JPH03117396A - 交流励磁同期機の２次励磁装置 - Google Patents
交流励磁同期機の２次励磁装置Info
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- JPH03117396A JPH03117396A JP1251048A JP25104889A JPH03117396A JP H03117396 A JPH03117396 A JP H03117396A JP 1251048 A JP1251048 A JP 1251048A JP 25104889 A JP25104889 A JP 25104889A JP H03117396 A JPH03117396 A JP H03117396A
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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。
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〕
最近の電力系統は原子力の比率の増大、および火力のプ
ーリースタート、ストップ回数の増大等の影響を受けて
、深夜帯の自動周波数調整装置（ＡＦＣ）の調整容量が
不足し、この対応として揚水発電所の入力調整が必要と
なって来た。この発明は揚水運転時のＡＦＣ調整幅を増
大させた交流励磁同期機の２次励磁装置に関するもので
ある。
ーリースタート、ストップ回数の増大等の影響を受けて
、深夜帯の自動周波数調整装置（ＡＦＣ）の調整容量が
不足し、この対応として揚水発電所の入力調整が必要と
なって来た。この発明は揚水運転時のＡＦＣ調整幅を増
大させた交流励磁同期機の２次励磁装置に関するもので
ある。
従来のこの種の装置として第３図及び第４図に示すもの
があった。図はサイクロコンバータ形可変速揚水回路の
一例を示す概要図であり、図において、１は交流励磁同
期機（以下、ＡＥＳＭと略称）の電機子、２は前記ＡＥ
ＳＭ１の回転子（２次コイル）、３は回転子２を回す可
逆式ポンプ水車、４はシャフト、５は励磁変換器用変圧
器、６は励磁用変換器（以下、ＥＸと略称）、Ｔは回転
位置検出器（レゾルバ）、８はＥＸ５を制御する制御器
、９は変流器、１０は計器用変圧器である。
があった。図はサイクロコンバータ形可変速揚水回路の
一例を示す概要図であり、図において、１は交流励磁同
期機（以下、ＡＥＳＭと略称）の電機子、２は前記ＡＥ
ＳＭ１の回転子（２次コイル）、３は回転子２を回す可
逆式ポンプ水車、４はシャフト、５は励磁変換器用変圧
器、６は励磁用変換器（以下、ＥＸと略称）、Ｔは回転
位置検出器（レゾルバ）、８はＥＸ５を制御する制御器
、９は変流器、１０は計器用変圧器である。
次に動作について説明する。まず、ＡＥＳＭｌを可変速
で同期運転するには、該ＡＥＳＭの電機子１を２次励磁
する交流励磁方式が通常採用される。この励磁方式は、
例えば、図示のように、ＡＥＳＭの電機子１の出力電圧
を励磁変換器用変圧器５で電圧変換した２次電圧なＥＸ
５に入力する。
で同期運転するには、該ＡＥＳＭの電機子１を２次励磁
する交流励磁方式が通常採用される。この励磁方式は、
例えば、図示のように、ＡＥＳＭの電機子１の出力電圧
を励磁変換器用変圧器５で電圧変換した２次電圧なＥＸ
５に入力する。
一般に同期発電機を並列運転するには、特に両様の周波
数、電圧の大きさ、及び位相の３要素が一致していなけ
れば並列投入と同時にじよう乱が発生するので、常に回
転子２０回転数が高まっても系統周波数と一致するよう
にすべり分だけ２次励磁により周波数を補正してやる必
要がある。そこで、ＥＸ５０周波数変換機能として、交
流電源からサイリスタのスイッチ作用を利用して直接に
周波数の異る交流電力を得、これをＡＥＳＭの回転子２
に供給するサイクロコンバータ制御方式が使用される。
数、電圧の大きさ、及び位相の３要素が一致していなけ
れば並列投入と同時にじよう乱が発生するので、常に回
転子２０回転数が高まっても系統周波数と一致するよう
にすべり分だけ２次励磁により周波数を補正してやる必
要がある。そこで、ＥＸ５０周波数変換機能として、交
流電源からサイリスタのスイッチ作用を利用して直接に
周波数の異る交流電力を得、これをＡＥＳＭの回転子２
に供給するサイクロコンバータ制御方式が使用される。
前記ＥＸ５としてはＡＥＳＭの回転子２０回転位置検出
器（例えば、レゾルバ）７の位置信号や変流器９による
発電機出力電流、及び計器用変圧器１０による発電機出
力電圧等を制御要素として入力した制御器８によって制
御し、最終的に設定された電力及び最適回転数になるよ
うにＡＥＳＭをシステム制御している。
器（例えば、レゾルバ）７の位置信号や変流器９による
発電機出力電流、及び計器用変圧器１０による発電機出
力電圧等を制御要素として入力した制御器８によって制
御し、最終的に設定された電力及び最適回転数になるよ
うにＡＥＳＭをシステム制御している。
従来の交流励磁同期機の２次励磁装置は以上のように構
成されているので、励磁用変換器及び該励磁用変換器を
制御する制御器の回路構成によって変換効率が低下する
ことがあるため、所定の発電機出力を得ようとするとＡ
ＥＳＭの容量を大きくしなければならず、不経済である
等の課題があった。
成されているので、励磁用変換器及び該励磁用変換器を
制御する制御器の回路構成によって変換効率が低下する
ことがあるため、所定の発電機出力を得ようとするとＡ
ＥＳＭの容量を大きくしなければならず、不経済である
等の課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、ＥＸの回路構成を強制転流式多相並列多重電圧
形インバータとコンバータとで構成し、コンバータの電
源側力率を１．０に近づけるように制御性を向上させる
ことによってＡＥＳＭの容量を小形化した交流励磁同期
機の２次励磁装置を得ることを目的とする。
もので、ＥＸの回路構成を強制転流式多相並列多重電圧
形インバータとコンバータとで構成し、コンバータの電
源側力率を１．０に近づけるように制御性を向上させる
ことによってＡＥＳＭの容量を小形化した交流励磁同期
機の２次励磁装置を得ることを目的とする。
この発明に係る交流励磁同期機の２次励磁装置は交流励
磁同期機の回転子を制御する励磁用変換器を多相並列多
重電圧型のインバータ回路とコンバータ回路とで構成し
、並列インバータ回路の電流バランス制御をｄ、ｑ軸の
２組成分で実施するため３相−２相変換器で変換した後
、制御回路の指令信号と合せて２相−３相変換器で３相
変換してインバータ回路を制御し、コンバータ回路はコ
ンバータ制御回路によって３相制御するようにしたもの
である。
磁同期機の回転子を制御する励磁用変換器を多相並列多
重電圧型のインバータ回路とコンバータ回路とで構成し
、並列インバータ回路の電流バランス制御をｄ、ｑ軸の
２組成分で実施するため３相−２相変換器で変換した後
、制御回路の指令信号と合せて２相−３相変換器で３相
変換してインバータ回路を制御し、コンバータ回路はコ
ンバータ制御回路によって３相制御するようにしたもの
である。
この発明における励磁用変換器は、多相多重電圧型のイ
ンバータ回路とコンバータ回路とで構成され、該インバ
ータ回路は、その出力電流が３相−２相変換器を経てｄ
、ｑ変換され、さらに電流バランス回路で電流バランス
制御を受けた後、再度２相−３相変換器Ｋかけ３相にも
どされたものでインバータ制御回路により制御される。
ンバータ回路とコンバータ回路とで構成され、該インバ
ータ回路は、その出力電流が３相−２相変換器を経てｄ
、ｑ変換され、さらに電流バランス回路で電流バランス
制御を受けた後、再度２相−３相変換器Ｋかけ３相にも
どされたものでインバータ制御回路により制御される。
また、コンバータ回路はインバータ回路の直流電圧な生
成するため制御回路によって３相制御される。
成するため制御回路によって３相制御される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第３図及び第４図と同一の部分は同一の符号をもって
図示した第１図ないし第２図において、６は励磁用変換
器ＥＸでインバータ回路（６−１）とコンバータ回路（
６−２）とで構成されている。８は前記インバータ回路
（６−１）を制御する電力２回転数指令用の制御器、１
１．１２゜１３、及び１４はＥＸ６の入会出力電流を検
出する夫々電流検出器、１５はインバータ回路（６１）
の出力電流を変換する３相（３φ）−２相（２φでｃｉ
、ｑ軸成分のこと）変換器、１６は電流バランス回路、
１７は２φ−３φ変換器、１８はインバータ回路（６−
１）の２組のインバータを制御するインバータ制御回路
、１９．２０はコンバータ回路（６−２）の出力電圧を
検出する電圧検出器、２１はコンバータ回路（６−２）
を制御するコンバータ制御回路である。
、第３図及び第４図と同一の部分は同一の符号をもって
図示した第１図ないし第２図において、６は励磁用変換
器ＥＸでインバータ回路（６−１）とコンバータ回路（
６−２）とで構成されている。８は前記インバータ回路
（６−１）を制御する電力２回転数指令用の制御器、１
１．１２゜１３、及び１４はＥＸ６の入会出力電流を検
出する夫々電流検出器、１５はインバータ回路（６１）
の出力電流を変換する３相（３φ）−２相（２φでｃｉ
、ｑ軸成分のこと）変換器、１６は電流バランス回路、
１７は２φ−３φ変換器、１８はインバータ回路（６−
１）の２組のインバータを制御するインバータ制御回路
、１９．２０はコンバータ回路（６−２）の出力電圧を
検出する電圧検出器、２１はコンバータ回路（６−２）
を制御するコンバータ制御回路である。
次に動作について説明する。まず、電力２回転数指令用
の制御器８は、ＡＥＳＭの出力が指令された電力、無効
電力、電圧及び最適回転数になるようにインバータ回路
（６−１）をインバータ制御回路１８を用いてＰＷＭ（
パルス・ワイドス・モジュレーション）制御する。そし
て、前記インバータ回路（６−１）とは独立に、コンバ
ータ出力電圧をコンバータ変換器の力率を１．０に近づ
けるようにコンバータ制御回路２１は制御する。すなわ
ち、第２図のＧＴＯサイリスタ多相電圧形励磁用変換器
に示すように電圧波形はＰＷＭ制御されるため制御器８
は簡単化され、併せてＧＴＯ回路の保護回路等（図示せ
ず）も簡単化される。なお、従来のサイクロコンバータ
は第４図に示したように１２相循環電流の自然転流方式
であったため力率制御が独立して行えなかった。従りて
、力率０．２程度と低かった。また入・出力回転数制御
をサイクロコンバータで制御しているため回路が複雑と
なるを免れ得す、従りて制御性も好ましいとは言い難か
った。また、ＡＥＳＭを大容量化するためにＥＸ５のイ
ンバータ回路（６−１）を並列多重化しているので、そ
の並列多重化制御には多重インバータ間の電流バランス
制御が必要となるが、この場合も電流バランス回路１６
によってＰＷＭ制御が可能となるので制御性が容易とな
る。
の制御器８は、ＡＥＳＭの出力が指令された電力、無効
電力、電圧及び最適回転数になるようにインバータ回路
（６−１）をインバータ制御回路１８を用いてＰＷＭ（
パルス・ワイドス・モジュレーション）制御する。そし
て、前記インバータ回路（６−１）とは独立に、コンバ
ータ出力電圧をコンバータ変換器の力率を１．０に近づ
けるようにコンバータ制御回路２１は制御する。すなわ
ち、第２図のＧＴＯサイリスタ多相電圧形励磁用変換器
に示すように電圧波形はＰＷＭ制御されるため制御器８
は簡単化され、併せてＧＴＯ回路の保護回路等（図示せ
ず）も簡単化される。なお、従来のサイクロコンバータ
は第４図に示したように１２相循環電流の自然転流方式
であったため力率制御が独立して行えなかった。従りて
、力率０．２程度と低かった。また入・出力回転数制御
をサイクロコンバータで制御しているため回路が複雑と
なるを免れ得す、従りて制御性も好ましいとは言い難か
った。また、ＡＥＳＭを大容量化するためにＥＸ５のイ
ンバータ回路（６−１）を並列多重化しているので、そ
の並列多重化制御には多重インバータ間の電流バランス
制御が必要となるが、この場合も電流バランス回路１６
によってＰＷＭ制御が可能となるので制御性が容易とな
る。
また、電流検出器１１．１２で各並列回路の出力電流を
検出し３φ−２φ変換器１５で３φ−２φ変換後、前記
電流バランス回路１６で電流バランス制御を行い制御器
８の出力と合わせてｄ、ｑ軸上でバランス制御させ、２
相−３相変換器１７で３φに戻してインバータ回路（６
−１をＰＷＭ制御するため制御性も向上する。
検出し３φ−２φ変換器１５で３φ−２φ変換後、前記
電流バランス回路１６で電流バランス制御を行い制御器
８の出力と合わせてｄ、ｑ軸上でバランス制御させ、２
相−３相変換器１７で３φに戻してインバータ回路（６
−１をＰＷＭ制御するため制御性も向上する。
一般に、ｄ、ｑ軸制御することの有効性については、（
社）電気学会、１９８６年７月１１日。
社）電気学会、１９８６年７月１１日。
半導体電力変換研究会資料、 Ｓ ＰＣ−８６−５１゜
「二次励磁誘導機を用いた電力、無効電力制御の検討」
に示されている。
「二次励磁誘導機を用いた電力、無効電力制御の検討」
に示されている。
また、上記実施例では２次励磁用変換器の例として強制
転流式多相並列多重電圧形について説明したが相数が３
相以上で並列多重数も２以上であれば上記実施例と同様
の効果を奏する。
転流式多相並列多重電圧形について説明したが相数が３
相以上で並列多重数も２以上であれば上記実施例と同様
の効果を奏する。
また、揚水発電所に限らず、一般のＡＥＳＭ応用プラン
ト、例えばフライホイール発電機による７リクカ防止シ
ステム等に採用してもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。
ト、例えばフライホイール発電機による７リクカ防止シ
ステム等に採用してもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。
以上のように、この発明によれば励磁用変換器の構成を
サイクロコンバータに代ってＧＴＯサイリスタによる強
制転流式多相並列多重インバータ回路とコンバータ回路
とを使用し、並列インバータ間の電流バランスなｄ、ｑ
軸上で実施したので、インバータ回路の制御性が向上す
る他、交流励磁同期機の変換効率も向上し、小形となっ
て経済的で簡潔な可変速揚水発電所を提供することがで
きる効果がある。
サイクロコンバータに代ってＧＴＯサイリスタによる強
制転流式多相並列多重インバータ回路とコンバータ回路
とを使用し、並列インバータ間の電流バランスなｄ、ｑ
軸上で実施したので、インバータ回路の制御性が向上す
る他、交流励磁同期機の変換効率も向上し、小形となっ
て経済的で簡潔な可変速揚水発電所を提供することがで
きる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による可変速揚水機の２次
励磁回路のブロック図、第２図（ａｌは例えばこの発明
の具体的なＧＴＯ多相電圧形励磁用変換器の回路図、同
（ｂｌ 、 ｔｃ１図は（ａｌ図の各部波形図、第３図
は従来の可変速揚水発電所の２次励磁回路のブロック図
、第４図（ａｌは例えば従来の具体的な１２相循環電流
方式サイクロコンバータの回路図、同（ｂ） 、 （ｃ
１図は（ａｌ図の各部波形図である。 図において、１は交流励磁同期機（ＡＥＳＭ）、６は励
磁用変換器（ＥＸ）、（６−１）はインバータ回路、（
６−２）はコンバータ回路、７は回転位置検出器、８は
制御器、１５は３相−２相変換器、１６は電流バランス
回路、１７は２相−３相変換器、１８はインバータ制御
回路である。 なお、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
励磁回路のブロック図、第２図（ａｌは例えばこの発明
の具体的なＧＴＯ多相電圧形励磁用変換器の回路図、同
（ｂｌ 、 ｔｃ１図は（ａｌ図の各部波形図、第３図
は従来の可変速揚水発電所の２次励磁回路のブロック図
、第４図（ａｌは例えば従来の具体的な１２相循環電流
方式サイクロコンバータの回路図、同（ｂ） 、 （ｃ
１図は（ａｌ図の各部波形図である。 図において、１は交流励磁同期機（ＡＥＳＭ）、６は励
磁用変換器（ＥＸ）、（６−１）はインバータ回路、（
６−２）はコンバータ回路、７は回転位置検出器、８は
制御器、１５は３相−２相変換器、１６は電流バランス
回路、１７は２相−３相変換器、１８はインバータ制御
回路である。 なお、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 可逆式ポンプ水車に直結された交流励磁同期機を励磁用
変換器により制御し可変速運転を行う交流励磁同期機の
２次励磁装置において、前記励磁用変換器を構成する多
相並列多重形のインバータ回路及びコンバータ回路と、
前記交流励磁同期機の出力側より検出した電圧、電流及
び回転位置検出器の出力信号により電力、回転数指令を
出力する制御器と、前記インバータ回路の出力電流をｄ
、ｑ変換する３相−２相変換器と、前記３相−２相変換
器の出力によりインバータ回路間の電流バランス制御を
する電流バランス回路と、前記電流バランス回路及び制
御器の出力よりｄ、ｑ軸上でバランス制御し、インバー
タ回路を制御する２相−３相変換器と、前記インバータ
回路の出力電流を制御するインバータ制御回路と、前記
インバータ回路の直流電圧を生成する前記コンバータ回
路を３相制御するコンバータ制御回路とを備えたことを
特徴とする交流励磁同期機の２次励磁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251048A JP2662050B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 交流励磁同期機の２次励磁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251048A JP2662050B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 交流励磁同期機の２次励磁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117396A true JPH03117396A (ja) | 1991-05-20 |
| JP2662050B2 JP2662050B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17216841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1251048A Expired - Fee Related JP2662050B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 交流励磁同期機の２次励磁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2662050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129631A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 発電機の励磁制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812596A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 巻線形誘導発電機による力率調整方法 |
| JPS591071A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-06 | Kawasaki Steel Corp | 電縫管の内面シ−ル装置 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1251048A patent/JP2662050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812596A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 巻線形誘導発電機による力率調整方法 |
| JPS591071A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-06 | Kawasaki Steel Corp | 電縫管の内面シ−ル装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129631A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 発電機の励磁制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2662050B2 (ja) | 1997-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |