JPH0767368A - 同期機の始動装置 - Google Patents
同期機の始動装置Info
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- JPH0767368A JPH0767368A JP5211309A JP21130993A JPH0767368A JP H0767368 A JPH0767368 A JP H0767368A JP 5211309 A JP5211309 A JP 5211309A JP 21130993 A JP21130993 A JP 21130993A JP H0767368 A JPH0767368 A JP H0767368A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同期機６の反抗トルクが比較的小さい運転状
態においても、始動装置の出力トルクを低減して安定な
速度制御を実現する。 【構成】 同期機６の周波数信号ｆs とその目標値との
偏差に基づいて電流基準信号Ｉr を出力する速度調整器
１８、電流検出器１９の電流信号Ｉs とＩr との偏差に
基づいて順変換器パルス発生器２１へ位相制御信号を出
力する電流調整器２０、ｆs とＩs と逆変換器出力電圧
を入力し逆変換器４の余裕角が余裕角設定値γ2 となる
よう逆変換器パルス発生器２４へ位相制御信号θr2を出
力する余裕角制御器２３を備えた始動制御装置に、Ｉr
に基づいて進み角制御信号θβを出力する逆変換器進み
角制御器３１と、θβとθr2を入力し位相のより進んだ
信号を選択して順変換器パルス発生器２１へ出力する位
相進み選択回路３２を設ける。
態においても、始動装置の出力トルクを低減して安定な
速度制御を実現する。 【構成】 同期機６の周波数信号ｆs とその目標値との
偏差に基づいて電流基準信号Ｉr を出力する速度調整器
１８、電流検出器１９の電流信号Ｉs とＩr との偏差に
基づいて順変換器パルス発生器２１へ位相制御信号を出
力する電流調整器２０、ｆs とＩs と逆変換器出力電圧
を入力し逆変換器４の余裕角が余裕角設定値γ2 となる
よう逆変換器パルス発生器２４へ位相制御信号θr2を出
力する余裕角制御器２３を備えた始動制御装置に、Ｉr
に基づいて進み角制御信号θβを出力する逆変換器進み
角制御器３１と、θβとθr2を入力し位相のより進んだ
信号を選択して順変換器パルス発生器２１へ出力する位
相進み選択回路３２を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同期発電機、同期電動
機などの同期機の始動装置に関する。
機などの同期機の始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】同期機の始動装置の従来例を図５に示
す。
す。
【０００３】図５において、始動装置電源Ｖssは、入力
変圧器１、順変換器２、直流リアクトル３、逆変換器
４、交流リアクトル５を介して同期機６に供給される。
順変換器２と逆変換器４は各々サイリスタ素子で構成さ
れた３相整流器である。また、同期機６は界磁巻線７を
持つとともに軸上には速度パルス発生器８が設けられて
いる。さらに、入力変圧器１の１次側には電源位相を検
出するために変圧器９が、同期機６の出力端にはその出
力電圧Ｖs および位相を検出するために変圧器１０がそ
れぞれ設けられ、順変換器２の交流側には電流を検出す
るために変流器１１が設けられている。
変圧器１、順変換器２、直流リアクトル３、逆変換器
４、交流リアクトル５を介して同期機６に供給される。
順変換器２と逆変換器４は各々サイリスタ素子で構成さ
れた３相整流器である。また、同期機６は界磁巻線７を
持つとともに軸上には速度パルス発生器８が設けられて
いる。さらに、入力変圧器１の１次側には電源位相を検
出するために変圧器９が、同期機６の出力端にはその出
力電圧Ｖs および位相を検出するために変圧器１０がそ
れぞれ設けられ、順変換器２の交流側には電流を検出す
るために変流器１１が設けられている。
【０００４】一方、同期機６の界磁巻線７には励磁変圧
器１２を介して供給される励磁電源Ｖsfをサイリスタ整
流器１３によって整流した界磁電圧が印加され、界磁電
流ＩF が流れる。また、励磁変圧器１２の１次側には位
相を検出するために変圧器１４が、サイリスタ整流器１
３の交流側には電流を検出するために変流器１５がそれ
ぞれ設けられている。
器１２を介して供給される励磁電源Ｖsfをサイリスタ整
流器１３によって整流した界磁電圧が印加され、界磁電
流ＩF が流れる。また、励磁変圧器１２の１次側には位
相を検出するために変圧器１４が、サイリスタ整流器１
３の交流側には電流を検出するために変流器１５がそれ
ぞれ設けられている。
【０００５】さらに、始動制御装置１６として、速度検
出器１７、速度調整器１８、電流検出器１９、電流調整
器２０、順変換器パルス発生器２１、電圧検出器２２、
余裕角制御器２３、逆変換器パルス発生器２４が設けら
れており、速度検出器１７は速度パルス発生器８が出力
する同期機６の回転速度に比例した周波数のパルスを入
力し、同期機周波数信号ｆs を出力する。速度調整器１
８は、同期機周波数信号ｆs と周波数設定値ｆr を入力
し、その偏差を増幅し電流基準信号Ｉr を出力する。電
流検出器１９は、変流器１１の交流出力を整流し電流信
号Ｉs を出力する。電流調整器２０は、電流基準信号Ｉ
r と電流信号Ｉs を入力し、その偏差信号を増幅して順
変換器位相制御信号θr1を出力する。順変換器パルス発
生器２１は、始動装置電源Ｖssを変圧器９を介して入力
し、電源位相θ1 を検出するとともに、順変換器位相制
御信号θr1を入力し、θ1 に対応したタイミングで順変
換器２の各サイリスタ素子に順次点孤パルス信号Ｐ1 を
出力する。また、電圧検出器２２は同期機６の出力端か
ら変圧器１０を介して交流出力を入力、整流し、逆変換
器電圧信号Ｖ2 を出力する。余裕角制御器２３は、同期
機周波数信号ｆs と電流信号Ｉs と逆変換器電圧信号Ｖ
2 と余裕角設定値γ2 を入力し、余裕角設定値γ2 に対
して逆変換器４の転流重なり角を見込んだ逆変換器位相
制御信号θr2を出力する。逆変換器パルス発生器２４
は、変圧器１０の交流出力を入力し、同期機６の出力端
における同期電源位相θ2 を検出するとともに、逆変換
器位相制御信号θr2を入力し、θr2に対応したタイミン
グで逆変換器４の各サイリスタ素子に順次点孤パルス信
号Ｐ2 を出力する。
出器１７、速度調整器１８、電流検出器１９、電流調整
器２０、順変換器パルス発生器２１、電圧検出器２２、
余裕角制御器２３、逆変換器パルス発生器２４が設けら
れており、速度検出器１７は速度パルス発生器８が出力
する同期機６の回転速度に比例した周波数のパルスを入
力し、同期機周波数信号ｆs を出力する。速度調整器１
８は、同期機周波数信号ｆs と周波数設定値ｆr を入力
し、その偏差を増幅し電流基準信号Ｉr を出力する。電
流検出器１９は、変流器１１の交流出力を整流し電流信
号Ｉs を出力する。電流調整器２０は、電流基準信号Ｉ
r と電流信号Ｉs を入力し、その偏差信号を増幅して順
変換器位相制御信号θr1を出力する。順変換器パルス発
生器２１は、始動装置電源Ｖssを変圧器９を介して入力
し、電源位相θ1 を検出するとともに、順変換器位相制
御信号θr1を入力し、θ1 に対応したタイミングで順変
換器２の各サイリスタ素子に順次点孤パルス信号Ｐ1 を
出力する。また、電圧検出器２２は同期機６の出力端か
ら変圧器１０を介して交流出力を入力、整流し、逆変換
器電圧信号Ｖ2 を出力する。余裕角制御器２３は、同期
機周波数信号ｆs と電流信号Ｉs と逆変換器電圧信号Ｖ
2 と余裕角設定値γ2 を入力し、余裕角設定値γ2 に対
して逆変換器４の転流重なり角を見込んだ逆変換器位相
制御信号θr2を出力する。逆変換器パルス発生器２４
は、変圧器１０の交流出力を入力し、同期機６の出力端
における同期電源位相θ2 を検出するとともに、逆変換
器位相制御信号θr2を入力し、θr2に対応したタイミン
グで逆変換器４の各サイリスタ素子に順次点孤パルス信
号Ｐ2 を出力する。
【０００６】一方、以下の構成要素からなる励磁制御装
置２５が設けられている。すなわち、界磁電流設定器２
６は同期機６の起動時の所定の界磁電流設定値Ｉfrを出
力する。界磁電流検出器２７は、変流器１５の交流出力
を入力、整流し、界磁電流信号Ｉf を出力する。界磁電
流調整器２８は、界磁電流設定値Ｉfrと界磁電流信号Ｉ
f を入力し、その偏差信号を増幅し、励磁装置位相制御
信号θrfを出力する。パルス発生器２９は、変圧器１４
の交流出力を入力し、励磁電源位相θf を検出するとと
もに、励磁装置位相制御信号θrfを入力し、θrfに対応
したタイミングでサイリスタ整流器１３の各サイリスタ
素子に順次点孤パルスＰf を出力する。
置２５が設けられている。すなわち、界磁電流設定器２
６は同期機６の起動時の所定の界磁電流設定値Ｉfrを出
力する。界磁電流検出器２７は、変流器１５の交流出力
を入力、整流し、界磁電流信号Ｉf を出力する。界磁電
流調整器２８は、界磁電流設定値Ｉfrと界磁電流信号Ｉ
f を入力し、その偏差信号を増幅し、励磁装置位相制御
信号θrfを出力する。パルス発生器２９は、変圧器１４
の交流出力を入力し、励磁電源位相θf を検出するとと
もに、励磁装置位相制御信号θrfを入力し、θrfに対応
したタイミングでサイリスタ整流器１３の各サイリスタ
素子に順次点孤パルスＰf を出力する。
【０００７】以上のような構成において、同期機６を加
速する時の始動装置の動作について説明する。
速する時の始動装置の動作について説明する。
【０００８】界磁巻線７には界磁電流設定値Ｉfrに従い
所定の界磁電流ＩF が供給される。このとき同期機６に
は、界磁電流ＩF および同期機６の周波数ｆに比例した
出力電圧Ｖs が誘起される。逆変換器４は、この出力電
圧Ｖs を電源としてインバータ運転を行い始動装置電源
Ｖssからの電力を同期機６に送出する。
所定の界磁電流ＩF が供給される。このとき同期機６に
は、界磁電流ＩF および同期機６の周波数ｆに比例した
出力電圧Ｖs が誘起される。逆変換器４は、この出力電
圧Ｖs を電源としてインバータ運転を行い始動装置電源
Ｖssからの電力を同期機６に送出する。
【０００９】このとき逆変換器４は、余裕角制御器２３
により変換器電流Ｉd 、出力電圧Ｖs 、周波数ｆが変化
しても余裕角が余裕角設定値γ2 となるように制御さ
れ、転流失敗とならない範囲で高力率運転が行われる。
逆変換器４の直流側には出力電圧Ｖs と逆変換器位相制
御信号θr2に応じた直流電圧ＶDC2 が現れるが、このＶ
DC2 に対して、電流調整器２０は変換器電流Ｉd が電流
基準信号Ｉf と一致するように順変換器２の位相制御信
号θr1を調整し、順変換器直流電圧ＶDC1 を制御する。
速度調整器１８は、同期機周波数信号ｆs が周波数設定
値ｆr と一致するように電流基準信号Ｉr を増減し、同
期機６を所定の周波数に維持する。
により変換器電流Ｉd 、出力電圧Ｖs 、周波数ｆが変化
しても余裕角が余裕角設定値γ2 となるように制御さ
れ、転流失敗とならない範囲で高力率運転が行われる。
逆変換器４の直流側には出力電圧Ｖs と逆変換器位相制
御信号θr2に応じた直流電圧ＶDC2 が現れるが、このＶ
DC2 に対して、電流調整器２０は変換器電流Ｉd が電流
基準信号Ｉf と一致するように順変換器２の位相制御信
号θr1を調整し、順変換器直流電圧ＶDC1 を制御する。
速度調整器１８は、同期機周波数信号ｆs が周波数設定
値ｆr と一致するように電流基準信号Ｉr を増減し、同
期機６を所定の周波数に維持する。
【００１０】なお、図５において、入力変圧器１は電圧
レベルの変換および順変換器２のサイリスタ素子を短絡
電流から保護するために、直流リアクトル３は始動装置
電流Ｉd のリップル抑制のために、交流リアクトル５は
逆変換器４のサイリスタ素子を短絡電流から保護するた
めにそれぞれ設けてある。
レベルの変換および順変換器２のサイリスタ素子を短絡
電流から保護するために、直流リアクトル３は始動装置
電流Ｉd のリップル抑制のために、交流リアクトル５は
逆変換器４のサイリスタ素子を短絡電流から保護するた
めにそれぞれ設けてある。
【００１１】このように静止形始動装置によって同期機
６を起動する場合、従来、同期機６の界磁巻線７には始
動装置の運転状態に無関係に一定の界磁電流が供給され
ていた。
６を起動する場合、従来、同期機６の界磁巻線７には始
動装置の運転状態に無関係に一定の界磁電流が供給され
ていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の始動装置には次のような問題がある。
た従来の始動装置には次のような問題がある。
【００１３】始動装置の出力トルクＴは下記の式［数
１］に示すように、逆変換器４の転流重なり角を無視す
れば同期機６の出力電圧Ｖs 、変換器置電流Ｉd 、およ
び逆変換器４の余裕角γの余弦に比例し、同期機６の周
波数に反比例する。
１］に示すように、逆変換器４の転流重なり角を無視す
れば同期機６の出力電圧Ｖs 、変換器置電流Ｉd 、およ
び逆変換器４の余裕角γの余弦に比例し、同期機６の周
波数に反比例する。
【００１４】
【数１】Ｔ＝Ｋ・Ｖs ・Ｉd ・cos γ／ｆ （式中、Ｋ：比例定数）従来の始動装置では、界磁電流
設定値Ｉfrが始動装置の運転状態に依存しない一定の値
であったため、同期機６の界磁電流に比例するＶs ／ｆ
が一定であり、さらに逆変換器４の余裕角γも余裕角設
定値γ2 の一定値に制御されるため、始動装置の出力ト
ルクＴは変換器電流Ｉd に比例していた。
設定値Ｉfrが始動装置の運転状態に依存しない一定の値
であったため、同期機６の界磁電流に比例するＶs ／ｆ
が一定であり、さらに逆変換器４の余裕角γも余裕角設
定値γ2 の一定値に制御されるため、始動装置の出力ト
ルクＴは変換器電流Ｉd に比例していた。
【００１５】一方、変換器電流Ｉd は順変換器２と逆変
換器４の各々の直流電圧ＶDC1 とＶDC2 が持つ電圧リッ
プルと直流リアクトル３のインダクタンスに応じた電流
リップルを含んでいる。この電流リップルによって変換
器電流が断続すると安定な制御が行えなくなるため、通
常電流基準信号Ｉr に下限を設け変換器電流Ｉd の断続
を防いでいた。
換器４の各々の直流電圧ＶDC1 とＶDC2 が持つ電圧リッ
プルと直流リアクトル３のインダクタンスに応じた電流
リップルを含んでいる。この電流リップルによって変換
器電流が断続すると安定な制御が行えなくなるため、通
常電流基準信号Ｉr に下限を設け変換器電流Ｉd の断続
を防いでいた。
【００１６】このため、始動装置の出力トルクにはある
下限値が存在し、同期機６の反抗トルクが始動装置の最
小出力トルクより小さい運転状態では、始動装置によっ
て同期機６の周波数ｆを一定に制御することができなか
った。
下限値が存在し、同期機６の反抗トルクが始動装置の最
小出力トルクより小さい運転状態では、始動装置によっ
て同期機６の周波数ｆを一定に制御することができなか
った。
【００１７】本発明は、かかる点に対処してなされたも
ので、同期機６の反抗トルクが比較的小さい運転状態に
おいても、出力トルクを低減して安定な速度制御を実現
する始動装置を提供することを目的とする。
ので、同期機６の反抗トルクが比較的小さい運転状態に
おいても、出力トルクを低減して安定な速度制御を実現
する始動装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、交流
を直流に変換する順変換器とこの順変換器の直流出力を
可変周波数の交流電力に変換して同期機に供給する逆変
換器と、この逆変換器の出力電流を調整して同期機の回
転速度を制御する制御手段とを備えた同期機の始動装置
において、出力電流が所定値以下となったとき、逆変換
器の出力位相を調整して同期機の回転速度を制御する位
相調整手段を備えたことを特徴とする。
を直流に変換する順変換器とこの順変換器の直流出力を
可変周波数の交流電力に変換して同期機に供給する逆変
換器と、この逆変換器の出力電流を調整して同期機の回
転速度を制御する制御手段とを備えた同期機の始動装置
において、出力電流が所定値以下となったとき、逆変換
器の出力位相を調整して同期機の回転速度を制御する位
相調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】また本発明は、交流を直流に変換する順変
換器とこの順変換器の直流出力を可変周波数の交流電力
に変換して同期機に供給する逆変換器と、この逆変換器
の出力電流を調整して同期機の回転速度を制御する制御
手段とを備えた同期機の始動装置において、出力電流が
所定値以下となったとき、同期機の界磁電流を調整して
当該同期機の回転速度を制御する界磁電流調整手段を備
えたことを特徴とする。
換器とこの順変換器の直流出力を可変周波数の交流電力
に変換して同期機に供給する逆変換器と、この逆変換器
の出力電流を調整して同期機の回転速度を制御する制御
手段とを備えた同期機の始動装置において、出力電流が
所定値以下となったとき、同期機の界磁電流を調整して
当該同期機の回転速度を制御する界磁電流調整手段を備
えたことを特徴とする。
【００２０】
【作用】本発明の前者の構成においては、始動装置が最
小出力を要求される場合には、逆変換器の制御進み角を
大きくすることにより、余裕角γも大きくなるため、前
述の式［数１］におけるcos γを小さくすることがで
き、したがって反抗トルクが小さい運転状態においても
変換器電流を断続させることなく同期機を安定に速度制
御することができる。
小出力を要求される場合には、逆変換器の制御進み角を
大きくすることにより、余裕角γも大きくなるため、前
述の式［数１］におけるcos γを小さくすることがで
き、したがって反抗トルクが小さい運転状態においても
変換器電流を断続させることなく同期機を安定に速度制
御することができる。
【００２１】また、後者の構成においては、始動装置が
最小出力を要求される場合には、同期機の界磁電流ＩF
を減らすことにより、界磁電流ＩF に比例する出力電圧
−周波数比Ｖs ／ｆを小さくすることができ、変換器電
流を断続させることなく出力トルクを低減できるため、
反抗トルクが小さい運転状態においても同期機の速度一
定制御を安定に行うことができる。
最小出力を要求される場合には、同期機の界磁電流ＩF
を減らすことにより、界磁電流ＩF に比例する出力電圧
−周波数比Ｖs ／ｆを小さくすることができ、変換器電
流を断続させることなく出力トルクを低減できるため、
反抗トルクが小さい運転状態においても同期機の速度一
定制御を安定に行うことができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、従来例と共通する部分については同
一符号を付して、重複する説明は省略する。
て説明する。なお、従来例と共通する部分については同
一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２３】図１は、本発明の第１実施例の始動装置を
示すもので、従来例と異なる点は、始動制御装置１６′
が従来例の始動制御装置１６の構成に加えて逆変換器進
み角制御器３１と位相進み選択回路３２を備えたことで
ある。逆変換器進み角制御器３１と位相進み選択回路３
２は、本発明の請求項１の位相調整手段に相当する。
示すもので、従来例と異なる点は、始動制御装置１６′
が従来例の始動制御装置１６の構成に加えて逆変換器進
み角制御器３１と位相進み選択回路３２を備えたことで
ある。逆変換器進み角制御器３１と位相進み選択回路３
２は、本発明の請求項１の位相調整手段に相当する。
【００２４】逆変換器進み角制御器３１は、速度調整器
１８から出力される電流基準信号Ｉr を入力して、進み
角制御信号θβを出力する。例えば図２に示すように、
それぞれ設定値と比較する２個の比較器３３、３４と、
比較器出力を積分する積分器３５と、積分器出力を所定
の範囲に制限する制限器３６とで構成される。図２にお
いて、比較器３３は、電流基準信号Ｉr を進み角増設定
値ＩL1と比較し、Ｉr≦ＩL1のときＳ1U＝１、Ｉr ＞Ｉ
L1のときＳ1U＝０の進み角増信号Ｓ1Uを出力する。比較
器３４は、電流基準信号Ｉr を進み角減設定値ＩL2と比
較し、電流基準信号Ｉr ≧ＩL2のときＳ1D＝１、Ｉr ＜
ＩL2のときＳ1D＝０の進み角減信号Ｓ1Dを出力する。積
分器３５は、進み角増信号Ｓ1Uおよび進み角減信号Ｓ1D
を入力し、Ｓ1U＝１のとき所定の変化率で出力β。を増
加させ、Ｓ1D＝１のとき所定の変化率で出力β。を減少
させる。制限器３６は、積分器出力β。を入力し、所定
の上下限値で制限を設けて進み角制御信号θβを出力す
る。
１８から出力される電流基準信号Ｉr を入力して、進み
角制御信号θβを出力する。例えば図２に示すように、
それぞれ設定値と比較する２個の比較器３３、３４と、
比較器出力を積分する積分器３５と、積分器出力を所定
の範囲に制限する制限器３６とで構成される。図２にお
いて、比較器３３は、電流基準信号Ｉr を進み角増設定
値ＩL1と比較し、Ｉr≦ＩL1のときＳ1U＝１、Ｉr ＞Ｉ
L1のときＳ1U＝０の進み角増信号Ｓ1Uを出力する。比較
器３４は、電流基準信号Ｉr を進み角減設定値ＩL2と比
較し、電流基準信号Ｉr ≧ＩL2のときＳ1D＝１、Ｉr ＜
ＩL2のときＳ1D＝０の進み角減信号Ｓ1Dを出力する。積
分器３５は、進み角増信号Ｓ1Uおよび進み角減信号Ｓ1D
を入力し、Ｓ1U＝１のとき所定の変化率で出力β。を増
加させ、Ｓ1D＝１のとき所定の変化率で出力β。を減少
させる。制限器３６は、積分器出力β。を入力し、所定
の上下限値で制限を設けて進み角制御信号θβを出力す
る。
【００２５】ここで、進み角増設定値ＩL1は電流基準信
号Ｉr の下限値とし、進み角減設定値ＩL2はＩL1より少
し大きい任意の値をとることができる。また、積分器３
５の出力変化率は制御系の安定性を考慮した値とし、制
限器３６の下限は余裕角設定値γ2 、上限は制御対象に
応じて必要な進み角とする。
号Ｉr の下限値とし、進み角減設定値ＩL2はＩL1より少
し大きい任意の値をとることができる。また、積分器３
５の出力変化率は制御系の安定性を考慮した値とし、制
限器３６の下限は余裕角設定値γ2 、上限は制御対象に
応じて必要な進み角とする。
【００２６】位相進み選択回路３２は、余裕角制御器２
３の出力θr2と逆変換器進み角制御器３１の出力θβを
入力し、位相のより進んだ信号を選択して逆変換器位相
制御信号θr3として逆変換器パルス発生器２４に出力す
る。
３の出力θr2と逆変換器進み角制御器３１の出力θβを
入力し、位相のより進んだ信号を選択して逆変換器位相
制御信号θr3として逆変換器パルス発生器２４に出力す
る。
【００２７】次に上記構成の実施例の作用を説明する。
【００２８】周波数設定値ｆr が同期機６の周波数ｆよ
り小さくなり、その結果速度調整器１８の出力である電
流基準信号Ｉr が下限値ＩL1となると、逆変換器進み角
制御器３１において積分器入力の進み角増信号Ｓ1U＝１
となり、積分器出力β。が所定の変化率で上昇する。し
たがって、逆変換器進み角制御器３１の出力である進み
角制御信号θβが増大することにより、位相進み選択回
路３２は進み角制御信号θβを選択し逆変換器位相制御
信号θr3として逆変換器パルス発生器２４に出力する。
これにより、逆変換器の制御進み角βが大きくなり、し
たがって余裕角γも大きくなるため、前述の式［数１］
より始動装置の出力トルクＴは小さくなる。
り小さくなり、その結果速度調整器１８の出力である電
流基準信号Ｉr が下限値ＩL1となると、逆変換器進み角
制御器３１において積分器入力の進み角増信号Ｓ1U＝１
となり、積分器出力β。が所定の変化率で上昇する。し
たがって、逆変換器進み角制御器３１の出力である進み
角制御信号θβが増大することにより、位相進み選択回
路３２は進み角制御信号θβを選択し逆変換器位相制御
信号θr3として逆変換器パルス発生器２４に出力する。
これにより、逆変換器の制御進み角βが大きくなり、し
たがって余裕角γも大きくなるため、前述の式［数１］
より始動装置の出力トルクＴは小さくなる。
【００２９】このようにして出力トルクＴの減少により
同期機６の周波数ｆが減少方向に転じ、周波数設定値ｆ
r より小さくなると、速度調整器１８により電流基準信
号Ｉr が増加する。このとき、Ｉr ＞ＩL1となるため、
進み角制御信号θβの増加は止まり、電流基準信号Ｉr
に比例して出力トルクＴは増加する。
同期機６の周波数ｆが減少方向に転じ、周波数設定値ｆ
r より小さくなると、速度調整器１８により電流基準信
号Ｉr が増加する。このとき、Ｉr ＞ＩL1となるため、
進み角制御信号θβの増加は止まり、電流基準信号Ｉr
に比例して出力トルクＴは増加する。
【００３０】さらに、同期機６の加速のためＩr ≧ＩL2
となると、積分器入力の進み角減信号がＳ1D＝１とな
り、進み角制御信号θβにしたがって逆変換器４の制御
進み角βは減少し、出力トルクＴは増加する。そして、
進み角制御信号θβが余裕角制御器２３の出力θr2以下
となると、逆変換器４の出力位相は余裕角制御器２３の
出力θr2によって余裕角設定値γ2 に制御される。
となると、積分器入力の進み角減信号がＳ1D＝１とな
り、進み角制御信号θβにしたがって逆変換器４の制御
進み角βは減少し、出力トルクＴは増加する。そして、
進み角制御信号θβが余裕角制御器２３の出力θr2以下
となると、逆変換器４の出力位相は余裕角制御器２３の
出力θr2によって余裕角設定値γ2 に制御される。
【００３１】すなわち、所定の余裕角設定値γ2 では速
度一定制御が行なえないような出力トルクＴの小さい運
転状態では、最終的に電流基準信号Ｉr はＩL1＜Ｉr ＜
ＩL2の範囲に調整され、進み角制御信号θβは余裕角制
御器２３の出力θr2より進み位相となる。
度一定制御が行なえないような出力トルクＴの小さい運
転状態では、最終的に電流基準信号Ｉr はＩL1＜Ｉr ＜
ＩL2の範囲に調整され、進み角制御信号θβは余裕角制
御器２３の出力θr2より進み位相となる。
【００３２】この状態から周波数設定値ｆr が増加し、
同期機６を再加速するときは、電流基準信号Ｉr が増加
し、進み角制御信号θβが減少して、逆変換器の出力位
相が余裕角制御器２３の出力θr2によって一定に制御さ
れることによって、同期機６は始動装置の最大出力で加
速する。
同期機６を再加速するときは、電流基準信号Ｉr が増加
し、進み角制御信号θβが減少して、逆変換器の出力位
相が余裕角制御器２３の出力θr2によって一定に制御さ
れることによって、同期機６は始動装置の最大出力で加
速する。
【００３３】以上の説明からも明らかなように、上記実
施例によれば、変換器電流の調整では安定な速度制御が
できない同期機の反抗トルクが小さい運転状態において
も、逆変換器４の出力位相を制御することにより始動装
置の出力トルクを低減して安定な速度制御を実現するこ
とができる。
施例によれば、変換器電流の調整では安定な速度制御が
できない同期機の反抗トルクが小さい運転状態において
も、逆変換器４の出力位相を制御することにより始動装
置の出力トルクを低減して安定な速度制御を実現するこ
とができる。
【００３４】図３は、本発明の第２実施例の始動装置を
示すもので、従来例と異なる点は、従来例の始動制御装
置１６の構成に加えて速度調整器１８から出力される電
流基準信号Ｉr に基づいて、界磁電流設定値を変更する
励磁量制御器４１を備えた始動制御装置１６″を設けた
ことである。励磁量制御器４１は、請求項２の界磁電流
調整手段を構成する。
示すもので、従来例と異なる点は、従来例の始動制御装
置１６の構成に加えて速度調整器１８から出力される電
流基準信号Ｉr に基づいて、界磁電流設定値を変更する
励磁量制御器４１を備えた始動制御装置１６″を設けた
ことである。励磁量制御器４１は、請求項２の界磁電流
調整手段を構成する。
【００３５】図３において、励磁量制御器４１は速度調
整器１８から電流基準信号Ｉr を入力し、Ｉr の値に応
じて界磁電流減信号Ｓ2Dまたは界磁電流増信号Ｓ2Uを界
磁電流設定器２６へ出力する。Ｓ2DおよびＳ2Uは０また
は１のいずれかの値をもつ論理信号である。界磁電流設
定器２６は界磁電流減信号Ｓ2Dおよび界磁電流増信号Ｓ
2Uを入力し、Ｓ2D＝1 のときには、界磁電流設定値Ｉfr
を一定の変化率で減少させ、Ｓ2U＝1 のときには、界磁
電流設定値Ｉfrを一定の変化率で増加させて出力する。
整器１８から電流基準信号Ｉr を入力し、Ｉr の値に応
じて界磁電流減信号Ｓ2Dまたは界磁電流増信号Ｓ2Uを界
磁電流設定器２６へ出力する。Ｓ2DおよびＳ2Uは０また
は１のいずれかの値をもつ論理信号である。界磁電流設
定器２６は界磁電流減信号Ｓ2Dおよび界磁電流増信号Ｓ
2Uを入力し、Ｓ2D＝1 のときには、界磁電流設定値Ｉfr
を一定の変化率で減少させ、Ｓ2U＝1 のときには、界磁
電流設定値Ｉfrを一定の変化率で増加させて出力する。
【００３６】励磁量制御器４１の一例を図４に示す。励
磁量制御器４１は電流基準信号Ｉrをそれぞれ異なる設
定値と比較する２つの比較器４２、４３で構成されてい
る。比較器４２は電流基準信号Ｉr を励磁減設定値ＩL3
と比較し、Ｉr ≦ＩL3のときＳ2D＝１、Ｉr ＞ＩL3のと
きＳ2D＝０の界磁電流減信号Ｓ2Dを出力する。比較器４
３は電流基準信号Ｉr を励磁増設定値ＩL4と比較し、Ｉ
r ≧ＩL4のときＳ2U＝１、Ｉr ＜ＩL4のときＳ2U＝０の
界磁電流増信号Ｓ2Uを出力する。
磁量制御器４１は電流基準信号Ｉrをそれぞれ異なる設
定値と比較する２つの比較器４２、４３で構成されてい
る。比較器４２は電流基準信号Ｉr を励磁減設定値ＩL3
と比較し、Ｉr ≦ＩL3のときＳ2D＝１、Ｉr ＞ＩL3のと
きＳ2D＝０の界磁電流減信号Ｓ2Dを出力する。比較器４
３は電流基準信号Ｉr を励磁増設定値ＩL4と比較し、Ｉ
r ≧ＩL4のときＳ2U＝１、Ｉr ＜ＩL4のときＳ2U＝０の
界磁電流増信号Ｓ2Uを出力する。
【００３７】ここで、励磁減設定値ＩL3は電流基準信号
Ｉr の下限値とし、励磁増設定値ＩL4はＩL3より少し大
きい任意の値をとることができる。また、界磁電流設定
器２６の界磁電流設定値Ｉfrの変化率は制御系の安定性
を考慮した値とし、またＩfrには適切な上限値および下
限値を設ける。
Ｉr の下限値とし、励磁増設定値ＩL4はＩL3より少し大
きい任意の値をとることができる。また、界磁電流設定
器２６の界磁電流設定値Ｉfrの変化率は制御系の安定性
を考慮した値とし、またＩfrには適切な上限値および下
限値を設ける。
【００３８】次に上記構成の実施例の作用を説明する。
【００３９】周波数設定値ｆr が同期機６の周波数ｆよ
り小さくなり、その結果として速度調整器１８の出力で
ある電流基準信号Ｉr がその最小値となり、励磁減設定
値ＩL3以下となると、励磁量制御器４１は界磁電流減信
号Ｓ2D＝１、界磁電流増信号Ｓ2U＝０を出力する。これ
に伴い、界磁電流設定値Ｉfrが漸減し、同期機６の界磁
電流ＩF が減少するので、ＩF に比例する同期機６の出
力電圧Ｖs と周波数ｆの比Ｖs ／ｆも減少し、式［数
１］より始動装置の出力トルクＴが減少する。
り小さくなり、その結果として速度調整器１８の出力で
ある電流基準信号Ｉr がその最小値となり、励磁減設定
値ＩL3以下となると、励磁量制御器４１は界磁電流減信
号Ｓ2D＝１、界磁電流増信号Ｓ2U＝０を出力する。これ
に伴い、界磁電流設定値Ｉfrが漸減し、同期機６の界磁
電流ＩF が減少するので、ＩF に比例する同期機６の出
力電圧Ｖs と周波数ｆの比Ｖs ／ｆも減少し、式［数
１］より始動装置の出力トルクＴが減少する。
【００４０】出力トルクＴの減少により同期機６の周波
数ｆが減少し、周波数設定値ｆr よりも小さくなると、
速度調整器１８により電流基準信号Ｉr が増加する。こ
のときＩr ＞ＩL3となるためＳ2D＝０となり界磁電流Ｉ
F の減少は止まるため、始動装置の出力トルクＴはＩr
に比例して増加する。
数ｆが減少し、周波数設定値ｆr よりも小さくなると、
速度調整器１８により電流基準信号Ｉr が増加する。こ
のときＩr ＞ＩL3となるためＳ2D＝０となり界磁電流Ｉ
F の減少は止まるため、始動装置の出力トルクＴはＩr
に比例して増加する。
【００４１】同期機６の加速のためＩr が励磁増設定値
ＩL4以上になると、励磁量制御器４１は界磁電流増信号
Ｓ2U＝１を出力する。これに伴い同期機６の界磁電流Ｉ
F が増加し、出力トルクＴは一層増加する。
ＩL4以上になると、励磁量制御器４１は界磁電流増信号
Ｓ2U＝１を出力する。これに伴い同期機６の界磁電流Ｉ
F が増加し、出力トルクＴは一層増加する。
【００４２】これにより、所定の界磁電流設定値Ｉfrで
は始動装置の最小出力トルクが反抗トルクを上回り、速
度一定制御が行えない運転点において、最終的に同期機
６の周波数ｆが周波数設定値ｆr に一致したときには、
電流基準信号Ｉr はＩL3＜Ｉr ＜ＩL4の範囲に入り、こ
のとき同期機６の界磁電流設定値Ｉfrは所定の値を下回
っている。
は始動装置の最小出力トルクが反抗トルクを上回り、速
度一定制御が行えない運転点において、最終的に同期機
６の周波数ｆが周波数設定値ｆr に一致したときには、
電流基準信号Ｉr はＩL3＜Ｉr ＜ＩL4の範囲に入り、こ
のとき同期機６の界磁電流設定値Ｉfrは所定の値を下回
っている。
【００４３】この状態から周波数設定値ｆr が増加し、
同期機６を再加速するときは、電流基準信号Ｉr が増加
し、界磁電流ＩF が所定の値まで復帰することによっ
て、始動装置は最大出力を同期機６に供給するようにな
る。
同期機６を再加速するときは、電流基準信号Ｉr が増加
し、界磁電流ＩF が所定の値まで復帰することによっ
て、始動装置は最大出力を同期機６に供給するようにな
る。
【００４４】以上の説明からも明らかなように、上記実
施例によれば、速度調整器１８の電流基準信号Ｉr に応
じて同期機６の界磁電流ＩF を増減させるので、同期機
６の反抗トルクが比較的小さい運転状態では界磁電流Ｉ
F を低減して同期機６の周波数一定運転を安定に行うこ
とができる。また、同期機６を加速するときは界磁電流
ＩF を所定の値まで増加させて始動装置の最大出力で同
期機６を加速することができる。
施例によれば、速度調整器１８の電流基準信号Ｉr に応
じて同期機６の界磁電流ＩF を増減させるので、同期機
６の反抗トルクが比較的小さい運転状態では界磁電流Ｉ
F を低減して同期機６の周波数一定運転を安定に行うこ
とができる。また、同期機６を加速するときは界磁電流
ＩF を所定の値まで増加させて始動装置の最大出力で同
期機６を加速することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来に比べて始動装置の最小出力を低減することができ
る。これにより、同期機の反抗トルクが比較的小さい場
合にも、同期機の周波数一定制御が安定に行えるという
効果が得られる。
従来に比べて始動装置の最小出力を低減することができ
る。これにより、同期機の反抗トルクが比較的小さい場
合にも、同期機の周波数一定制御が安定に行えるという
効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例の始動装置を示すブロック
図である。
図である。
【図２】本発明にかかる逆変換器進み角制御器の構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施例の始動装置を示すブロック
図である。
図である。
【図４】本発明にかかる励磁量制御器の構成例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】始動装置の従来例を示すブロック図である。
２………順変換器 ４………逆変換器 ６………同期機 ７………界磁巻線 ８………速度パルス発生器 １６、１６′、１６″………始動制御装置 １８………速度調整器 ２０………電流調整器 ２１………順変換器パルス発生器 ２３………余裕角制御器 ２４………逆変換器パルス発生器 ２５………励磁制御装置 ２６………界磁電流設定器 ３１………逆変換器進み角制御器 ３２………位相進み選択回路 ３３、３４、４２、４３………比較器 ３５………積分器 ３６………制限器 ４１………励磁量制御器
Claims (2)
- 【請求項１】 交流を直流に変換する順変換器とこの順
変換器の直流出力を可変周波数の交流電力に変換して同
期機に供給する逆変換器と、この逆変換器の出力電流を
調整して前記同期機の回転速度を制御する制御手段とを
備えた同期機の始動装置において、 前記出力電流が所定値以下となったとき、前記逆変換器
の出力位相を調整して前記同期機の回転速度を制御する
位相調整手段を備えたことを特徴とする同期機の始動装
置。 - 【請求項２】 交流を直流に変換する順変換器とこの順
変換器の直流出力を可変周波数の交流電力に変換して同
期機に供給する逆変換器と、この逆変換器の出力電流を
調整して前記同期機の回転速度を制御する制御手段とを
備えた同期機の始動装置において、 前記出力電流が所定値以下となったとき、前記同期機の
界磁電流を調整して当該同期機の回転速度を制御する界
磁電流調整手段を備えたことを特徴とする同期機の始動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5211309A JPH0767368A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 同期機の始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5211309A JPH0767368A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 同期機の始動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767368A true JPH0767368A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16603812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5211309A Withdrawn JPH0767368A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 同期機の始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767368A (ja) |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP5211309A patent/JPH0767368A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |