JPH061953B2 - 交流電源装置 - Google Patents
交流電源装置Info
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- JPH061953B2 JPH061953B2 JP63016314A JP1631488A JPH061953B2 JP H061953 B2 JPH061953 B2 JP H061953B2 JP 63016314 A JP63016314 A JP 63016314A JP 1631488 A JP1631488 A JP 1631488A JP H061953 B2 JPH061953 B2 JP H061953B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の電動発電機を並行運転させる交流電源
装置に関し、詳しくは複数の電動発電機を始動させる順
序を自動的に決定し、出力電圧の位相差が小さくなるタ
イミングで自動的に並行運転投入を行う機能を備えた交
流電源装置に関するものである。
装置に関し、詳しくは複数の電動発電機を始動させる順
序を自動的に決定し、出力電圧の位相差が小さくなるタ
イミングで自動的に並行運転投入を行う機能を備えた交
流電源装置に関するものである。
（従来技術及び発明が解決しようとする問題点） 従来より、複数の電動発電機を並行運転することによっ
て、総合の給電可能な電力容量を増加したり、予備の電
動発電機を並行運転し、すなわち、冗長並行運転して交
流電源装置としての信頼性を高める方法が行われてい
る。
て、総合の給電可能な電力容量を増加したり、予備の電
動発電機を並行運転し、すなわち、冗長並行運転して交
流電源装置としての信頼性を高める方法が行われてい
る。
電動発電機を並行運転させる場合には始動時に特別な条
件、すなわち、電動発電機の出力である交流電圧のレベ
ル、周波数及び位相関係を一致させることが必要であ
る。これらの条件が充たされないと出力電圧が不安定に
なったり、電動発電機相互間に大きな横流が流れて障害
を引き起こす場合も出てくる。
件、すなわち、電動発電機の出力である交流電圧のレベ
ル、周波数及び位相関係を一致させることが必要であ
る。これらの条件が充たされないと出力電圧が不安定に
なったり、電動発電機相互間に大きな横流が流れて障害
を引き起こす場合も出てくる。
複数のすべての電動発電機を一斉に始動させ並行運転状
態にすると、相互の位相関係が不安であるなどして安定
な並行運転条件が整えられない。このため、順次１台ず
つ始動させて並行運転の条件を整えたうえで並行運転状
態に移行させる処理が必要である。
態にすると、相互の位相関係が不安であるなどして安定
な並行運転条件が整えられない。このため、順次１台ず
つ始動させて並行運転の条件を整えたうえで並行運転状
態に移行させる処理が必要である。
従来の始動法は専門のオペレータが電動発電機を順次手
動で始動させて並行運転に移行させていた。
動で始動させて並行運転に移行させていた。
専門のオペレータが操作する場合は、状況を判断して始
動させることができるので、電動発電機に修理中のもの
があれば、それを除いて並行運転投入を完了させるなど
の処置もできる。
動させることができるので、電動発電機に修理中のもの
があれば、それを除いて並行運転投入を完了させるなど
の処置もできる。
この従来の始動方法の問題点は、専門のオペレータが必
要であること、電動発電機の設置されている現場で始動
操作をする必要があるため、遠隔操作が困難なことであ
る。
要であること、電動発電機の設置されている現場で始動
操作をする必要があるため、遠隔操作が困難なことであ
る。
また、従来の複数の電動発電機を並行運転投入する際
に、一旦後続の電動発電機を出力にリアクトルを挿入し
て先発の電動発電機と並行運転させ、強制的に横流を流
すことによって両電動発電機の周波数をほぼ同じにして
からリアクトルを切り離して定常的な並行運転状態に移
行させる方法がとられる。このため、電流容量の大きな
リアクトルや、挿入・切り離し用のスイッチを必要とし
装置の小型化や信頼性向上に制約を与えていた。
に、一旦後続の電動発電機を出力にリアクトルを挿入し
て先発の電動発電機と並行運転させ、強制的に横流を流
すことによって両電動発電機の周波数をほぼ同じにして
からリアクトルを切り離して定常的な並行運転状態に移
行させる方法がとられる。このため、電流容量の大きな
リアクトルや、挿入・切り離し用のスイッチを必要とし
装置の小型化や信頼性向上に制約を与えていた。
（発明の目的） 本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもの
で、本発明の第１の目的は、始動信号を１度与えるだけ
で、後は自動的に複数の電動発電機間の始動順序を決定
し、並行運転投入の条件を整えることによって、自動的
に複数の電動発電機を並行運転状態に移行させることの
できる定周波定電圧の交流電源装置を提供するにある。
で、本発明の第１の目的は、始動信号を１度与えるだけ
で、後は自動的に複数の電動発電機間の始動順序を決定
し、並行運転投入の条件を整えることによって、自動的
に複数の電動発電機を並行運転状態に移行させることの
できる定周波定電圧の交流電源装置を提供するにある。
本発明の第２の目的は、電動発電機を始動させるための
専門のオペレータを必要としない定周波定電圧の交流電
源装置を提供するにある。
専門のオペレータを必要としない定周波定電圧の交流電
源装置を提供するにある。
本発明の第３の目的は、電動発電機の始動を遠隔操作を
可能ならしめた定周波定電圧の交流電源装置を提供する
にある。
可能ならしめた定周波定電圧の交流電源装置を提供する
にある。
本発明の第４の目的は、電流容量の大きな並行運転投入
用のリアクトルやスイッチを除くことによって、定周波
定電圧の交流電源装置の小型化や信頼性向上を可能とす
ることにある。
用のリアクトルやスイッチを除くことによって、定周波
定電圧の交流電源装置の小型化や信頼性向上を可能とす
ることにある。
（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、３相誘導電動機と交流同期
発電機とを一体化した複数の電動発電機と、複数の電動
発電機のそれぞれの出力を出力スイッチを介して共通の
負荷に給電する交流電源装置において、３相誘導電動機
は結線組替え可能な複数の励磁巻線を備え、かつ、前記
複数の電動発電機の始動順序を決定する始動順序決定装
置と前記複数の励磁巻線の結線組替えを行って複数の電
動発電機の出力電圧の位相差を変化させる装置と、この
位相差の変化から同相になるタイミングを予測し、出力
スイッチを動作させる装置とをを備えたことを特徴とす
る交流電源装置を発明の要旨とするものである。
発電機とを一体化した複数の電動発電機と、複数の電動
発電機のそれぞれの出力を出力スイッチを介して共通の
負荷に給電する交流電源装置において、３相誘導電動機
は結線組替え可能な複数の励磁巻線を備え、かつ、前記
複数の電動発電機の始動順序を決定する始動順序決定装
置と前記複数の励磁巻線の結線組替えを行って複数の電
動発電機の出力電圧の位相差を変化させる装置と、この
位相差の変化から同相になるタイミングを予測し、出力
スイッチを動作させる装置とをを備えたことを特徴とす
る交流電源装置を発明の要旨とするものである。
次に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の交流電源装置の実施例で２台の電動発
電機を並行運転する例を示す。Ｃ１１，Ｃ２１はそれぞ
れ第２図に示す始動順序決定装置であり、対応する電動
発電機ＭＧ１及びＭＧ２に備えられている。構成の詳細
は第２図以下で後述する。
電機を並行運転する例を示す。Ｃ１１，Ｃ２１はそれぞ
れ第２図に示す始動順序決定装置であり、対応する電動
発電機ＭＧ１及びＭＧ２に備えられている。構成の詳細
は第２図以下で後述する。
対応する電動発電機がそれぞれ始動準備完了していると
き、外部から始動信号Ａが与えられると始動順序決定装
置Ｃ１１，Ｃ２１は同時にこれを受け始動順序決定のた
めの処置を開始する。
き、外部から始動信号Ａが与えられると始動順序決定装
置Ｃ１１，Ｃ２１は同時にこれを受け始動順序決定のた
めの処置を開始する。
始動順序決定装置Ｃ１１及びＣ２１のクロックパルス発
生器の発振周波数は、一般的に微少であるが差が存在
し、従ってプロセッサの処理速度に差が出てくる。ま
た、プロセッサが複数の処理を行う場合には始動順序決
定の処理を開始するまでの時間に差が出る。従って、始
動信号Ａを同時に受信しても始動準備完了の判断を下す
までに要する時間に差が出てくる。
生器の発振周波数は、一般的に微少であるが差が存在
し、従ってプロセッサの処理速度に差が出てくる。ま
た、プロセッサが複数の処理を行う場合には始動順序決
定の処理を開始するまでの時間に差が出る。従って、始
動信号Ａを同時に受信しても始動準備完了の判断を下す
までに要する時間に差が出てくる。
始動順序決定装置Ｃ１１が早く処理を完了して始動準備
完了の信号をｘ１から送出したとする。始動順序決定装
置Ｃ２１はＣ１１からの信号をｙ２で受けとるとプロセ
ッサの処理を中断するとともにｘ２から信号が出ないよ
うにする。始動順序決定装置Ｃ１１はＣ２１からの信号
がｙ１に到達していないことを確認して始動順位１位で
あると判定する。そして始動開始の情報を自ら属する電
動発電機ＭＧ１の励磁結線切替及びＭＧ制御装置Ｃ１２
に送る。Ｃ１２はまず入力スイッチＫ１１に信号を送
り、これを閉じ、励磁結線切替スイッチ群Ｋ1xをスター
結線（第４図Ａ）にさせる。これによって電動発電機Ｍ
Ｇ１は回転を始め、回転数が上昇して励磁電流が減少し
た後にＫ1xをデルタ結線（第４図Ｂ）になるように切替
える。これで電動発電機ＭＧ１の入力条件は定常運転状
態にある。電動発電機ＭＧ１の出力点Ｂ１の電圧及び周
波数が定常状態にあることを確認後、同期投入タイミン
グ装置Ｃ１３は点Ｄの電圧が零であることから電動発電
機ＭＧ１は初始動機であると判断して出力スイッチＫ１
２を閉じさせる。
完了の信号をｘ１から送出したとする。始動順序決定装
置Ｃ２１はＣ１１からの信号をｙ２で受けとるとプロセ
ッサの処理を中断するとともにｘ２から信号が出ないよ
うにする。始動順序決定装置Ｃ１１はＣ２１からの信号
がｙ１に到達していないことを確認して始動順位１位で
あると判定する。そして始動開始の情報を自ら属する電
動発電機ＭＧ１の励磁結線切替及びＭＧ制御装置Ｃ１２
に送る。Ｃ１２はまず入力スイッチＫ１１に信号を送
り、これを閉じ、励磁結線切替スイッチ群Ｋ1xをスター
結線（第４図Ａ）にさせる。これによって電動発電機Ｍ
Ｇ１は回転を始め、回転数が上昇して励磁電流が減少し
た後にＫ1xをデルタ結線（第４図Ｂ）になるように切替
える。これで電動発電機ＭＧ１の入力条件は定常運転状
態にある。電動発電機ＭＧ１の出力点Ｂ１の電圧及び周
波数が定常状態にあることを確認後、同期投入タイミン
グ装置Ｃ１３は点Ｄの電圧が零であることから電動発電
機ＭＧ１は初始動機であると判断して出力スイッチＫ１
２を閉じさせる。
電動発電機ＭＧ１が始動すると信号Ｘの送出を停止させ
る。始動順序決定装置Ｃ２１はＣ１１から受けていた信
号Ｘが端子ｙ２になくなったことを確認すると、中断し
ていた始動順序決定のための処理を再開させる。始動準
備が完了するとｘ２から信号を送出する。すでに始動し
ている始動順序決定装置Ｃ１１はｘ１から信号を出さな
いので、始動順序決定装置Ｃ２１のｙ２には信号は存在
しない。従って、始動順序決定装置Ｃ２１は自らを始動
順位１位と判定して自らの励磁結線切替及びＭＧ制御装
置Ｃ２２に始動開始の情報を送出する。Ｃ２２は入力ス
イッチＫ１２を閉じさせるとともに、励磁結線切替スイ
ッチ群Ｋ2xの励磁結線をスター結線にして突入電流を抑
制しながら電動発電機ＭＧ２を立上げる。回転数が定格
近くに上昇した後に、励磁結線切替スイッチ群Ｋ2xをデ
ルタ結線になるように切替える。電動発電機ＭＧ２の出
力点Ｂ２の電圧及び周波数が確立していることを同期投
入タイミング装置Ｃ２３が確認すると、同期投入タイミ
ング装置Ｃ２３は次に電動発電機ＭＧ２の出力を電動発
電機ＭＧ１の出力に同期させる操作い移行する。
る。始動順序決定装置Ｃ２１はＣ１１から受けていた信
号Ｘが端子ｙ２になくなったことを確認すると、中断し
ていた始動順序決定のための処理を再開させる。始動準
備が完了するとｘ２から信号を送出する。すでに始動し
ている始動順序決定装置Ｃ１１はｘ１から信号を出さな
いので、始動順序決定装置Ｃ２１のｙ２には信号は存在
しない。従って、始動順序決定装置Ｃ２１は自らを始動
順位１位と判定して自らの励磁結線切替及びＭＧ制御装
置Ｃ２２に始動開始の情報を送出する。Ｃ２２は入力ス
イッチＫ１２を閉じさせるとともに、励磁結線切替スイ
ッチ群Ｋ2xの励磁結線をスター結線にして突入電流を抑
制しながら電動発電機ＭＧ２を立上げる。回転数が定格
近くに上昇した後に、励磁結線切替スイッチ群Ｋ2xをデ
ルタ結線になるように切替える。電動発電機ＭＧ２の出
力点Ｂ２の電圧及び周波数が確立していることを同期投
入タイミング装置Ｃ２３が確認すると、同期投入タイミ
ング装置Ｃ２３は次に電動発電機ＭＧ２の出力を電動発
電機ＭＧ１の出力に同期させる操作い移行する。
まず、同期投入タイミング装置Ｃ２３は点Ｂ２と点Ｄの
それぞれの周波数を読み、これらが近い場合には両点Ｂ
２とＤの電圧の差のビート周期が長くなるので、強制的
に同期操作を行う。Ｃ２２の指令によって励磁結線切替
スイッチ群Ｋ2xを操作し、電動発電機ＭＧ２の誘導電動
機の励磁巻線をデルタ結線からスタート結線（第４図
Ａ）に切り替える。これによって、入力電流が減少し、
スリップが増加する。これに伴って出力周波数が低下す
るので両電動発電機の出力電圧の位相差が短い周期で変
化する。開放されているスイッチＫ２２の両端子、つま
り点Ｂ２，Ｄ間の差の電圧は両電動発電機の出力周波数
の差に対応したもので、周期的に変化する。
それぞれの周波数を読み、これらが近い場合には両点Ｂ
２とＤの電圧の差のビート周期が長くなるので、強制的
に同期操作を行う。Ｃ２２の指令によって励磁結線切替
スイッチ群Ｋ2xを操作し、電動発電機ＭＧ２の誘導電動
機の励磁巻線をデルタ結線からスタート結線（第４図
Ａ）に切り替える。これによって、入力電流が減少し、
スリップが増加する。これに伴って出力周波数が低下す
るので両電動発電機の出力電圧の位相差が短い周期で変
化する。開放されているスイッチＫ２２の両端子、つま
り点Ｂ２，Ｄ間の差の電圧は両電動発電機の出力周波数
の差に対応したもので、周期的に変化する。
同期投入タイミング装置Ｃ２３は点Ｂ２の電圧の周波数
と点Ｄの電圧の周波数を基にして演算し、差電圧のビー
トの周期を求める。次に差電圧が一定になってからビー
トの半周期が経過した時点を出力スイッチＫ２２の投入
完了タイミングと設定し、このタイミングより出力スイ
ッチの遅れ時間だけ早めに、出力スイッチＫ２２の投入
指令を発生させる。これによって差電圧が最も小さい時
点で出力スイッチＫ２２が投入されることになり過渡変
動の最も小さい状態で電動発電機ＭＧ１とＭＧ２の並行
運転投入が行われる。この後電動発電機ＭＧ２のＫ2xを
デルタ結線に戻して定常的に並行運転状態に移行させ
る。この後、スイッチＫ３が閉じられると負荷への給電
が始まる。
と点Ｄの電圧の周波数を基にして演算し、差電圧のビー
トの周期を求める。次に差電圧が一定になってからビー
トの半周期が経過した時点を出力スイッチＫ２２の投入
完了タイミングと設定し、このタイミングより出力スイ
ッチの遅れ時間だけ早めに、出力スイッチＫ２２の投入
指令を発生させる。これによって差電圧が最も小さい時
点で出力スイッチＫ２２が投入されることになり過渡変
動の最も小さい状態で電動発電機ＭＧ１とＭＧ２の並行
運転投入が行われる。この後電動発電機ＭＧ２のＫ2xを
デルタ結線に戻して定常的に並行運転状態に移行させ
る。この後、スイッチＫ３が閉じられると負荷への給電
が始まる。
電動発電機ＭＧ１がすでに負荷へ給電している状態で電
動発電機ＭＧ２を始動し並行運転させる場合には、電動
発電機ＭＧ１が給電により無負荷時よりスリップが多く
なっているので、始動した無負荷の電動発電機ＭＧ２の
方が出力電圧の周波数が高く、従って、電動発電機ＭＧ
２のＫ2xの結線切替を行わずとも位相合わせが短い周期
で行うことができる。
動発電機ＭＧ２を始動し並行運転させる場合には、電動
発電機ＭＧ１が給電により無負荷時よりスリップが多く
なっているので、始動した無負荷の電動発電機ＭＧ２の
方が出力電圧の周波数が高く、従って、電動発電機ＭＧ
２のＫ2xの結線切替を行わずとも位相合わせが短い周期
で行うことができる。
第１図の実施例では始動順序決定装置、励磁結線切替及
びＭＧ制御装置、同期投入タイミング装置をそれぞれ電
動発電機毎に設けている。これら装置と電動発電機間に
は多くの信号線の入出力があり、これらを電動発電機毎
に設けることによって故障時の修理点検が容易に行える
し、また故障電動発電機を装置ごと予備機に交換するこ
とができ故障時間を短縮できる。一方、機能的にはこれ
らの装置の一部又はすべてを複数の電動発電機に共用す
ることも可能であり、経済的な効果が期待できる。
びＭＧ制御装置、同期投入タイミング装置をそれぞれ電
動発電機毎に設けている。これら装置と電動発電機間に
は多くの信号線の入出力があり、これらを電動発電機毎
に設けることによって故障時の修理点検が容易に行える
し、また故障電動発電機を装置ごと予備機に交換するこ
とができ故障時間を短縮できる。一方、機能的にはこれ
らの装置の一部又はすべてを複数の電動発電機に共用す
ることも可能であり、経済的な効果が期待できる。
第２図は本発明の一部をなす始動順序決定装置のブロッ
ク構成でその属する電動発電機ＭＧとともに示してあ
る。
ク構成でその属する電動発電機ＭＧとともに示してあ
る。
図中、Ｐはマイクロプロセッサを示すもので、このマイ
クロプロセッサＰにはクロックパルス発生器Ｃ、メモリ
Ｍとが接続されており、ａは始動信号Ａの入力端子、ｍ
ｇは電動発電機ＭＧと接続されている端子で、電動発電
機ＭＧの状態を入手し、また電動発電機ＭＧのスタート
の指令を与えるための端子である。ｘはマイクロプロセ
ッサＰよりの信号Ｘの送出端子、ｙは隣接する電送発電
機ＭＧに付属のマイクロプロセッサＰよりの信号Ｙの入
力端子を示す。
クロプロセッサＰにはクロックパルス発生器Ｃ、メモリ
Ｍとが接続されており、ａは始動信号Ａの入力端子、ｍ
ｇは電動発電機ＭＧと接続されている端子で、電動発電
機ＭＧの状態を入手し、また電動発電機ＭＧのスタート
の指令を与えるための端子である。ｘはマイクロプロセ
ッサＰよりの信号Ｘの送出端子、ｙは隣接する電送発電
機ＭＧに付属のマイクロプロセッサＰよりの信号Ｙの入
力端子を示す。
しかして、電動発電機ＭＧが回転を停止している状態で
も電動発電機ＭＧの制御関係は機能させておく。第１図
の始動順序決定装置も動作状態にあり、マイクロプロセ
ッサＰはクロックパルス発生器Ｃのクロック信号に同期
して処理を行っている。
も電動発電機ＭＧの制御関係は機能させておく。第１図
の始動順序決定装置も動作状態にあり、マイクロプロセ
ッサＰはクロックパルス発生器Ｃのクロック信号に同期
して処理を行っている。
電動発電機ＭＧの始動可否の情報は、例えば電動発電機
ＭＧが入力を受電しているか否か、その電圧、周波数は
正常か否かなどの情報を端子ｍｇから取り込み、メモリ
Ｍに蓄えておく。外部から始動信号Ａが与えられるとマ
イクロプロセッサＰは始動順序決定のための処理を開始
する。電動発電機ＭＧの始動準備が完了していることを
メモリＭの内容から判断すると始動準備完了の信号を端
子ｘから信号Ｘとして送出する。端子ｙに信号Ｙが到達
していないことを確認すると始動の信号を電動発電機Ｍ
Ｇに送る。これにより電動発電機ＭＧが始動すると信号
Ｘの送出を停止させる。信号Ｘを送出していて、かつ信
号Ｙの有無の確認期間中に信号Ｙが到達するとマイクロ
プロセッサＰは、信号Ｘの送出を停止して改めて始動順
序決定のための処理をやり直す。一方、信号Ｘの送出前
に信号Ｙを受けるとマイクロプロセッサＰは始動順序決
定の処理を中断し、信号Ｙがなくなったことを確認する
と処理を再開させる。
ＭＧが入力を受電しているか否か、その電圧、周波数は
正常か否かなどの情報を端子ｍｇから取り込み、メモリ
Ｍに蓄えておく。外部から始動信号Ａが与えられるとマ
イクロプロセッサＰは始動順序決定のための処理を開始
する。電動発電機ＭＧの始動準備が完了していることを
メモリＭの内容から判断すると始動準備完了の信号を端
子ｘから信号Ｘとして送出する。端子ｙに信号Ｙが到達
していないことを確認すると始動の信号を電動発電機Ｍ
Ｇに送る。これにより電動発電機ＭＧが始動すると信号
Ｘの送出を停止させる。信号Ｘを送出していて、かつ信
号Ｙの有無の確認期間中に信号Ｙが到達するとマイクロ
プロセッサＰは、信号Ｘの送出を停止して改めて始動順
序決定のための処理をやり直す。一方、信号Ｘの送出前
に信号Ｙを受けるとマイクロプロセッサＰは始動順序決
定の処理を中断し、信号Ｙがなくなったことを確認する
と処理を再開させる。
第３図は、３台の電動発電機を並行運転させる交流電源
装置の始動順序決定装置を示したものである。
装置の始動順序決定装置を示したものである。
始動順序決定装置Ｓ１〜Ｓ３の始動信号受信端子ａ１，
ａ２，ａ３は相互に接続されている。発振端子ｘ１ｘ
２，ｘ３はそれぞれ他の受信端子ｙ２１，ｙ３２，ｙ３
１，ｙ１２，ｙ１１，ｙ２２に接続されている。
ａ２，ａ３は相互に接続されている。発振端子ｘ１ｘ
２，ｘ３はそれぞれ他の受信端子ｙ２１，ｙ３２，ｙ３
１，ｙ１２，ｙ１１，ｙ２２に接続されている。
電動発電機ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３はそれぞれ始動準備
が完了しているとする。外部から始動信号Ａが与えられ
ると、始動順序決定装置Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ始動順序
決定のための処理を開始する。
が完了しているとする。外部から始動信号Ａが与えられ
ると、始動順序決定装置Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ始動順序
決定のための処理を開始する。
始動順序決定装置Ｓ１が最も早く始動準備完了の信号を
ｘ１から送出したとする。これによって、それぞれ処理
を進めていた始動順序決定装置Ｓ２及びＳ３は中断し待
機状態に入る。始動順序決定装置Ｓ１は受信端子ｙ１
１，ｙ１２に信号が到達していないことを確認すると自
らを始動順位が１位であると判断し自らの属する電動発
電機ＭＧ１に始動開始信号を送る。
ｘ１から送出したとする。これによって、それぞれ処理
を進めていた始動順序決定装置Ｓ２及びＳ３は中断し待
機状態に入る。始動順序決定装置Ｓ１は受信端子ｙ１
１，ｙ１２に信号が到達していないことを確認すると自
らを始動順位が１位であると判断し自らの属する電動発
電機ＭＧ１に始動開始信号を送る。
電動発電機ＭＧ１が始動すると始動順序決定装置Ｓ１は
端子ｘ１から送出していた信号を停止させる。始動順序
決定装置Ｓ２及びＳ３は始動順序決定装置Ｓ１からの信
号がなくなったことを確認すると中断していた始動順位
決定の処理を再開させる。先に始動準備が完了した方、
例えば始動順序決定装置Ｓ２が完了したとすると、端子
ｘ２から始動順序決定装置Ｓ３のｙ３１に送る。この信
号は始動順序決定装置Ｓ３の処理を中断させる。始動順
序決定装置Ｓ２は受信端子ｙ２１，ｙ２２に信号がない
ことを確認して電動発電機ＭＧ２に始動開始の信号を送
る。始動した電動発電機ＭＧ２は、先に始動していて給
電可能となっている電動発電機ＭＧ１と並行運転の条件
を整え並行運転投入する。これによって、２台の電動発
電機ＭＧが並行運転状態に入り給電可能となる。
端子ｘ１から送出していた信号を停止させる。始動順序
決定装置Ｓ２及びＳ３は始動順序決定装置Ｓ１からの信
号がなくなったことを確認すると中断していた始動順位
決定の処理を再開させる。先に始動準備が完了した方、
例えば始動順序決定装置Ｓ２が完了したとすると、端子
ｘ２から始動順序決定装置Ｓ３のｙ３１に送る。この信
号は始動順序決定装置Ｓ３の処理を中断させる。始動順
序決定装置Ｓ２は受信端子ｙ２１，ｙ２２に信号がない
ことを確認して電動発電機ＭＧ２に始動開始の信号を送
る。始動した電動発電機ＭＧ２は、先に始動していて給
電可能となっている電動発電機ＭＧ１と並行運転の条件
を整え並行運転投入する。これによって、２台の電動発
電機ＭＧが並行運転状態に入り給電可能となる。
電動発電機ＭＧ２が始動すると始動順序決定装置Ｓ２は
送信していた信号を停止させる。これによって始動順序
決定装置Ｓ３はｙ３１，ｙ３２の受信信号がなくなるの
で中断していた始動順序決定の処理を再開させる。始動
準備が完了するとｘ３から信号を送出する。すでに電動
発電機ＭＧ１，ＭＧ２が始動しているので、ｙ３１，ｙ
３２は信号がなく、従って始動順序決定装置Ｓ３は始動
可と判断して電動発電機ＭＧ３を始動させる。
送信していた信号を停止させる。これによって始動順序
決定装置Ｓ３はｙ３１，ｙ３２の受信信号がなくなるの
で中断していた始動順序決定の処理を再開させる。始動
準備が完了するとｘ３から信号を送出する。すでに電動
発電機ＭＧ１，ＭＧ２が始動しているので、ｙ３１，ｙ
３２は信号がなく、従って始動順序決定装置Ｓ３は始動
可と判断して電動発電機ＭＧ３を始動させる。
電動発電機ＭＧ３が始動し先行している電動発電機ＭＧ
１，ＭＧ２と並行運転投入されると３台の電動発電機が
並行運転状態に入る。これによって３台の電動発電機で
構成された定周波定電圧電源の始動が完了する。
１，ＭＧ２と並行運転投入されると３台の電動発電機が
並行運転状態に入る。これによって３台の電動発電機で
構成された定周波定電圧電源の始動が完了する。
始動順序決定装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれかが、自ら
始動準備完了の信号を送出していて同時に他からの信号
を受けたときはその始動順序決定装置はリセットし、改
めて始動順序決定の処理を行う。これを繰り返すことに
よって他からの信号を受信する前に始動可能の判断を下
せる始動順序決定装置が出るのでこれを始動順位１位と
して電動発電機ＭＧを始動させる。以下この手順を繰り
返し３台の電動発電機ＭＧを始動させ並行運転状態に移
行させる。
始動準備完了の信号を送出していて同時に他からの信号
を受けたときはその始動順序決定装置はリセットし、改
めて始動順序決定の処理を行う。これを繰り返すことに
よって他からの信号を受信する前に始動可能の判断を下
せる始動順序決定装置が出るのでこれを始動順位１位と
して電動発電機ＭＧを始動させる。以下この手順を繰り
返し３台の電動発電機ＭＧを始動させ並行運転状態に移
行させる。
３台の電動発電機のうち、いずれかが故障していて使え
ない状態にあるときは電動発電機の始動準備が完了しな
いし、あるいは始動順序決定装置が停止しているので、
自らが始動準備完了の信号を出すことはない。従って、
健全な２台の電動発電機が所定の手順に従って始動順序
を決め並行運転状態に移行する。
ない状態にあるときは電動発電機の始動準備が完了しな
いし、あるいは始動順序決定装置が停止しているので、
自らが始動準備完了の信号を出すことはない。従って、
健全な２台の電動発電機が所定の手順に従って始動順序
を決め並行運転状態に移行する。
電動発電機の並列運転台数が４以上になっても同様に始
動順序を決定できることは言うまでもない。
動順序を決定できることは言うまでもない。
第２図では、マイクロプロセッサを始動順序決定装置専
用として説明したが、始動順序決定以外の情報の処理、
例えば電動発電機の始動時のシーケンス機能を持たせた
り、シーケンス動作の診断、運転管理などを行わせるな
ど電動発電機の制御部としても使うことができる。
用として説明したが、始動順序決定以外の情報の処理、
例えば電動発電機の始動時のシーケンス機能を持たせた
り、シーケンス動作の診断、運転管理などを行わせるな
ど電動発電機の制御部としても使うことができる。
次に本発明の一部である電動発電機の出力電圧の位相を
強制的に変化させる方法について説明する。
強制的に変化させる方法について説明する。
誘導電動機ＩＭは始動時に入力電流が大きくなるのを抑
えるため、励磁巻線の結線切替を行う。
えるため、励磁巻線の結線切替を行う。
第４図は結線切替の例を示す。（Ａ），（Ｂ）はいずれ
も各相の励磁巻線が１つの場合である。
も各相の励磁巻線が１つの場合である。
誘導電動機ＩＭに入力の電源電圧を印加する場合には、
まず各相の巻線にかかる電圧が小さく、従って入力電流
が小さく抑えられる（Ａ）のスター結線とする。回転数
は増加し入力電流が減少してから（Ｂ）のデルタ結線に
切り替える。負荷への給電はこのデルタ結線で行う。
（Ｃ），（Ｄ）は各相の巻線が夫々２つある場合であ
る。最初の入力電圧印加は（Ｃ）の直列結線で行い、回
転数が増加してから（Ｄ）の並列結線に切り替え負荷へ
の給電を行う。
まず各相の巻線にかかる電圧が小さく、従って入力電流
が小さく抑えられる（Ａ）のスター結線とする。回転数
は増加し入力電流が減少してから（Ｂ）のデルタ結線に
切り替える。負荷への給電はこのデルタ結線で行う。
（Ｃ），（Ｄ）は各相の巻線が夫々２つある場合であ
る。最初の入力電圧印加は（Ｃ）の直列結線で行い、回
転数が増加してから（Ｄ）の並列結線に切り替え負荷へ
の給電を行う。
誘導電動機ＩＭの励磁巻線の結線法をかえると入力電流
値が変化する。これに伴いスリップが変化する。従っ
て、この誘導電動機ＩＭと直結して動作する発電機Ｇの
出力周波数が変化する。この結線切替えによって発電機
Ｇの出力周波数が変わることを利用して、電動発電機Ｍ
Ｇを並行運転投入する際の位相合わせを行う。
値が変化する。これに伴いスリップが変化する。従っ
て、この誘導電動機ＩＭと直結して動作する発電機Ｇの
出力周波数が変化する。この結線切替えによって発電機
Ｇの出力周波数が変わることを利用して、電動発電機Ｍ
Ｇを並行運転投入する際の位相合わせを行う。
次に、第５図及び第６図を用いて本発明の構成である同
期のタイミングの予測装置を説明する。
期のタイミングの予測装置を説明する。
周波数の異なる２つの交流電圧の差をとると次のように
両周波数の和及び差に対応した周波数をもつ２つの三角
関数の積を得る。
両周波数の和及び差に対応した周波数をもつ２つの三角
関数の積を得る。
Ｅｓｉｎ２πｆ１ｔ−Ｅｓｉｎ２πｆ２ｔ ＝２Ｅｓｉｎ２π｛（ｆ１＋ｆ２）／２｝ｔ×ｃｏｓ２π｛（ｆ１−ｆ２）／
２）｝ｔ ２つの電圧の差はビートを打ち、その半周期は１／｜ｆ
１−ｆ２｜である。ビート電圧が零となる時点Ｐ０は、
２つの電圧の位相差が最小となる時点である。
２）｝ｔ ２つの電圧の差はビートを打ち、その半周期は１／｜ｆ
１−ｆ２｜である。ビート電圧が零となる時点Ｐ０は、
２つの電圧の位相差が最小となる時点である。
時点Ｐ０で２つの電動発電機を並行運転投入、すなわち
出力回路の電磁スイッチ（第１図のＫ１２，Ｋ２２）を
投入すれば、両電圧の位相差が最も小さいので負荷に給
電される電圧の過渡変動が最も小さくなる。
出力回路の電磁スイッチ（第１図のＫ１２，Ｋ２２）を
投入すれば、両電圧の位相差が最も小さいので負荷に給
電される電圧の過渡変動が最も小さくなる。
しかし実際には、電磁スイッチの作動には遅れがある。
すなわち電磁スイッチに動作指令を送っても駆動回路の
遅れや機械的な動作遅れによって、一般的には数１０ｍ
ｓｅｃを経過しないとスイッチとしての開閉は完了し
ない。そこで、時点Ｐ０を基点にして、ビートの半周期
１／｜ｆ１−ｆ２｜から電磁スイッチの遅れ時間ΔＴを
差し引いた時間だけ経過した時点で電磁スイッチの投入
指令信号を発する。これによって、さらにΔＴ時間経過
した時点Ｐ０で電磁スイッチの投入が完了する。
すなわち電磁スイッチに動作指令を送っても駆動回路の
遅れや機械的な動作遅れによって、一般的には数１０ｍ
ｓｅｃを経過しないとスイッチとしての開閉は完了し
ない。そこで、時点Ｐ０を基点にして、ビートの半周期
１／｜ｆ１−ｆ２｜から電磁スイッチの遅れ時間ΔＴを
差し引いた時間だけ経過した時点で電磁スイッチの投入
指令信号を発する。これによって、さらにΔＴ時間経過
した時点Ｐ０で電磁スイッチの投入が完了する。
Ｔ１及びＴ２波形整形回路で正弦波交流電圧ａ２及びｂ
を入力として正弦波半波の幅をもつ方形波の直流電圧信
号Ｙ１とＹ２に変換する。演算処理回路μCは信号Ｙ１
を入力とし、そのパルスの幅から入力電圧ａ２の半周期
1/2ｆ１を求め、結果をメモリＭに記憶させる。同じよ
うに信号Ｙ２から入力電圧ｂの半周期1/2ｆ２を求め、
これをメモリＭに記憶させる。また、1/2ｆ１と1/2ｆ２
からビートの半周期１／｜ｆ１−ｆ２｜を演算し、結果
をメモリＭに記憶させる。排他的オア回路ＥＸ−ＯＲは
信号Ｙ１とＹ２の排他的論理和をとりパルス幅の変わる
信号αを出力する。信号ａ２とｂとの位相差が最小のと
きに信号αのパルス幅が最小となる。
を入力として正弦波半波の幅をもつ方形波の直流電圧信
号Ｙ１とＹ２に変換する。演算処理回路μCは信号Ｙ１
を入力とし、そのパルスの幅から入力電圧ａ２の半周期
1/2ｆ１を求め、結果をメモリＭに記憶させる。同じよ
うに信号Ｙ２から入力電圧ｂの半周期1/2ｆ２を求め、
これをメモリＭに記憶させる。また、1/2ｆ１と1/2ｆ２
からビートの半周期１／｜ｆ１−ｆ２｜を演算し、結果
をメモリＭに記憶させる。排他的オア回路ＥＸ−ＯＲは
信号Ｙ１とＹ２の排他的論理和をとりパルス幅の変わる
信号αを出力する。信号ａ２とｂとの位相差が最小のと
きに信号αのパルス幅が最小となる。
処理回路μCは信号αのパルス幅を計測し、最小の幅の
パルスが入力した時点をＰ０、すなわち信号ａ２とｂと
が同相になった時点と判定する。次にメモリＭに記録さ
せてある電磁スイッチの遅れ時間ΔＴ、ビートの半周期
１／｜ｆ１−ｆ２｜から、Ｐ０を基点として（１／｜ｆ
１−ｆ２｜）−ΔＴだけ時間が経過した時点で信号Ｏ
送出する。
パルスが入力した時点をＰ０、すなわち信号ａ２とｂと
が同相になった時点と判定する。次にメモリＭに記録さ
せてある電磁スイッチの遅れ時間ΔＴ、ビートの半周期
１／｜ｆ１−ｆ２｜から、Ｐ０を基点として（１／｜ｆ
１−ｆ２｜）−ΔＴだけ時間が経過した時点で信号Ｏ
送出する。
（発明の効果） 叙上のように、本発明によれば複数の電動発電機を有す
る定周波定電圧交流電源を自動的に始動し並行運転状態
に移行させることが可能である。従って、専門のオペレ
ータを使わずとも運転ができるようになり、また、遠隔
地からの始動操作も容易に行えうる効果を有する。ま
た、従来必要としていた並行運転投入時のみに必要とな
るリアクトルやこれを切り離すためのスイッチなどの電
力部品を削除することができ、装置の信頼性向上や小形
化が可能となり、コストダウンにも寄与する効果が得ら
れる。
る定周波定電圧交流電源を自動的に始動し並行運転状態
に移行させることが可能である。従って、専門のオペレ
ータを使わずとも運転ができるようになり、また、遠隔
地からの始動操作も容易に行えうる効果を有する。ま
た、従来必要としていた並行運転投入時のみに必要とな
るリアクトルやこれを切り離すためのスイッチなどの電
力部品を削除することができ、装置の信頼性向上や小形
化が可能となり、コストダウンにも寄与する効果が得ら
れる。
第１図は本発明の交流電源装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は始動順序決定装置のブロック図、第３図
は３台の電動発電機を並行運転させる始動順序決定装置
のブロック図、第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び
（Ｄ）は結線切替の例を示す図、第５図は同期タイミン
グの予測装置のブロック図、第６図は予測装置を説明す
る波形図である。 Ｃ１１，Ｃ２１・・・始動順序決定装置 Ｃ１２，Ｃ２２・・・励磁結線切替及びＭＧ制御装置 Ｃ１３，Ｃ２３・・・同期投入タイミング装置 ＭＧ１，ＭＧ２・・・電動発電機（３相誘導電動機・交
流発電機） Ｋ1x，Ｋ2x・・・・・励磁結線切替スイッチ群
ク図、第２図は始動順序決定装置のブロック図、第３図
は３台の電動発電機を並行運転させる始動順序決定装置
のブロック図、第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び
（Ｄ）は結線切替の例を示す図、第５図は同期タイミン
グの予測装置のブロック図、第６図は予測装置を説明す
る波形図である。 Ｃ１１，Ｃ２１・・・始動順序決定装置 Ｃ１２，Ｃ２２・・・励磁結線切替及びＭＧ制御装置 Ｃ１３，Ｃ２３・・・同期投入タイミング装置 ＭＧ１，ＭＧ２・・・電動発電機（３相誘導電動機・交
流発電機） Ｋ1x，Ｋ2x・・・・・励磁結線切替スイッチ群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−49633（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−55241（ＪＰ，Ｕ) 坪島茂彦、阿久津明『電動機の制御と応 用』（昭52−10−10）東京電機大学出版局 発行 ｐ．137〜ｐ．139，ｐ．203〜ｐ. 207
Claims (1)
- 【請求項１】３相誘導電動機と交流発電機とを一体化し
た複数の電動発電機と、それぞれの電動発電機に設けら
れた始動順序決定装置と同期投入タイミング装置とを具
備し、前記始動順序決定装置は外部より始動信号が与え
られると、自動的に最初に運転を行うべき電動発電機を
決定し、ついで次に順次起動すべき電動発電機を定める
手段を備え、同期投入タイミング装置は前記誘導電動機
の励磁巻線の巻線の結線組み替えによる電動発電機の出
力電圧の位相差から同相になるタイミングを予測し、こ
の予測点よりスイッチの出力動作遅れ時間分だけ早くス
イッチの投入指令を出す手段を備えることを特徴とする
交流電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63016314A JPH061953B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
| US07/366,288 US4965463A (en) | 1987-06-15 | 1989-06-13 | Flat frequency, constant voltage power source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63016314A JPH061953B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01194825A JPH01194825A (ja) | 1989-08-04 |
| JPH061953B2 true JPH061953B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=11913052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63016314A Expired - Fee Related JPH061953B2 (ja) | 1987-06-15 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061953B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336704A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Yanmar Co Ltd | 同期投入方法及び同期投入装置 |
| KR20150071629A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-26 | 대우조선해양 주식회사 | 해양 플랜트의 하이브리드 전력 공급 장치 및 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649633A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-06 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Automatic synchronous switching control system |
| JPS6316287Y2 (ja) * | 1980-09-17 | 1988-05-10 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63016314A patent/JPH061953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 坪島茂彦、阿久津明『電動機の制御と応用』（昭５２−１０−１０）東京電機大学出版局発行ｐ．１３７〜ｐ．１３９，ｐ．２０３〜ｐ．２０７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01194825A (ja) | 1989-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |