挿入され、電圧巻線3
2は発電機端子に交流リアクトル4を介して接続
されている。電圧巻線32と交流リアクトル4と
の接続点にはコンデンサ5が接続されている。出
力巻線33には整流器6が接続され、この整流器
6の直流出力端子間に界磁巻線2が接続されてい
る。さらに整流器6の交流側の一つの相端子と直
流側の一方の端子との間にサイリスタ7と抵抗8
との直列回路が接続され、この直列回路には過電
圧抑制回路9が並列接続されている。サイリスタ
7は制御装置10によつて発電機端子電圧が電圧
設定器11によつて設定された電圧設定値に一致
するように点弧位相制御される。
FIG. 1 shows a conventional excitation adjustment device having the above-mentioned compound winding characteristic function. According to this, a winding transformer 3 having a current winding 31 , a voltage winding 32 and an output winding 33 is provided to supply power to the field winding 2 of the alternating current generator 1 . current winding 3
1 is inserted in series with the generator output line, and the voltage winding 3
2 is connected to a generator terminal via an AC reactor 4. A capacitor 5 is connected to a connection point between the voltage winding 32 and the AC reactor 4. A rectifier 6 is connected to the output winding 33, and a field winding 2 is connected between the DC output terminals of the rectifier 6. Furthermore, a thyristor 7 and a resistor 8 are connected between one phase terminal on the AC side and one terminal on the DC side of the rectifier 6.
A series circuit is connected to the overvoltage suppression circuit 9, and an overvoltage suppression circuit 9 is connected in parallel to this series circuit. The firing phase of the thyristor 7 is controlled by the control device 10 so that the generator terminal voltage matches the voltage setting value set by the voltage setting device 11.

無負荷時定格電圧を発生させるのに必要な励磁
を与える電圧成分回路の巻線32と負荷時負荷電
流による電圧降下を補償する励磁を供給する電流
成分回路の巻線31とが磁気的に結合していて、
両者の合成出力が出力巻線33に現われる。巻線
31には発電機電流又はそれに比例した電流が流
れる。巻線32にはリアクトル4を介して発電機
1の出力電圧が加わる。巻線33の出力はダイオ
ード整流器6で整流され、界磁巻線2に加わり界
磁電流を流す。電圧成分は発電機出力から4→3
2→33→6→2と加わり、電流成分は31→3
3→6→2と加わる。
The winding 32 of the voltage component circuit that provides the excitation necessary to generate the rated voltage at no-load and the winding 31 of the current component circuit that supplies the excitation that compensates for the voltage drop due to the load current during the load are magnetically coupled. I'm doing it,
A combined output of both appears at the output winding 33. A generator current or a current proportional to it flows through the winding 31 . The output voltage of the generator 1 is applied to the winding 32 via the reactor 4. The output of the winding 33 is rectified by the diode rectifier 6 and applied to the field winding 2 to cause a field current to flow. Voltage component is 4→3 from generator output
2 → 33 → 6 → 2, and the current component is 31 → 3
Add 3 → 6 → 2.

電圧調整用分流サイリスタ7は整流器6の入力
回路の1相と整流器6の出力の負極間に抵抗8を
介して接続されている。発電機の所望の出力電圧
を得るに余分な3巻線変圧器の電流はこのサイリ
スタを点弧させて交流側で分流し、界磁回路には
流れないようにする。一般に3巻線トランスの出
力電流は必要な界磁電流よりも若干大きくなるよ
うに設計されているので毎サイクルサイリスタを
点弧させて分流させる必要がある。サイリスタへ
の分流量すなわちサイリスタの点弧位相は発電機
電圧制御装置10により発電機電圧設定回路11
の設定値に発電機電圧がなるように制御される。
コンデンサ5はリアクトル4を共振させることに
より、発電機界磁抵抗の影響を小さくしたり、始
動時の電圧の確立を安易ならしめるために接続さ
れている。
The voltage regulating shunt thyristor 7 is connected between one phase of the input circuit of the rectifier 6 and the negative electrode of the output of the rectifier 6 via a resistor 8. The excess current of the three-winding transformer required to obtain the desired output voltage of the generator is diverted to the alternating current side by firing this thyristor, so that it does not flow to the field circuit. Generally, the output current of a three-winding transformer is designed to be slightly larger than the required field current, so it is necessary to fire the thyristor every cycle to shunt the current. The divided flow to the thyristor, that is, the firing phase of the thyristor is determined by the generator voltage control device 10 and the generator voltage setting circuit 11.
The generator voltage is controlled to be at the set value.
The capacitor 5 is connected to make the reactor 4 resonate, thereby reducing the influence of the generator field resistance and making it easier to establish the voltage at the time of starting.

前述のように従来方式の基本は空隙をもつた3
巻線変圧器により電圧要素と電流要素とを磁気結
合させる方式であるため次のような欠点を有して
いる。
As mentioned above, the basics of the conventional method are three
Since the method uses a wire-wound transformer to magnetically couple the voltage element and the current element, it has the following drawbacks.

(1) 同一容量の変圧器に対して3巻線変圧器の大
きさが大きい。
(1) A three-winding transformer is larger than a transformer of the same capacity.

(2) 結合の度合により出力が変わるので出力の調
整(例えば交流リアクトルのギヤツプ、サイリ
スタ直列抵抗又はコンデンサの大きさの調整)
を行なう必要がある。
(2) Output changes depending on the degree of coupling, so adjust the output (for example, adjust the gap of the AC reactor, the size of the thyristor series resistance, or the size of the capacitor)
It is necessary to do this.

更に従来方式はサイリスタにより毎サイクル電
流を分流させる方式であるため、サイリスタをオ
フすると3巻線変圧器の出力電流は全て界磁回路
に流れなければならない。3巻線変圧器の出力は
定電流源とみなせ又、界磁回路のインダクタンス
は発電機回路に比較して非常に大きいので、サイ
リスタをオフすると界磁回路に高い電圧が発生す
る。このため過電圧抑制回路9を接続しているが
この回路の発生損失が大きいため(界磁回路が電
流を吸収するまで過電圧抑制回路9が電流を吸収
するため(装置の効率の低下や寸法、重量が大き
くなつていると云う欠点もある。
Furthermore, since the conventional method uses a thyristor to shunt the current every cycle, when the thyristor is turned off, all the output current of the three-winding transformer must flow to the field circuit. The output of the three-winding transformer can be regarded as a constant current source, and the inductance of the field circuit is much larger than that of the generator circuit, so when the thyristor is turned off, a high voltage is generated in the field circuit. For this reason, the overvoltage suppression circuit 9 is connected, but since the loss generated by this circuit is large (the overvoltage suppression circuit 9 absorbs the current until the field circuit absorbs the current) There is also the drawback that the size of the market is increasing.

さらに制御装置10は発電機電圧設定器11の
値に発電機の電圧が合うように分流用サイクルの
通流率を制御するが、従来式ではこの制御装置は
オフセツトをなくするためPI調節器で構成され
ている。このため負荷急変などによつて、発電機
電圧が急変しても制御装置がPI調節器のため制
御遅れを生じ、充分な速さの制御応答を得ること
は困難であつた。
Further, the control device 10 controls the conduction rate of the diversion cycle so that the voltage of the generator matches the value of the generator voltage setting device 11, but in the conventional system, this control device uses a PI regulator to eliminate offset. It is configured. For this reason, even if the generator voltage suddenly changes due to a sudden change in load, etc., a control delay occurs because the control device is a PI regulator, making it difficult to obtain a sufficiently fast control response.

更に分流サイリスタ7は発電機電圧に同期して
点弧させる必要がある。ところが発電機に整流器
のような負荷が接続されると整流器の転流のため
発電機の出力電圧は歪んだ波形となつてしまう。
サイリスタの点弧のための同期信号は発電機出力
電圧からとつているので同期信号はこの歪のため
変動してしまう。このため従来方式では負荷の状
態によつて制御が不安定になつたり場合によつて
は制御が出来なくなつてしまうと云う欠点もあ
る。
Furthermore, the shunt thyristor 7 must be fired in synchronization with the generator voltage. However, when a load such as a rectifier is connected to a generator, the output voltage of the generator becomes a distorted waveform due to the commutation of the rectifier.
Since the synchronization signal for firing the thyristor is derived from the generator output voltage, the synchronization signal fluctuates due to this distortion. For this reason, the conventional system has the disadvantage that control becomes unstable or even becomes impossible depending on the load condition.

本発明の目的は、(1)回路機構が簡単で複巻特性
が得られ、(2)複雑な調整を必要とせず、(3)発電機
の電圧波形に歪が生じても安定に発電機電圧を制
御でき、(4)負荷急変によつて発電機電圧が急変し
ても直ちに発電機電圧を従来以上に速く元の値ま
で復帰させて電圧変動量の少ない安定した発電機
電圧が得られる発電機励磁調節装置を提供するこ
とを目的とする。
The objects of the present invention are (1) to have a simple circuit structure and obtain compound winding characteristics, (2) to avoid the need for complicated adjustments, and (3) to operate a generator stably even if the voltage waveform of the generator is distorted. (4) Even if the generator voltage suddenly changes due to a sudden load change, the generator voltage can be returned to its original value faster than before, resulting in a stable generator voltage with less voltage fluctuation. An object of the present invention is to provide a generator excitation adjustment device.

本発明の基本は、電圧要素と電流要素とを交流
側で電気的に合成(ベクトル合成)した出力を整
流器で整流し、その出力を回磁回路に加え、整流
器の直流端子間に半導体スイツチを接続し、整流
器の出力電流の一部をこの半導体スイツチに分流
させるようにした主回路構成に於いて、その制御
装置を平均値制御形の発電機電圧調節器と瞬時値
制御形の界磁電流調節器とで構成し、電圧調整機
能の速応性を図つたことにある。
The basics of the present invention are to rectify the output obtained by electrically combining voltage elements and current elements (vector combination) on the AC side with a rectifier, adding the output to a magnet circuit, and connecting a semiconductor switch between the DC terminals of the rectifier. In the main circuit configuration in which a part of the output current of the rectifier is diverted to this semiconductor switch, the control device is an average value control type generator voltage regulator and an instant value control type field current controller. The main feature is that the voltage adjustment function is quick-responsive.

以下、図面の第2図以下を参照しながら本発明
を説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained with reference to FIG. 2 and subsequent drawings.

第2図は本発明一実施例を示す。これによれば
交流発電機1の界磁巻線2へ給電するための整流
器101の交流側端子は一方では発電機の出力母
線に挿入された電力用変流器102の2次側に接
続され、他方では交流サイリスタ103を介して
発電機端子に接続されている。交流リアクトル1
03は発電機電圧に依存した成分を取り出すため
の電圧成分回路として役立ち、電力用変流器10
2は発電機電流に依存した成分を取り出すための
電流成分回路として役立つ。両成分は整流器10
1の交流入力側でベクトル合成される。整流器の
直流出力電流は両成分の合成電流を整流したもの
に相当する。整流器101の直流出力端子間には
制御可能な半導体スイツチ100が接続され、こ
の半導体スイツチ100は整流器の直流出力電流
の一部を分流することを可能にする。整流器10
1は3相ダイオードブリツジとして構成すること
ができ、半導体スイツチ100としてはトランジ
スタ、ゲートターンオフサイリスタ、あるいはサ
イリスタチヨツパを使用することができる。整流
器1から電流を供給される界磁巻線2には電流吸
収回路104が逆列接続されている。電流吸収回
路104としてはコンデンサを使用することがで
きる。この電流吸収回路104は半導体スイツチ
100がオフ時に整流器101の直流出力電流と
界磁電流との差電流分を吸収するのに役立つ。半
導体スイツチは後述の制御装置により通流率制御
され、これにより界磁電流が調整される。整流器
101の直流出力電流に含まれる電圧依存成分と
電流依存成分とにより、負荷変動時に直流出力電
流の変化により応答性よくその負荷変動を補償さ
せることができる。
FIG. 2 shows one embodiment of the present invention. According to this, the AC side terminal of the rectifier 101 for feeding power to the field winding 2 of the AC generator 1 is connected on the one hand to the secondary side of the power transformer 102 inserted into the output bus of the generator. , on the other hand, is connected to a generator terminal via an AC thyristor 103. AC reactor 1
03 serves as a voltage component circuit for extracting a component dependent on the generator voltage, and a power current transformer 10
2 serves as a current component circuit for extracting components dependent on the generator current. Both components are rectified by 10
Vector synthesis is performed on the AC input side of 1. The DC output current of the rectifier corresponds to the rectified composite current of both components. A controllable semiconductor switch 100 is connected between the DC output terminals of the rectifier 101, which makes it possible to shunt a portion of the DC output current of the rectifier. Rectifier 10
1 can be configured as a three-phase diode bridge, and the semiconductor switch 100 can be a transistor, a gate turn-off thyristor, or a thyristor chopper. A current absorption circuit 104 is connected in reverse series to the field winding 2 to which current is supplied from the rectifier 1 . A capacitor can be used as the current absorption circuit 104. This current absorption circuit 104 serves to absorb the difference current between the DC output current of the rectifier 101 and the field current when the semiconductor switch 100 is off. The conduction rate of the semiconductor switch is controlled by a control device to be described later, thereby adjusting the field current. Due to the voltage-dependent component and current-dependent component included in the DC output current of the rectifier 101, when the load fluctuates, it is possible to compensate for the load fluctuation with good responsiveness by changing the DC output current.

電流吸収回路104としてコンデンサを用いる
場合の実施例が第3図に主回路部分についてのみ
示されている。第3図によれば、電流吸収回路と
してのコンデンサ105以外にこのコンデンサと
半導体スイツチ100との間に逆流防止用ダイオ
ード106が挿入されている。その他の構成につ
いては第2図と同じである。ダイオード106は
半導体スイツチ100のオン時にコンデンサ10
5からの放電電流がこの半導体スイツチ100を
介して流れるのを阻止する。これにより半導体ス
イツチ100として使用される例えばトランジス
タなどの素子の破壊の危険性をなくすことができ
る。また、必要に応じて交流リアクトル103と
発電機との間に変圧器107を挿入することがで
きる。
An embodiment in which a capacitor is used as the current absorption circuit 104 is shown in FIG. 3 only for the main circuit portion. According to FIG. 3, in addition to the capacitor 105 serving as a current absorption circuit, a backflow prevention diode 106 is inserted between this capacitor and the semiconductor switch 100. The other configurations are the same as in FIG. 2. The diode 106 connects the capacitor 10 when the semiconductor switch 100 is turned on.
5 is prevented from flowing through this semiconductor switch 100. This eliminates the risk of destruction of elements such as transistors used as the semiconductor switch 100. Further, a transformer 107 can be inserted between the AC reactor 103 and the generator as necessary.

再び第2図に戻つて制御回路部分について説明
する。発電機端子電圧の実際値が電圧検出器20
0によつて検出され、この検出された電圧実際値
は電圧設定器202からの電圧目標値と共に平均
値制御形の電圧調節器203に導かれ、電圧調節
器203は電圧制御偏差に応じて電流目標値を形
成する。この電流目標値は、電流比較器204に
おいて、電流検出器201によつて検出された界
磁電流実際値と大小比較される。電流比較器20
4は界磁電流の目標値と実際値の大小関係にした
がつた二値動作の出力信号と発生するヒステリシ
スコンパレータとして構成されている。電流比較
器204の二値動作の出力信号に応じて制御装置
205は半導体スイツチ100をオンオフ制御す
る。
Returning to FIG. 2 again, the control circuit portion will be explained. The actual value of the generator terminal voltage is detected by the voltage detector 20.
0, and the detected voltage actual value is led together with the voltage target value from the voltage setting device 202 to the average value control type voltage regulator 203, and the voltage regulator 203 adjusts the current according to the voltage control deviation. Form a target value. This current target value is compared in magnitude with the actual field current value detected by the current detector 201 in a current comparator 204 . Current comparator 20
Reference numeral 4 is constructed as a hysteresis comparator which generates an output signal of binary operation according to the magnitude relationship between the target value and the actual value of the field current. A control device 205 controls the semiconductor switch 100 to turn on and off in accordance with the binary operation output signal of the current comparator 204.

次に、第4図a,bに示す要部の電圧電流波形
を参照しながら第2図(もしくは第3図)の実施
例の動作について説明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 2 (or FIG. 3) will be explained with reference to the voltage and current waveforms of the main parts shown in FIGS. 4a and 4b.

整流器101の出力電流i101がいかなる場合で
も界磁電流i2の所要値よりも大きくなるように回
路限定数は選ばれている。半導体スイツチ100
がオンのときには整流器出力電流i101はこの
半導体スイツチ100によつて側路され、界磁電
流i2は減少してゆく。電流i2が下限目標値に達す
るや否や電流比較器204の出力信号が反転し、
この反転により制御装置205は半導体スイツチ
100をオフする。半導体スイツチ100のオフ
によつて整流器出力電流i101は界磁巻線回路
に流れ込む。界磁インダクタンスのために界磁電
流i2は徐々にしか増大できないため、差電流分i
101−i2は電流吸収回路104(もしくはコン
デンサ105)の流入する。界磁電流i2が上限目
標値まで達するや否や電流比較器204の出力信
号が反転し、これにより制御装置205は半導体
スイツチ100をオンする。半導体スイツチ10
0のオンによつて整流器電流i101はこの半導体ス
イツチを介して側路され、界磁電流i2は減少して
ゆく。このようにして界磁電流i2は電圧調節器2
03によつて与えられる目標値に保たれるように
瞬時値制御される。
The limited number of circuits is selected so that the output current i101 of the rectifier 101 is in any case larger than the required value of the field current i2 . semiconductor switch 100
When is on, the rectifier output current i101 is bypassed by this semiconductor switch 100 and the field current i2 decreases. As soon as the current i 2 reaches the lower limit target value, the output signal of the current comparator 204 is inverted,
This reversal causes the controller 205 to turn off the semiconductor switch 100. By turning off semiconductor switch 100, rectifier output current i101 flows into the field winding circuit. Because the field current i 2 can only increase gradually due to the field inductance, the difference current i
101-i 2 flows into the current absorption circuit 104 (or capacitor 105). As soon as field current i 2 reaches the upper target value, the output signal of current comparator 204 is inverted, which causes controller 205 to turn on semiconductor switch 100 . semiconductor switch 10
0 turns on, the rectifier current i101 is bypassed through this semiconductor switch, and the field current i2 decreases. In this way, the field current i 2 is
Instantaneous value control is performed to maintain the target value given by 03.

ある瞬時でのスイツチ100の通流率αは、オ
ン時間をTON、周期をTとする。
The conduction rate α of the switch 100 at a certain moment is determined by T ON being the on time and T being the period.

α=TON/T と表わすことができ、界磁電流i2の平均値IFは、
整流器出力i101の平均値をI0とすると IF=(1−α)I0 なる関係にある。すなわち平均値としてみると、
整流器の出力電流I0のうち界磁には(1−α)I0
だけ流れスイツチ100には残りのαI0が分流し
ていることになる。
It can be expressed as α=T ON /T, and the average value I F of the field current i 2 is
If the average value of the rectifier output i101 is I0 , then there is a relationship of I F =(1-α) I0 . In other words, if we look at it as an average value,
Of the output current I 0 of the rectifier, the field is (1-α) I 0
This means that the remaining αI 0 is diverted to the flow switch 100.

次に負荷急変などにより発電機電圧が急変した
場合の動作を第5図で説明する。負荷変動がない
場合(図ではt0より前)電圧調節器203の出力
電圧と界磁電流検出器201の出力電圧とを比較
し、電流比較器204は図のような出力V204を
出しスイツチ100をオンオフさせて発電機1の
電圧を設定電圧に一致させている。負荷変動が生
じた場合は次のようになる。負荷急変の動作につ
いては負荷急増(負荷投入)の場合で説明する。
時点t0で負荷が急増すると発電機の出力電圧は降
下する。電圧検出器200の出力V200も同様に
降下する。電圧調節器203は発電機1の電圧を
元の状態に戻すべく出力V203を大きくする。電
流比較器204は界磁電流の値を電圧調節器20
3の出力を合せるように動作する。すなわち電圧
調節器203の出力に回磁電流値をほとんど瞬時
に応答させる。更に負荷電流増加分が整流器10
1の出力i101に加わるので界磁電流の挙動は非常
に早いものとなる。以上負荷増の場合で示した
が、負荷急減の場合も同様の動作となるので説明
は略す。以上本発明によれば電流比較器により電
圧調節器の出力に界磁電流を制御遅れなし瞬時に
応答させる事が出来るので負荷急変による発電機
電圧の変動幅、整定時間を従来よりも非常に改善
出来る。
Next, the operation when the generator voltage suddenly changes due to a sudden change in load will be explained with reference to FIG. When there is no load fluctuation (before t 0 in the figure), the output voltage of the voltage regulator 203 and the output voltage of the field current detector 201 are compared, and the current comparator 204 outputs the output V204 as shown in the figure and switches the switch 100. is turned on and off to match the voltage of the generator 1 with the set voltage. When load fluctuation occurs, the following happens. The operation when the load suddenly changes will be explained in the case of sudden load increase (load injection).
When the load increases rapidly at time t 0 , the output voltage of the generator drops. The output V200 of voltage detector 200 also drops. The voltage regulator 203 increases the output V203 in order to return the voltage of the generator 1 to its original state. A current comparator 204 converts the field current value into a voltage regulator 20.
It operates to match the outputs of 3. That is, the magnetizing current value is caused to respond almost instantaneously to the output of the voltage regulator 203. Furthermore, the increase in load current is increased by the rectifier 10.
Since it is added to the output i101 of 1, the behavior of the field current is very fast. The above description is based on the case of an increase in load, but since the same operation occurs in the case of a sudden decrease in load, the explanation will be omitted. As described above, according to the present invention, the current comparator can cause the field current to respond instantaneously to the output of the voltage regulator without any control delay, which greatly improves the fluctuation width and settling time of the generator voltage due to sudden changes in load compared to the conventional method. I can do it.

さらに第6図に示す実施例の如く不感帯付きの
微分回路206を追加して、発電機端子電圧を検
出してこの回路206を通して得た信号を電圧調
節器の入力に重畳すると、制御応答を一層高める
ことができる。不感帯付き微分回路206の特性
は第7図において、aに示す時間経過例およびb
に示す不感帯特性から分るように発電機電圧V1
が不感帯幅△Vg0を上回る大きさだけ急変した場
合にのみその変化量に応じた不完全微分波形の出
力信号V206を発生するようになつている。この
出力信号は電圧調節器203に対して発電機の電
圧を補正する極性にて入力される。
Furthermore, by adding a differentiator circuit 206 with a dead zone as in the embodiment shown in FIG. 6, detecting the generator terminal voltage and superimposing the signal obtained through this circuit 206 on the input of the voltage regulator, the control response can be further improved. can be increased. The characteristics of the differential circuit 206 with a dead zone are shown in FIG.
As can be seen from the dead band characteristics shown in , the generator voltage V 1
Only when the dead band width ΔVg 0 suddenly changes by an amount exceeding the dead band width ΔVg 0, an output signal V206 having an incompletely differentiated waveform corresponding to the amount of change is generated. This output signal is input to the voltage regulator 203 with a polarity that corrects the voltage of the generator.

以上説明したように、本発明による構成は、次
の如き効果を奏する。
As explained above, the configuration according to the present invention has the following effects.

(1) 電流要素と電圧要素とを整流器入力側でベク
トル合成する方式なので発電機は複巻特性とな
り発電機電圧制御性能を非常に向上させること
が出来る。
(1) Since the current element and voltage element are vector-combined on the rectifier input side, the generator has compound winding characteristics, and the generator voltage control performance can be greatly improved.

(2) 主回路構成要素が、電力用CT、リアクトル、
整流器、半導体スイツチ、コンデンサであるた
め回路構成が非常に簡単であり、従来形に比べ
小形軽量、低価格化が図れる。
(2) The main circuit components are power CT, reactor,
Since it consists of a rectifier, semiconductor switch, and capacitor, the circuit configuration is extremely simple, making it smaller, lighter, and cheaper than conventional types.

(3) 主回路構成要素の調整を必要としないので更
に安価に出来る。
(3) Since no adjustment of the main circuit components is required, the cost can be further reduced.

(4) 発電機電圧波形歪による影響を受けないので
安定した電圧制御出来る。いいかえばどのよう
な負荷にも適用出来る。
(4) Stable voltage control is possible because it is not affected by generator voltage waveform distortion. In other words, it can be applied to any load.

(5) 半導体スイツチの制御装置として電圧調節器
の出力に瞬時応答の電流比較器を接続している
ので制御装置の応答速度が速く、電圧変動量を
従来に比して非常に小さく出来る。
(5) Since an instantaneous response current comparator is connected to the output of the voltage regulator as a control device for the semiconductor switch, the response speed of the control device is fast and the amount of voltage fluctuation can be made much smaller than in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の実施例を示すブロツク図、第2
図は本発明実施例を示すブロツク図、第3図は本
発明実施例における主回路部の構成例を示す接続
図、第4図および第5図は本発明動作を説明する
ための波形図、第6図は本発明の他の実施例を示
すブロツク図、第7図は第6図の実施例を説明す
るための動作波形・入出力特性図である。 1……発電機、2……界磁巻線、100……半
導体スイツチ、101……整流器、102……電
力用変流器、103……交流リアクトル、104
……電流吸収回路、200……電圧検出器、20
2……電圧設定器、203……電圧調節器、20
4……電流比較器、205……制御装置、206
……不感帯付き微分回路。
Figure 1 is a block diagram showing a conventional embodiment, Figure 2 is a block diagram showing a conventional embodiment.
The figure is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a connection diagram showing an example of the configuration of the main circuit section in the embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are waveform diagrams for explaining the operation of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an operating waveform/input/output characteristic diagram for explaining the embodiment of FIG. 6. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Generator, 2... Field winding, 100... Semiconductor switch, 101... Rectifier, 102... Power current transformer, 103... AC reactor, 104
...Current absorption circuit, 200 ...Voltage detector, 20
2... Voltage setting device, 203... Voltage regulator, 20
4...Current comparator, 205...Control device, 206
... Differential circuit with dead band.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交流発電機1の端子電圧に依存した成分を取
り出すための交流リアクトル103と、 交流発電機1の出力電流に依存した成分を取り
出す電力用変流器102と、 両成分をベクトル合成した電流を整流して界磁
巻線2に供給する整流器101と、 該整流器101の直流出力側端子間に接続され
たオンおよびオフの制御が可能な半導体スイツチ
100と、 交流発電機の界磁巻線2に並列接続された電流
吸収用コンデンサ105と、 前記半導体スイツチ100と前記電流吸収用コ
ンデンサ105との間に挿入された逆電流防止用
ダイオード106と、 交流発電機1の端子電圧の実際値を検出する電
圧検出回路202と、 該電圧検出回路202の出力信号をフイードバ
ツク信号として受け取り交流発電機2の端子電圧
を所望値に調整すべく界磁電流目標値を形成する
電圧調節器203と、 該電圧調節器203からの界磁電流目標値と前
記電圧検出回路202によつて検出された界磁電
流実際値とを比較して二値動作出力信号を発生す
る電流比較器204と、 該電流比較器204の二値動作出力信号にした
がつて前記半導体スイツチ100のオンオフ制御
を行う制御回路205と、 を備えていることを特徴とする交流発電機の励磁
調整装置。
[Scope of Claims] 1. An AC reactor 103 for extracting a component dependent on the terminal voltage of the AC generator 1; A power current transformer 102 for extracting a component dependent on the output current of the AC generator 1; Both components. a rectifier 101 that rectifies a vector-combined current and supplies it to the field winding 2; a semiconductor switch 100 that is connected between the DC output side terminals of the rectifier 101 and that can be turned on and off; and an AC generator. a current absorbing capacitor 105 connected in parallel to the field winding 2 of the generator 1; a reverse current prevention diode 106 inserted between the semiconductor switch 100 and the current absorbing capacitor 105; and a terminal of the alternator 1. A voltage detection circuit 202 that detects the actual value of voltage; and a voltage adjustment device that receives the output signal of the voltage detection circuit 202 as a feedback signal and forms a field current target value in order to adjust the terminal voltage of the alternator 2 to a desired value. a current comparator 204 that compares the field current target value from the voltage regulator 203 and the actual field current value detected by the voltage detection circuit 202 to generate a binary operating output signal. An excitation adjustment device for an alternator, comprising: a control circuit 205 that performs on/off control of the semiconductor switch 100 according to a binary operation output signal of the current comparator 204.
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