JPH0744868B2 - タ−ビンのヘルパ駆動装置 - Google Patents
タ−ビンのヘルパ駆動装置Info
- Publication number
- JPH0744868B2 JPH0744868B2 JP61294632A JP29463286A JPH0744868B2 JP H0744868 B2 JPH0744868 B2 JP H0744868B2 JP 61294632 A JP61294632 A JP 61294632A JP 29463286 A JP29463286 A JP 29463286A JP H0744868 B2 JPH0744868 B2 JP H0744868B2
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- Japan
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- motor
- turbine
- magnetic flux
- torque
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タービンに交流電動機を結合し、交流電動機
の発生トルクをタービンの発生トルクに付加して負荷を
駆動するタービンのヘルパ駆動装置に関するものであ
る。
の発生トルクをタービンの発生トルクに付加して負荷を
駆動するタービンのヘルパ駆動装置に関するものであ
る。
（従来の技術） 例えば大形のコンプレッサは蒸気タービンによって定速
駆動されることが多く、この場合コンプレッサの容量が
増大すると、タービン設備を交換する必要があった。
駆動されることが多く、この場合コンプレッサの容量が
増大すると、タービン設備を交換する必要があった。
また最近は深夜電力が安価になり、深夜運転には蒸気タ
ービンよりも電動機駆動の方が経済的になる傾向もでて
きた。
ービンよりも電動機駆動の方が経済的になる傾向もでて
きた。
このためタービンに電動機を結合してヘルパ（補助駆動
装置）として用いる要求が既出願（特願昭61−120126号
（特開昭62−281785号））のようにある。
装置）として用いる要求が既出願（特願昭61−120126号
（特開昭62−281785号））のようにある。
（発明が解決しようとする課題） 従来のヘルパ駆動装置では、弱め界磁制御を行う場合に
は電力制御の精度が低下することになる。
は電力制御の精度が低下することになる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、高速運転に
有利な交流電動機をタービンに結合し、電力変換装置を
介して交流電動機の出力を所要値に制御し、これによっ
てタービンの負荷の一部を分担するタービンのヘルパ駆
動装置において、弱め界磁制御の場合にも精度の良い電
力制御を行うタービンのヘルパ駆動装置を提供すること
を目的とする。
有利な交流電動機をタービンに結合し、電力変換装置を
介して交流電動機の出力を所要値に制御し、これによっ
てタービンの負荷の一部を分担するタービンのヘルパ駆
動装置において、弱め界磁制御の場合にも精度の良い電
力制御を行うタービンのヘルパ駆動装置を提供すること
を目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、タービンに結合さ
れた交流電動機と、前記交流電動機を駆動する電力変換
装置と、前記電力変換装置から前記交流電動機に供給す
る電力を検出し、この検出電力と電力基準を比較して、
その電力偏差を減少させるように電力制御信号を出力す
る電力制御手段と、前記電力基準を前記交流電動機の検
出速度で除してトルク指令を生成するトルク基準発生手
段と、前記交流電動機の電圧と速度から前記交流電動機
の磁束を検出する磁束検出手段と、前記トルク指令を前
記検出磁束で除して補正されたトルク指令を出力するト
ルク補正手段と、前記電力制御信号と補正されたトルク
指令に基づいて前記電力変換装置を制御する制御手段を
備える。
れた交流電動機と、前記交流電動機を駆動する電力変換
装置と、前記電力変換装置から前記交流電動機に供給す
る電力を検出し、この検出電力と電力基準を比較して、
その電力偏差を減少させるように電力制御信号を出力す
る電力制御手段と、前記電力基準を前記交流電動機の検
出速度で除してトルク指令を生成するトルク基準発生手
段と、前記交流電動機の電圧と速度から前記交流電動機
の磁束を検出する磁束検出手段と、前記トルク指令を前
記検出磁束で除して補正されたトルク指令を出力するト
ルク補正手段と、前記電力制御信号と補正されたトルク
指令に基づいて前記電力変換装置を制御する制御手段を
備える。
（作 用） 上記構成において、タービンに結合された交流電動機の
回転速度が、所定の速度以下では強め界磁制御が行わ
れ、交流電動機の電圧と速度は一定の比率を保って磁束
一定の制御が行われる。所定の速度を越える高速回転に
なると弱め界磁制御が行われ、交流電動機の電圧は定格
電圧で一定となり、交流電動機の速度に対する電圧の比
率が減少し、磁束検出手段により検出される磁束が減少
する。従って、トルク補正手段から出力される補正され
たトルク指令は、減少した磁束を補うように増大する。
これにより、弱め界磁制御の場合にも、精度の良い電力
制御を行うことができる。
回転速度が、所定の速度以下では強め界磁制御が行わ
れ、交流電動機の電圧と速度は一定の比率を保って磁束
一定の制御が行われる。所定の速度を越える高速回転に
なると弱め界磁制御が行われ、交流電動機の電圧は定格
電圧で一定となり、交流電動機の速度に対する電圧の比
率が減少し、磁束検出手段により検出される磁束が減少
する。従って、トルク補正手段から出力される補正され
たトルク指令は、減少した磁束を補うように増大する。
これにより、弱め界磁制御の場合にも、精度の良い電力
制御を行うことができる。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、１は蒸気タービン、2Aは誘導電動機、
３は負荷機械（例えばコンプレッサ）であり、誘導電動
機2Aは負荷軸に結合されて蒸気タービン１のヘルパモー
タとして動作する。
３は負荷機械（例えばコンプレッサ）であり、誘導電動
機2Aは負荷軸に結合されて蒸気タービン１のヘルパモー
タとして動作する。
図の点線内が電力変換装置であり、これによって誘導電
動機2Aの入力Ｐは設定された電力基準Ｐ＊に制御され
る。
動機2Aの入力Ｐは設定された電力基準Ｐ＊に制御され
る。
電力変換装置は速度検出器４、順変換器５、逆変換器
６、計器用変流器７、計器用変圧器8A、計器用変圧器8
B、電力検出ユニット９、電力制御増幅器10、トルク基
準発生用除算回路11A、すべり周波数基準発生用除算回
路11B、電圧制御回路13、パルス発生回路14、位相制御
回路15から構成されている。なお本実施例ではトルク基
準としてすべり周波数基準を採用している。
６、計器用変流器７、計器用変圧器8A、計器用変圧器8
B、電力検出ユニット９、電力制御増幅器10、トルク基
準発生用除算回路11A、すべり周波数基準発生用除算回
路11B、電圧制御回路13、パルス発生回路14、位相制御
回路15から構成されている。なお本実施例ではトルク基
準としてすべり周波数基準を採用している。
交流電源16は、順変換器５、逆変換器６を介して、可変
周波数可変電圧の交流に変換され、誘導電動機2Aに供給
される。誘導電動機2Aはタービン１と同一軸にて結合さ
れ、負荷機械３の駆動動力の一部を分担する。
周波数可変電圧の交流に変換され、誘導電動機2Aに供給
される。誘導電動機2Aはタービン１と同一軸にて結合さ
れ、負荷機械３の駆動動力の一部を分担する。
タービン１の速度は、ガバナによって一定に保持され、
負荷配分は誘導電動機2Aの入力電力を所要値に制御する
ことによって決定され、誘導電動機2Aの入力電力Ｐは電
力変換装置を電力基準Ｐ＊に従って電力制御することに
よって所要値に制御される。
負荷配分は誘導電動機2Aの入力電力を所要値に制御する
ことによって決定され、誘導電動機2Aの入力電力Ｐは電
力変換装置を電力基準Ｐ＊に従って電力制御することに
よって所要値に制御される。
計器用変流器７と計器用変圧器8Aからの信号IA,VAは電
力検出ユニット９に入力され、これに基づいて電力検出
ユニット９が電力帰還信号PBを出力し、出力された電力
帰還信号PBは電力基準Ｐ＊と加算点Ａで突合わされ、そ
の偏差PAB（＝Ｐ−Ｐ＊）は電力制御増幅器10を介し
て、すべり周波数補正信号SFABが生成される。
力検出ユニット９に入力され、これに基づいて電力検出
ユニット９が電力帰還信号PBを出力し、出力された電力
帰還信号PBは電力基準Ｐ＊と加算点Ａで突合わされ、そ
の偏差PAB（＝Ｐ−Ｐ＊）は電力制御増幅器10を介し
て、すべり周波数補正信号SFABが生成される。
一方、電力基準Ｐ＊はトルク基準発生用除算回路11Aに
入力され、速度検出器４より出力された誘導電動機の速
度信号Ｎで除算され、速度信号Ｎで指定された電力Ｐ＊
に相当するトルク指令TAを発生し、すべり周波数基準発
生用除算回路11Bに入力される。
入力され、速度検出器４より出力された誘導電動機の速
度信号Ｎで除算され、速度信号Ｎで指定された電力Ｐ＊
に相当するトルク指令TAを発生し、すべり周波数基準発
生用除算回路11Bに入力される。
一方、計器用変圧器8Bと誘導電動機の速度検出器４から
の信号VA,Nは磁束検出ユニット12に入力され、これに基
づいて磁束検出ユニット12が磁束信号ΦＡを出力し、出
力された磁束信号ΦＡはすべり周波数基準発生用除算回
路11Bに入力される。すべり周波数基準発生用除算回路1
1Bでは、トルク基準発生用除算回路11Aから出力された
トルク指令TAが、磁束検出ユニット12から出力された磁
束信号ΦＡで除算され、すべり周波数指令信号SFA ＊を
発生する。
の信号VA,Nは磁束検出ユニット12に入力され、これに基
づいて磁束検出ユニット12が磁束信号ΦＡを出力し、出
力された磁束信号ΦＡはすべり周波数基準発生用除算回
路11Bに入力される。すべり周波数基準発生用除算回路1
1Bでは、トルク基準発生用除算回路11Aから出力された
トルク指令TAが、磁束検出ユニット12から出力された磁
束信号ΦＡで除算され、すべり周波数指令信号SFA ＊を
発生する。
すべり周波数補正信号SFABとすべり周波数指令信号SFA
＊は加算点Ｃで加算されすべり周波数基準SFA（＝SFA ＊
＋SFAB）を算出する。算出されたすべり周波数基準SFA
は速度検出器４より検出された速度信号Ｎに相当する周
波数FAに加算点Ｂで加算され、パルス発生回路14を介し
て逆変換器６の出力周波数FB（＝FA＋SFA）を決定す
る。
＊は加算点Ｃで加算されすべり周波数基準SFA（＝SFA ＊
＋SFAB）を算出する。算出されたすべり周波数基準SFA
は速度検出器４より検出された速度信号Ｎに相当する周
波数FAに加算点Ｂで加算され、パルス発生回路14を介し
て逆変換器６の出力周波数FB（＝FA＋SFA）を決定す
る。
順変換器５は、電圧制御回路13により、所定の速度以下
では、速度検出器４より検出された速度信号Ｎに比例し
た電圧を出力するように制御され、所定の速度を越える
と、定格電圧で一定となるように制御される。すなわ
ち、所定の速度以下では、強め界磁で界磁一定の制御が
行われ、所定の速度を越えると、弱め界磁で電圧一定の
制御が行われる。
では、速度検出器４より検出された速度信号Ｎに比例し
た電圧を出力するように制御され、所定の速度を越える
と、定格電圧で一定となるように制御される。すなわ
ち、所定の速度以下では、強め界磁で界磁一定の制御が
行われ、所定の速度を越えると、弱め界磁で電圧一定の
制御が行われる。
誘導電動機2Aは順変換器５、逆変換器６を介してトルク
制御され、これによって誘導電動機2Aの電力Ｐは設定さ
れた電力基準Ｐ＊に制御される。
制御され、これによって誘導電動機2Aの電力Ｐは設定さ
れた電力基準Ｐ＊に制御される。
本発明の第２の実施例を第２図に示す。
第２図では負荷機械３をヘルパ駆動するための交流電動
機として同期電動機2Bを用い、同期電動機2Bによってタ
ービン１の補助駆動を行い、制御回路としては定γ角制
御を用い、トルク基準としては電流基準を採用してい
る。
機として同期電動機2Bを用い、同期電動機2Bによってタ
ービン１の補助駆動を行い、制御回路としては定γ角制
御を用い、トルク基準としては電流基準を採用してい
る。
電力変換装置は順変換器５、逆変換器６、トルク基準発
生用除算回路11A、電力制御増幅器10、電流制御回路2
2、位相制御回路15、計器用変流器７、計器用変圧器8A,
8B、電力検出ユニット９、位置検出回路21、γ角制御回
路24、速度検出器４、γ角設定器23から構成されてい
る。
生用除算回路11A、電力制御増幅器10、電流制御回路2
2、位相制御回路15、計器用変流器７、計器用変圧器8A,
8B、電力検出ユニット９、位置検出回路21、γ角制御回
路24、速度検出器４、γ角設定器23から構成されてい
る。
交流電源16は、順変換器５、逆変換器６を介して、可変
周波数可変電圧の交流に変換され同期電動機2Bに供給さ
れる。同期電動機2Bはタービン１と同軸にて接続され、
負荷機械３に動力を供給する。
周波数可変電圧の交流に変換され同期電動機2Bに供給さ
れる。同期電動機2Bはタービン１と同軸にて接続され、
負荷機械３に動力を供給する。
同期電動機2Bとタービン１の速度はタービン１のガバナ
により一定に保持され、負荷配分については同期電動機
2Bの電力を制御することにより決定されることは、第１
の実施例と同様である。
により一定に保持され、負荷配分については同期電動機
2Bの電力を制御することにより決定されることは、第１
の実施例と同様である。
同期電動機2Bの電力は次のように制御される。すなわ
ち、計器用変流器７と計器用変圧器8Aからの信号IA,VA
を電力検出ユニット９に入力し、IA,VAを用いて電力帰
還信号PBを出力する。出力された電力帰還信号PBは電力
基準Ｐ＊を加算点Ａで突合わされ偏差PABが算出され
る。算出された偏差PABは電力制御増幅器10へ入力され
て電流基準補正信号IABを出力する。
ち、計器用変流器７と計器用変圧器8Aからの信号IA,VA
を電力検出ユニット９に入力し、IA,VAを用いて電力帰
還信号PBを出力する。出力された電力帰還信号PBは電力
基準Ｐ＊を加算点Ａで突合わされ偏差PABが算出され
る。算出された偏差PABは電力制御増幅器10へ入力され
て電流基準補正信号IABを出力する。
一方電力基準Ｐ＊はトルク基準発生用除算器11Aで、速
度検出器４から得られた同期電動機2Bの速度信号Ｎで除
算され、速度信号Ｎで指定された電力Ｐ＊に相当するト
ルク指令TAを発生し、電流基準発生用除算回路11Bに入
力される。
度検出器４から得られた同期電動機2Bの速度信号Ｎで除
算され、速度信号Ｎで指定された電力Ｐ＊に相当するト
ルク指令TAを発生し、電流基準発生用除算回路11Bに入
力される。
一方、計器用変圧器8Bと同期電動機の速度検出器４から
の信号VA,Nは磁束検出ユニット12に入力され、これに基
づいて磁束検出ユニット12が磁束信号ΦＡを出力し、出
力された磁束信号ΦＡは電流基準発生用除算回路11Bに
入力される。電流基準発生用除算回路11Bではトルク基
準発生用除算回路11Aから出力されたトルク指令TAが、
磁束検出ユニット12から出力された磁束信号ΦＡで除算
され、電流指令信号IA ＊を発生する。電流基準IA ＊と電
流基準補正信号IABは加算点Ｂで加算されて実際の電流
基準IAとなる。出力された電流基準IAは電流制御回路2
2、位相制御回路15を介して、順変換器５に送られ、順
変換５はそれに従って同期電動機2Bを制御する。
の信号VA,Nは磁束検出ユニット12に入力され、これに基
づいて磁束検出ユニット12が磁束信号ΦＡを出力し、出
力された磁束信号ΦＡは電流基準発生用除算回路11Bに
入力される。電流基準発生用除算回路11Bではトルク基
準発生用除算回路11Aから出力されたトルク指令TAが、
磁束検出ユニット12から出力された磁束信号ΦＡで除算
され、電流指令信号IA ＊を発生する。電流基準IA ＊と電
流基準補正信号IABは加算点Ｂで加算されて実際の電流
基準IAとなる。出力された電流基準IAは電流制御回路2
2、位相制御回路15を介して、順変換器５に送られ、順
変換５はそれに従って同期電動機2Bを制御する。
また位置検出回路21は計器用変流器７と計器用変圧器8A
からの信号IA,VAを用いて電気的に磁束の位置を検出
し、検出された磁束位置に対してγ角設定器23で設定さ
れたγ角がとれるようにγ角制御回路24でγ角を制御
し、逆変換器６が定γ角で制御される。また、同期電動
機の界磁制御回路は示していないが、所定の速度を越え
ると、同期電動機の電圧が一定になるように弱め界磁の
制御が行われる。
からの信号IA,VAを用いて電気的に磁束の位置を検出
し、検出された磁束位置に対してγ角設定器23で設定さ
れたγ角がとれるようにγ角制御回路24でγ角を制御
し、逆変換器６が定γ角で制御される。また、同期電動
機の界磁制御回路は示していないが、所定の速度を越え
ると、同期電動機の電圧が一定になるように弱め界磁の
制御が行われる。
これによって同期電動機2Bは順変換器５、逆変換器６に
よりトルク制御され、同期電動機2Bの電力Ｐも電力基準
Ｐ＊に対応して制御される。
よりトルク制御され、同期電動機2Bの電力Ｐも電力基準
Ｐ＊に対応して制御される。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、交流電動機の検出
磁束に基づいて、トルク指令を補正して電力制御を実行
しているので、弱め界磁制御で交流電動機を使用する場
合においても精度のよい電力制御を行うタービンのヘル
パ駆動装置を提供することができる。
磁束に基づいて、トルク指令を補正して電力制御を実行
しているので、弱め界磁制御で交流電動機を使用する場
合においても精度のよい電力制御を行うタービンのヘル
パ駆動装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の実施例を示すブロック図である。 １……タービン、2A……誘導電動機 2B……同期電動機、３……負荷機械 ４……速度検出器、５……順変換器 ６……逆変換器、７……計器用変流器 8A,8B……計器用変圧器 ９……電力検出ユニット、10……電力制御増幅器 11A,11B……除算回路、12……磁束検出ユニット 13……電圧制御回路、14……パルス発生回路 15……位相制御回路、16……交流電源 21……位置検出器、22……電流制御回路 23……γ角設定器、24……γ角制御回路
本発明の他の実施例を示すブロック図である。 １……タービン、2A……誘導電動機 2B……同期電動機、３……負荷機械 ４……速度検出器、５……順変換器 ６……逆変換器、７……計器用変流器 8A,8B……計器用変圧器 ９……電力検出ユニット、10……電力制御増幅器 11A,11B……除算回路、12……磁束検出ユニット 13……電圧制御回路、14……パルス発生回路 15……位相制御回路、16……交流電源 21……位置検出器、22……電流制御回路 23……γ角設定器、24……γ角制御回路
Claims (3)
- 【請求項１】タービンに結合された交流電動機と、前記
交流電動機を駆動する電力変換装置と、前記電力変換装
置から前記交流電動機に供給する電力を検出し、この検
出電力と電力基準を比較して、その電力偏差を減少させ
るように電力制御信号を出力する電力制御手段と、前記
電力基準を前記交流電動機の検出速度で除してトルク指
令を生成するトルク基準発生手段と、前記交流電動機の
電圧と速度から前記交流電動機の磁束を検出する磁束検
出手段と、前記トルク指令を前記検出磁束で除して補正
されたトルク指令を出力するトルク補正手段と、前記電
力制御信号と補正されたトルク指令に基づいて前記電力
変換装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする
タービンのヘルパ駆動装置。 - 【請求項２】前記交流電動機を誘導電動機とし、前記制
御手段は、前記電力制御信号と補正されたトルク指令と
の加算値に基づいてすべり周波数を決定し、前記検出速
度と前記すべり周波数との加算値に基づいて前記電力変
換装置の出力周波数を制御することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のタービンのヘルバ駆動装置。 - 【請求項３】前記交流電動機を同期電動機とし、前記制
御手段は、前記電力制御信号と補正されたトルク指令と
の加算値に基づいて電流基準を決定し、この電流基準に
基づいて前記電力変換装置の出力電流を制御することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタービンのヘル
パ駆動装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294632A JPH0744868B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
| DE8787116598T DE3782613T2 (de) | 1986-11-14 | 1987-11-10 | Hilfsantriebsgeraet fuer eine turbine. |
| EP19870116598 EP0267583B1 (en) | 1986-11-14 | 1987-11-10 | Turbine helper drive apparatus |
| US07/119,710 US4818890A (en) | 1986-11-14 | 1987-11-12 | Turbine helper drive apparatus |
| CA000551761A CA1287877C (en) | 1986-11-14 | 1987-11-13 | Turbine helper drive apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294632A JPH0744868B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148883A JPS63148883A (ja) | 1988-06-21 |
| JPH0744868B2 true JPH0744868B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=17810272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294632A Expired - Lifetime JPH0744868B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-12-12 | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744868B2 (ja) |
| CA (1) | CA1287877C (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS507015A (ja) * | 1973-05-23 | 1975-01-24 | ||
| JPS54158627A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Toshiba Corp | Controlling for motor and device thereof |
| JPS58172989A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機のトルク制御装置 |
| JPS61150692A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Fanuc Ltd | 誘導電動機のトルク制御方式 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294632A patent/JPH0744868B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-13 CA CA000551761A patent/CA1287877C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1287877C (en) | 1991-08-20 |
| JPS63148883A (ja) | 1988-06-21 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |