JPH07245998A - ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置 - Google Patents
ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置Info
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- JPH07245998A JPH07245998A JP6038095A JP3809594A JPH07245998A JP H07245998 A JPH07245998 A JP H07245998A JP 6038095 A JP6038095 A JP 6038095A JP 3809594 A JP3809594 A JP 3809594A JP H07245998 A JPH07245998 A JP H07245998A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】低速回転時には断路器１４ａを閉じ、断路器１
４ｂを開いて、速度検出器７で検出した回転子回転数に
応じた周波数の逆相交流電流をブラシレス励磁器３の電
機子に与える。ブラシレス励磁器３及び永久磁石発電機
４が十分に作動し、同期発電電動機１の界磁電流を十分
に供給できる回転数に達したら、断路器１４ａを開いて
断路器１４ｂを閉じ、ブラシレス励磁器３の電機子に供
給する電流源を永久磁石発電機４に切り替える。 【効果】永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機を持
つ発電設備において、低速回転時にも、発電電動機に十
分な界磁電流を流すことができ、発電設備を静止型周波
数変換器を用いて始動することを可能にする。
４ｂを開いて、速度検出器７で検出した回転子回転数に
応じた周波数の逆相交流電流をブラシレス励磁器３の電
機子に与える。ブラシレス励磁器３及び永久磁石発電機
４が十分に作動し、同期発電電動機１の界磁電流を十分
に供給できる回転数に達したら、断路器１４ａを開いて
断路器１４ｂを閉じ、ブラシレス励磁器３の電機子に供
給する電流源を永久磁石発電機４に切り替える。 【効果】永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機を持
つ発電設備において、低速回転時にも、発電電動機に十
分な界磁電流を流すことができ、発電設備を静止型周波
数変換器を用いて始動することを可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静止型周波数変換器を用
いて始動するガスタービン発電設備またはコンバインド
サイクル発電設備の始動装置に関する。
いて始動するガスタービン発電設備またはコンバインド
サイクル発電設備の始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴い、発電設備
におけるガスタービン及びガスタービンと蒸気タービン
よりなるコンバインドサイクルの大容量化が進むにつれ
て、これらのガスタービンの始動方法について従来のト
ルクコンバータとクランキングモータの組合せに代っ
て、サイリスタ始動装置を初めとする静止型周波数変換
器を用いて同期発電機を同期電動機として始動する方式
が脚光を浴びている。以下に図６を用いて、静止型周波
数変換器を用いた発電設備の始動方式について説明す
る。図６はガスタービン発電設備に関するものである
が、コンバインド発電設備に関しても同様である。ガス
タービン２は一定の回転数に達するまで自力で回転する
ことができない。そこで、ガスタービン２が自力で回転
することができる回転速度に達するまで、外部からガス
タービン２を回してやる必要がある。その方法の一つ
に、静止型周波数変換器を用いることによって、同期発
電電動機１を同期電動機として回転させる方法がある。
この方法において、同期発電電動機１を同期電動機とし
て用いるためには同期発電電動機１の電機子に同期発電
電動機１の回転と同期した周波数の電流を供給しなけれ
ばならない。そこで、系統からの交流電流を静止型周波
数変換器５を用いて同期発電電動機１の回転速度と同期
した周波数の電流に変換し、同期発電電動機１に供給す
る。また、界磁電流も自動電圧調整装置１１を介して、
系統より供給される。ガスタービン２が自力で回転でき
る回転速度に達したら、断路器６を開放し、静止型周波
数変換器５を同期発電電動機１より切り離す。
におけるガスタービン及びガスタービンと蒸気タービン
よりなるコンバインドサイクルの大容量化が進むにつれ
て、これらのガスタービンの始動方法について従来のト
ルクコンバータとクランキングモータの組合せに代っ
て、サイリスタ始動装置を初めとする静止型周波数変換
器を用いて同期発電機を同期電動機として始動する方式
が脚光を浴びている。以下に図６を用いて、静止型周波
数変換器を用いた発電設備の始動方式について説明す
る。図６はガスタービン発電設備に関するものである
が、コンバインド発電設備に関しても同様である。ガス
タービン２は一定の回転数に達するまで自力で回転する
ことができない。そこで、ガスタービン２が自力で回転
することができる回転速度に達するまで、外部からガス
タービン２を回してやる必要がある。その方法の一つ
に、静止型周波数変換器を用いることによって、同期発
電電動機１を同期電動機として回転させる方法がある。
この方法において、同期発電電動機１を同期電動機とし
て用いるためには同期発電電動機１の電機子に同期発電
電動機１の回転と同期した周波数の電流を供給しなけれ
ばならない。そこで、系統からの交流電流を静止型周波
数変換器５を用いて同期発電電動機１の回転速度と同期
した周波数の電流に変換し、同期発電電動機１に供給す
る。また、界磁電流も自動電圧調整装置１１を介して、
系統より供給される。ガスタービン２が自力で回転でき
る回転速度に達したら、断路器６を開放し、静止型周波
数変換器５を同期発電電動機１より切り離す。
【０００３】一方、ブラシ部分のアーキングの問題が無
いことや保守の容易さから、ブラシレス励磁機の需要が
増えている。さらに励磁機の界磁を励磁するための電流
源を用意する必要がないため、発電機・励磁機の回転子
と同軸の永久磁石の回転子を持つ発電機を備えたブラシ
レス励磁機が注目を集めている。以下に図５を用いて、
永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機について説明
する。同期発電電動機１が回転することにより、永久磁
石発電機４の永久磁石の回転子１９が同時に回転する。
そのため、永久磁石発電機４の電機子巻線２０ａに起電
力が生じる。ブラシレス励磁機３は一種の回転電機子型
の発電機である。電機子巻線２０ａに生じた起電力によ
り、自動電圧調整装置１１を介して、界磁巻線１７ｃに
直流電流が供給され、励磁される。これによって、ブラ
シレス励磁機３の電機子巻線17ａに三相交流の起電力が
生じる。この起電力による三相交流電流が整流器１６に
より直流に変換し、同期発電電動機１の界磁巻線１５ｂ
に供給され、励磁される。静止型周波数変換器を用いて
発電設備を始動する技術は特開平4−54227号公報に、永
久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機の技術は特開平
4−355700 号公報にそれぞれ例がある。
いことや保守の容易さから、ブラシレス励磁機の需要が
増えている。さらに励磁機の界磁を励磁するための電流
源を用意する必要がないため、発電機・励磁機の回転子
と同軸の永久磁石の回転子を持つ発電機を備えたブラシ
レス励磁機が注目を集めている。以下に図５を用いて、
永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機について説明
する。同期発電電動機１が回転することにより、永久磁
石発電機４の永久磁石の回転子１９が同時に回転する。
そのため、永久磁石発電機４の電機子巻線２０ａに起電
力が生じる。ブラシレス励磁機３は一種の回転電機子型
の発電機である。電機子巻線２０ａに生じた起電力によ
り、自動電圧調整装置１１を介して、界磁巻線１７ｃに
直流電流が供給され、励磁される。これによって、ブラ
シレス励磁機３の電機子巻線17ａに三相交流の起電力が
生じる。この起電力による三相交流電流が整流器１６に
より直流に変換し、同期発電電動機１の界磁巻線１５ｂ
に供給され、励磁される。静止型周波数変換器を用いて
発電設備を始動する技術は特開平4−54227号公報に、永
久磁石発電機を備えたブラシレス励磁機の技術は特開平
4−355700 号公報にそれぞれ例がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】静止型周波数変換器を
用いる発電設備の始動装置に図５の永久磁石発電機を備
えたブラシレス励磁機を用いると、初期始動時の低速回
転時には十分な起電力を永久磁石発電機の電機子巻線２
０ａに発生させることができない。そのため、ブラシレ
ス励磁機の界磁巻線１７ｃに供給される電流が小さくな
ることと、低速回転であることから、電機子巻線１７ａ
に十分な起電力が発生せず、結果として、同期発電電動
機１の界磁巻線１５ｂに十分な界磁電流が流れず、始動
するためのトルクを得ることが出来ない。
用いる発電設備の始動装置に図５の永久磁石発電機を備
えたブラシレス励磁機を用いると、初期始動時の低速回
転時には十分な起電力を永久磁石発電機の電機子巻線２
０ａに発生させることができない。そのため、ブラシレ
ス励磁機の界磁巻線１７ｃに供給される電流が小さくな
ることと、低速回転であることから、電機子巻線１７ａ
に十分な起電力が発生せず、結果として、同期発電電動
機１の界磁巻線１５ｂに十分な界磁電流が流れず、始動
するためのトルクを得ることが出来ない。
【０００５】また、界磁巻線１７ｃに供給する界磁電流
を系統から得るようにしても、直流電流のままでは、や
はり低速回転時に電機子巻線１７ａに十分な起電力を発
生させることは困難である。
を系統から得るようにしても、直流電流のままでは、や
はり低速回転時に電機子巻線１７ａに十分な起電力を発
生させることは困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ブラシレス励磁機用の静
止型周波数変換器を発電機始動用と別に設け、前記励磁
機用静止型周波数変換器及び自動電圧調整装置の出力側
に断路器を設ける。
止型周波数変換器を発電機始動用と別に設け、前記励磁
機用静止型周波数変換器及び自動電圧調整装置の出力側
に断路器を設ける。
【０００７】ブラシレス励磁機の固定子界磁巻線を多相
分布巻とし、低速回転時には回転子の回転と逆の方向の
回転磁界を作るような振幅一定の交流電流を流す。この
時、回転子の回転速度を速度検出器で検出し、その回転
数をｎ(rpm）とすると定格回転数をＮ(rpm）としたと
き、（Ｎ−ｎ)／６０(Ｈｚ）の周波数で電流を流す。こ
うすることで、回転子から見た回転磁界の相対的な回転
速度を常にＮに保つことが可能になり、ブラシレス励磁
機は十分に作動しうる。
分布巻とし、低速回転時には回転子の回転と逆の方向の
回転磁界を作るような振幅一定の交流電流を流す。この
時、回転子の回転速度を速度検出器で検出し、その回転
数をｎ(rpm）とすると定格回転数をＮ(rpm）としたと
き、（Ｎ−ｎ)／６０(Ｈｚ）の周波数で電流を流す。こ
うすることで、回転子から見た回転磁界の相対的な回転
速度を常にＮに保つことが可能になり、ブラシレス励磁
機は十分に作動しうる。
【０００８】永久磁石発電機およびブラシレス励磁機が
十分に働きうるような回転数に達したら、断路器を切り
替えることによって電力源を静止型周波数変換器より永
久磁石発電機に切り替える。
十分に働きうるような回転数に達したら、断路器を切り
替えることによって電力源を静止型周波数変換器より永
久磁石発電機に切り替える。
【０００９】
【作用】上記のような構成にすることにより、永久磁石
発電機を備えたブラシレス励磁機を用いて、静止型周波
数変換器による発電設備の始動が可能になる。
発電機を備えたブラシレス励磁機を用いて、静止型周波
数変換器による発電設備の始動が可能になる。
【００１０】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について説明
する。
する。
【００１１】図１は本実施例の全体的な構成を示す。図
２は同期発電電動機，ブラシレス励磁機，永久磁石発電
機の巻線の関係をより詳細に示したものである。
２は同期発電電動機，ブラシレス励磁機，永久磁石発電
機の巻線の関係をより詳細に示したものである。
【００１２】ブラシレス励磁機３の電機子巻線１７ａに
十分な起電力が得られないような初期低速回転時には、
断路器１４ａを閉じ、断路器１４ｂ，１４ｃを開放す
る。同期発電電動機１の回転速度を速度検出器７で検出
し、定格回転数Ｎ，検出した回転数をｎとしたとき、
（Ｎ−ｎ)／６０(Ｈｚ）の周波数で回転子１８の回転方
向と逆向きの回転磁束を、多相分布巻とした励磁機固定
子界磁巻線１７ｂが作りえるような一定振幅の交流電流
を励磁機用静止型周波数変換器９が発生するように、ゲ
ートパルス回路８が信号を周波数変換器９に与える。こ
うすることによって、任意の回転数において回転子１８
から見た相対的な磁束の回転は常に定格速度Ｎで回転し
ていることになる。
十分な起電力が得られないような初期低速回転時には、
断路器１４ａを閉じ、断路器１４ｂ，１４ｃを開放す
る。同期発電電動機１の回転速度を速度検出器７で検出
し、定格回転数Ｎ，検出した回転数をｎとしたとき、
（Ｎ−ｎ)／６０(Ｈｚ）の周波数で回転子１８の回転方
向と逆向きの回転磁束を、多相分布巻とした励磁機固定
子界磁巻線１７ｂが作りえるような一定振幅の交流電流
を励磁機用静止型周波数変換器９が発生するように、ゲ
ートパルス回路８が信号を周波数変換器９に与える。こ
うすることによって、任意の回転数において回転子１８
から見た相対的な磁束の回転は常に定格速度Ｎで回転し
ていることになる。
【００１３】一方、永久磁石発電機４の端子電圧を電圧
計１３で検出しておき、永久磁石発電機４の電圧が、同
期発電電動機１の界磁巻線１５ｂに無負荷界磁電流相当
の電流を流すことが出来る値に達したとき、断路器制御
装置１２によって、断路器６を開いた後、断路器１４ａ
を開き、断路器１４ｂ，１４ｃを閉じることにより、固
定子界磁巻線１７ｂへの電流の供給源を断路器９から永
久磁石発電機４に切り替える。その後、再び断路器６を
閉じる。この時、固定子界磁巻線１７ｂはどれか二相を
もちいる。
計１３で検出しておき、永久磁石発電機４の電圧が、同
期発電電動機１の界磁巻線１５ｂに無負荷界磁電流相当
の電流を流すことが出来る値に達したとき、断路器制御
装置１２によって、断路器６を開いた後、断路器１４ａ
を開き、断路器１４ｂ，１４ｃを閉じることにより、固
定子界磁巻線１７ｂへの電流の供給源を断路器９から永
久磁石発電機４に切り替える。その後、再び断路器６を
閉じる。この時、固定子界磁巻線１７ｂはどれか二相を
もちいる。
【００１４】断路器制御装置１２による断路器の切り替
えに用いるパラメータは、請求項２および３に述べたよ
うに、回転速度もしくは時間でもよい。これは以下の実
施例２および３でも同様である。
えに用いるパラメータは、請求項２および３に述べたよ
うに、回転速度もしくは時間でもよい。これは以下の実
施例２および３でも同様である。
【００１５】（実施例２）第２の実施例は実施例１より
固定子界磁巻線１７ｂと自動電圧調整装置１１の結線お
よび断路器１４ｂ，１４ｃを図３のように変更する。固
定子界磁巻線17ｂへの電流供給源を断路器９より永久磁
石発電機４へ切り替えるとき、断路器14ａを開き、断路
器１４ｄ〜１４ｆを閉じる。このような構成にすること
により、固定子界磁巻線１７ｂの全ての相によって励磁
できることにより、熱的なバランスがよくなる。
固定子界磁巻線１７ｂと自動電圧調整装置１１の結線お
よび断路器１４ｂ，１４ｃを図３のように変更する。固
定子界磁巻線17ｂへの電流供給源を断路器９より永久磁
石発電機４へ切り替えるとき、断路器14ａを開き、断路
器１４ｄ〜１４ｆを閉じる。このような構成にすること
により、固定子界磁巻線１７ｂの全ての相によって励磁
できることにより、熱的なバランスがよくなる。
【００１６】（実施例３）第３の実施例は図４に示すよ
うに、永久磁石発電機の電機子巻線２０ｂを多相分布巻
構造の巻線とし、自動電圧調整装置１１を除し、電圧計
２１からの出力は断路器１４ｆを介して断路器９に入れ
る。
うに、永久磁石発電機の電機子巻線２０ｂを多相分布巻
構造の巻線とし、自動電圧調整装置１１を除し、電圧計
２１からの出力は断路器１４ｆを介して断路器９に入れ
る。
【００１７】低速回転時は断路器１４ｇを閉じて、１４
ｈを開き、実施例１と同様に取り扱う。回転数がブラシ
レス励磁器３及び永久磁石発電機４を十分に作動させ、
界磁巻線１５ｂに無負荷界磁電流相当の電流を流せる値
に達したとき、断路器１４ｇを開き、１４ｈを閉じる。
そして、同期発電電動機１の端子電圧を電圧計２１で検
出し、その信号をゲートパルス回路８に入れ、ゲートパ
ルス回路８のゲートパルス信号による制御によって自動
電圧調整装置１１の代りに断路器９を自動電圧調整装置
として用いる。
ｈを開き、実施例１と同様に取り扱う。回転数がブラシ
レス励磁器３及び永久磁石発電機４を十分に作動させ、
界磁巻線１５ｂに無負荷界磁電流相当の電流を流せる値
に達したとき、断路器１４ｇを開き、１４ｈを閉じる。
そして、同期発電電動機１の端子電圧を電圧計２１で検
出し、その信号をゲートパルス回路８に入れ、ゲートパ
ルス回路８のゲートパルス信号による制御によって自動
電圧調整装置１１の代りに断路器９を自動電圧調整装置
として用いる。
【００１８】
【発明の効果】永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁
機の出力は定格回転時と同一の出力特性となり、整流回
路の制御等の制限がなくなり、始動初期及び低速回転時
でも励磁可能となる。
機の出力は定格回転時と同一の出力特性となり、整流回
路の制御等の制限がなくなり、始動初期及び低速回転時
でも励磁可能となる。
【図１】本発明の構成を示すブロック図。
【図２】同期発電電動機，ブラシレス励磁機，永久磁石
発電機の巻線の関係をより詳細に示す回路図。
発電機の巻線の関係をより詳細に示す回路図。
【図３】実施例２の実施例１からの変更点を示す説明
図。
図。
【図４】実施例３の実施例１からの変更点を示す説明
図。
図。
【図５】従来の永久磁石発電機を備えたブラシレス励磁
機の構成を示す説明図。
機の構成を示す説明図。
【図６】従来の静止型周波数変換器を用いた発電設備の
始動方式を示す回路図。
始動方式を示す回路図。
１０…電力系統母線、１５ａ…同期発電電動機固定子
（電機子）巻線、２２ａ〜ｄ…トランス、２３ａ〜ｄ…
遮断器。
（電機子）巻線、２２ａ〜ｄ…トランス、２３ａ〜ｄ…
遮断器。
Claims (3)
- 【請求項１】ガスタービンまたはガスタービンと蒸気タ
ービンからなる一軸コンバインドサイクルと，同期発電
電動機と，前記同期発電電動機を始動する静止型周波数
変換器と，固定子および回転子巻線ともに多相分布巻構
造を持つブラシレス励磁機と，前記同期発電電動機の回
転子と励磁機の回転子と同軸に連結する永久磁石発電機
と，自動電圧調節装置を備えたガスタービン発電設備ま
たはコンバインドサイクル発電設備において、 前記ブラシレス励磁機の固定子巻線に回転子の回転と方
向が逆の回転磁界が発生するように電流を印加する励磁
機用静止型周波数変換器と，前記自動電圧調整装置の出
力側の断路器と，前記静止型周波数変換器の出力側の断
路器と，前記永久磁石発電機の電圧を検出して、前記断
路器を切り替えるための制御装置を有することを特徴と
する発電設備の始動装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記回転子の回転速度
を検出して、前記断路器を切り替えるための制御装置を
有する発電設備の始動装置。 - 【請求項３】請求項２において、タイマと、前記タイマ
によって設定された時間に前記断路器を切り替えるため
の制御装置を有する発電設備の始動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038095A JPH07245998A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038095A JPH07245998A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07245998A true JPH07245998A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12515923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038095A Pending JPH07245998A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07245998A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285089B1 (en) | 1999-11-24 | 2001-09-04 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Induction static start for a turbine generator with a brushless exciter and associated methods |
| JP2006118368A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ガスタービン発電設備 |
| JP2006207590A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | General Electric Co <Ge> | 圧縮機タービンモータトレーンのための制御システム及び制御方法 |
| CN103457529A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-12-18 | 国家电网公司 | 一种重型燃气轮机组的变频启动控制方法 |
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| WO2016027321A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 三菱電機株式会社 | 発電システム |
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| CN119945075A (zh) * | 2025-04-08 | 2025-05-06 | 广州三业科技有限公司 | 一种复合励磁发电装置及控制方法 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038095A patent/JPH07245998A/ja active Pending
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