JPH1080189A - 二重給電式電気回転機械の制御方法とこの方法を使用する機械 - Google Patents
二重給電式電気回転機械の制御方法とこの方法を使用する機械Info
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- JPH1080189A JPH1080189A JP9200157A JP20015797A JPH1080189A JP H1080189 A JPH1080189 A JP H1080189A JP 9200157 A JP9200157 A JP 9200157A JP 20015797 A JP20015797 A JP 20015797A JP H1080189 A JPH1080189 A JP H1080189A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転子給電コンバータを有する電気回転機械
を低コストで提供する。 【解決手段】 固定子（Ｓ）の巻線（ＥＳ）を短絡し、
静的周波数コンバータ（２）を介して回転子（Ｒ）の巻
線（ＥＲ）に電圧を印加し、回転子の速度をコンバータ
の周波数の制御によって所定の速度にまで上昇させる。
回転子がこの所定の速度で回転するようになる瞬間に固
定子の巻線を切り離し、固定子の巻線に給電網（８）の
電圧を印加し、次にコンバータの周波数を低下させる。
電気回転機械の変圧比を機械の公称速度に達する前に変
えることによりコンバータを小形のものにすることがで
きる。
を低コストで提供する。 【解決手段】 固定子（Ｓ）の巻線（ＥＳ）を短絡し、
静的周波数コンバータ（２）を介して回転子（Ｒ）の巻
線（ＥＲ）に電圧を印加し、回転子の速度をコンバータ
の周波数の制御によって所定の速度にまで上昇させる。
回転子がこの所定の速度で回転するようになる瞬間に固
定子の巻線を切り離し、固定子の巻線に給電網（８）の
電圧を印加し、次にコンバータの周波数を低下させる。
電気回転機械の変圧比を機械の公称速度に達する前に変
えることによりコンバータを小形のものにすることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二重給電式電気回
転機械の制御方法に関する。
転機械の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような機械は特に、静的周波数コン
バータを使用して回転負荷を可変速度で駆動するための
電動機を構成することができる。この機械はさらに、ト
ルク・速度四象限の中での駆動トルクの制御を可能にす
る。一般には、このような機械は下記の構成要素を含
む。すなわち、− 複数の接続端子と、これらの端子の
間に接続されており一つの軸の周りに角度を置いて配置
された一群の多相巻線とを有する固定子。これらの巻線
は、同じ周波数と固定子位相差方向を規定する相互位相
差とを有する交流固定子電流を受け取る。これらの電流
はこれらの巻線を流れて、この軸の周りに、この位相差
方向によって規定された回転方向にこの周波数に比例し
た速度で回転する磁界を生み出す。
バータを使用して回転負荷を可変速度で駆動するための
電動機を構成することができる。この機械はさらに、ト
ルク・速度四象限の中での駆動トルクの制御を可能にす
る。一般には、このような機械は下記の構成要素を含
む。すなわち、− 複数の接続端子と、これらの端子の
間に接続されており一つの軸の周りに角度を置いて配置
された一群の多相巻線とを有する固定子。これらの巻線
は、同じ周波数と固定子位相差方向を規定する相互位相
差とを有する交流固定子電流を受け取る。これらの電流
はこれらの巻線を流れて、この軸の周りに、この位相差
方向によって規定された回転方向にこの周波数に比例し
た速度で回転する磁界を生み出す。
【０００３】− 接続端子と、これらの端子の間に接続
されており前記軸の周りに回転可能に取り付けられたシ
ャフトに支えられた一群の多相巻線とを有する回転子。
前記機械の速度はこのシャフトの回転速度である。これ
らの巻線は、この軸の周りに角度を置いて配置され、同
じ周波数と回転子位相差方向を規定する相互位相差とを
有する交流回転子電流を受け取る。これらの電流はこれ
らの巻線を流れ、この軸の周りに、この位相差方向によ
って規定された回転方向にこの周波数に比例した速度
で、この回転子に対して回転する磁界を生み出す。固定
子電流と回転子電流が同時に流れることによりこのシャ
フトにトルクを加えるように固定子の巻線と回転子の巻
線との間に磁気結合が行われる。この磁気結合は、回転
子の回転がない場合の結合により、回転子の接続端子間
に印加され得る一次電圧と固定子の端子間に現れる二次
電圧との間の比に等しい機械の変圧比をもたらす。
されており前記軸の周りに回転可能に取り付けられたシ
ャフトに支えられた一群の多相巻線とを有する回転子。
前記機械の速度はこのシャフトの回転速度である。これ
らの巻線は、この軸の周りに角度を置いて配置され、同
じ周波数と回転子位相差方向を規定する相互位相差とを
有する交流回転子電流を受け取る。これらの電流はこれ
らの巻線を流れ、この軸の周りに、この位相差方向によ
って規定された回転方向にこの周波数に比例した速度
で、この回転子に対して回転する磁界を生み出す。固定
子電流と回転子電流が同時に流れることによりこのシャ
フトにトルクを加えるように固定子の巻線と回転子の巻
線との間に磁気結合が行われる。この磁気結合は、回転
子の回転がない場合の結合により、回転子の接続端子間
に印加され得る一次電圧と固定子の端子間に現れる二次
電圧との間の比に等しい機械の変圧比をもたらす。
【０００４】− 最後に、固定子と回転子との接続端子
に接続された固定子アセンブリと回転子アセンブリとを
構成する二つの補助アセンブリ。これらの端子に接続さ
れた二つのアセンブリを固定子電流と回転子電流が流れ
る。これら二つの補助アセンブリの少なくとも一方は、
少なくとも該アセンブリを流れる電流の周波数を制御す
る能動補助アセンブリを構成する。
に接続された固定子アセンブリと回転子アセンブリとを
構成する二つの補助アセンブリ。これらの端子に接続さ
れた二つのアセンブリを固定子電流と回転子電流が流れ
る。これら二つの補助アセンブリの少なくとも一方は、
少なくとも該アセンブリを流れる電流の周波数を制御す
る能動補助アセンブリを構成する。
【０００５】固定子アセンブリは典型的には、固定子の
接続端子を、ネットワーク周波数を有する交流電圧源を
構成するネットワークに接続することができる。固定子
アセンブリは、同期速度を構成する速度で前記軸の周り
に回転する磁界を生み出す前記固定子電流を流す。能動
補助アセンブリは回転子アセンブリから構成され、回転
子アセンブリは制御された周波数と制御された移相方向
を有する。回転子アセンブリは、回転子の接続端子に接
続され、これらの端子に、発電機の周波数と、該アセン
ブリの位相差方向によって規定された回転子位相差方向
とを有する回転子電流を流す。
接続端子を、ネットワーク周波数を有する交流電圧源を
構成するネットワークに接続することができる。固定子
アセンブリは、同期速度を構成する速度で前記軸の周り
に回転する磁界を生み出す前記固定子電流を流す。能動
補助アセンブリは回転子アセンブリから構成され、回転
子アセンブリは制御された周波数と制御された移相方向
を有する。回転子アセンブリは、回転子の接続端子に接
続され、これらの端子に、発電機の周波数と、該アセン
ブリの位相差方向によって規定された回転子位相差方向
とを有する回転子電流を流す。
【０００６】回転子アセンブリは通常、ネットワークと
回転子の接続端子との間に接続された周波数コンバータ
である。
回転子の接続端子との間に接続された周波数コンバータ
である。
【０００７】このような機械によって構成される電動機
の利点は、残念ながら、コンバータが付属していない、
より一般的形式の電動機よりも高い製造コストを伴う。
この追加コストの大きな部分は、十分な出力のコンバー
タによって回転子に電力を供給するという必要性に起因
する。
の利点は、残念ながら、コンバータが付属していない、
より一般的形式の電動機よりも高い製造コストを伴う。
この追加コストの大きな部分は、十分な出力のコンバー
タによって回転子に電力を供給するという必要性に起因
する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は特に、回転子
給電コンバータを有する機械のコストを従来の解決策と
比較して低くすることを目的とする。
給電コンバータを有する機械のコストを従来の解決策と
比較して低くすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的において、本発
明は特に、二重給電式電気回転機械の制御方法を目的と
し、この方法は、機械の変圧比が該機械の速度に応じて
変化することを特徴とする。したがって、変圧比の変化
は、コンバータの皮相電力を減少させながら、コンバー
タによって回転子に供給される有効電力と無効電力とを
維持できるようにするので、本発明の目的が達成され
る。この皮相電力は、最大電流強度とコンバータが供給
することが可能な最高電圧との積に等しい。これは、そ
の製造コストの大きな部分を構成する。コンバータの寸
法減少を可能にするために、本発明は、公知の機械にお
いて、コンバータからの電流強度と電圧は、機械の異な
る二つの速度についてそれぞれの最大値を取るという事
実を利用する。そのとき、これら二つの速度の間で機械
の変圧比を変更することによって、これら二つの最大値
の少なくとも一方を低下させ、したがってコンバータの
寸法を減少することが可能になる。
明は特に、二重給電式電気回転機械の制御方法を目的と
し、この方法は、機械の変圧比が該機械の速度に応じて
変化することを特徴とする。したがって、変圧比の変化
は、コンバータの皮相電力を減少させながら、コンバー
タによって回転子に供給される有効電力と無効電力とを
維持できるようにするので、本発明の目的が達成され
る。この皮相電力は、最大電流強度とコンバータが供給
することが可能な最高電圧との積に等しい。これは、そ
の製造コストの大きな部分を構成する。コンバータの寸
法減少を可能にするために、本発明は、公知の機械にお
いて、コンバータからの電流強度と電圧は、機械の異な
る二つの速度についてそれぞれの最大値を取るという事
実を利用する。そのとき、これら二つの速度の間で機械
の変圧比を変更することによって、これら二つの最大値
の少なくとも一方を低下させ、したがってコンバータの
寸法を減少することが可能になる。
【００１０】本発明の一実施形態においては、最初に固
定子の巻線を短絡させる。静的周波数コンバータを介し
て回転子の巻線に電圧を印加する。コンバータの周波数
を同期速度より低い所定の速度Ｎｍｉｎまで増加させる
ことによって、回転子の速度を上昇させる。回転子がこ
の所定の速度の回転に達した瞬間に、固定子の巻線を切
り離す。固定子の巻線に給電網（ネットワーク）の電圧
を印加する。つぎに、負荷のタイプによって定義される
速度Ｎｔｒｓまで機械を回転させるためにコンバータの
周波数を低下させる。速度Ｎｔｒｓにおいて、機械の変
圧比を変える。最後に、機械の公称速度Ｎｍａｘまで周
波数をさらに下げる。速度Ｎｍｉｎ、Ｎｔｒｓ、Ｎｍａ
ｘは、機械に印加すべき負荷の特徴に応じて予め決定さ
れている。
定子の巻線を短絡させる。静的周波数コンバータを介し
て回転子の巻線に電圧を印加する。コンバータの周波数
を同期速度より低い所定の速度Ｎｍｉｎまで増加させる
ことによって、回転子の速度を上昇させる。回転子がこ
の所定の速度の回転に達した瞬間に、固定子の巻線を切
り離す。固定子の巻線に給電網（ネットワーク）の電圧
を印加する。つぎに、負荷のタイプによって定義される
速度Ｎｔｒｓまで機械を回転させるためにコンバータの
周波数を低下させる。速度Ｎｔｒｓにおいて、機械の変
圧比を変える。最後に、機械の公称速度Ｎｍａｘまで周
波数をさらに下げる。速度Ｎｍｉｎ、Ｎｔｒｓ、Ｎｍａ
ｘは、機械に印加すべき負荷の特徴に応じて予め決定さ
れている。
【００１１】「回転子エネルギー回収」またはさらに
「ハイポシンクロナスまたはハイポハイパーシンクロナ
スカスケード」と呼ばれる公知のシステムに対して、二
重給電式機械は、停止から公称速度まで、またその逆に
も連続的に変化可能な速度を有するという利点を持つ。
更に、本発明による方法によって、機械の回転速度を調
整する周波数コンバータが、該機械が供給する電力より
もはるかに低い出力を有する周波数コンバータを使用す
ることが可能になる。その結果、現在利用可能な非常に
大きな出力の静的コンバータをさらに高い電力の二重給
電式機械に対して使用することができることになる。同
様に、固定電力の二重給電式機械も、出力がさらに小さ
な静的コンバータを装備することができるようになる。
「ハイポシンクロナスまたはハイポハイパーシンクロナ
スカスケード」と呼ばれる公知のシステムに対して、二
重給電式機械は、停止から公称速度まで、またその逆に
も連続的に変化可能な速度を有するという利点を持つ。
更に、本発明による方法によって、機械の回転速度を調
整する周波数コンバータが、該機械が供給する電力より
もはるかに低い出力を有する周波数コンバータを使用す
ることが可能になる。その結果、現在利用可能な非常に
大きな出力の静的コンバータをさらに高い電力の二重給
電式機械に対して使用することができることになる。同
様に、固定電力の二重給電式機械も、出力がさらに小さ
な静的コンバータを装備することができるようになる。
【００１２】電動機として作動する機械に加えられる抵
抗トルクが回転速度の平方に比例するときには、静的周
波数コンバータの寸法減少は非常に重要である。これは
特に、機械を遠心ポンプ、通風装置、コンプレッサ、タ
ービン、船舶のスクリューなどに結合される場合であ
る。
抗トルクが回転速度の平方に比例するときには、静的周
波数コンバータの寸法減少は非常に重要である。これは
特に、機械を遠心ポンプ、通風装置、コンプレッサ、タ
ービン、船舶のスクリューなどに結合される場合であ
る。
【００１３】二重給電式機械は逆転機能を有するので、
本発明の方法は、機械が揚水用風車、水力タービン、ま
たは他のいずれかの電動装置に結合されるときに、給電
網へのエネルギー供給のためにも使用される。
本発明の方法は、機械が揚水用風車、水力タービン、ま
たは他のいずれかの電動装置に結合されるときに、給電
網へのエネルギー供給のためにも使用される。
【００１４】また固定子により給電網に供給または吸収
される無効電力を制御することもできる。
される無効電力を制御することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に添付の概要図を使用して、本
発明がどのように実現可能であるかを、簡単な例によっ
て説明する。複数の図に同じ要素を図示する場合には、
これを同じ参照記号によって示す。
発明がどのように実現可能であるかを、簡単な例によっ
て説明する。複数の図に同じ要素を図示する場合には、
これを同じ参照記号によって示す。
【００１６】図１によれば、二重給電式機械は主とし
て、 − 軸Ａを有し、巻線ＥＳを有する固定子Ｓと巻線ＥＲ
を有する回転子Ｒとから構成された主アセンブリ１、 − 固定子の巻線を短絡させるか、またはこれらをブレ
ーカ５などの通常の保護機構を通して給電網８に接続す
るための、機械的または静的スイッチ４から構成された
固定子アセンブリ、 − 出力側が回転子の巻線に接続され、入力側が保護機
構６を通して給電網８に接続されており、静的周波数コ
ンバータ２によって構成された能動回転子アセンブリ、
および − 機械とコンバータの電圧を給電網の電圧に適合させ
るために使用する変圧器７を含む。この機械は、そのシ
ャフトＡＢにより、減速機または増速機のいずれか９を
介して機械的負荷３に結合される。いわゆる整合装置は
１０で示されている。固定子と回転子は多相型、例えば
三相である。例えばデルタ結線またはスター結線の３０
度位相オフセット三相巻線二個からなる固定子コイル、
およびスター結線または他のいずれかの配置の回転子コ
イル、例えば二相回転コイルなどの、他の構成も可能で
ある。
て、 − 軸Ａを有し、巻線ＥＳを有する固定子Ｓと巻線ＥＲ
を有する回転子Ｒとから構成された主アセンブリ１、 − 固定子の巻線を短絡させるか、またはこれらをブレ
ーカ５などの通常の保護機構を通して給電網８に接続す
るための、機械的または静的スイッチ４から構成された
固定子アセンブリ、 − 出力側が回転子の巻線に接続され、入力側が保護機
構６を通して給電網８に接続されており、静的周波数コ
ンバータ２によって構成された能動回転子アセンブリ、
および − 機械とコンバータの電圧を給電網の電圧に適合させ
るために使用する変圧器７を含む。この機械は、そのシ
ャフトＡＢにより、減速機または増速機のいずれか９を
介して機械的負荷３に結合される。いわゆる整合装置は
１０で示されている。固定子と回転子は多相型、例えば
三相である。例えばデルタ結線またはスター結線の３０
度位相オフセット三相巻線二個からなる固定子コイル、
およびスター結線または他のいずれかの配置の回転子コ
イル、例えば二相回転コイルなどの、他の構成も可能で
ある。
【００１７】静的周波数コンバータ２は、電圧源インバ
ータ型、または電流源インバータ型、またはさらにサイ
クロコンバータ型であり、さまざまな形式の半導体、バ
イポーラまたはＩＧＢＴまたは他の形式のトランジス
タ、サイリスタまたはＧＴＯやＭＣＴなどのサイリスタ
を含むことができる。
ータ型、または電流源インバータ型、またはさらにサイ
クロコンバータ型であり、さまざまな形式の半導体、バ
イポーラまたはＩＧＢＴまたは他の形式のトランジス
タ、サイリスタまたはＧＴＯやＭＣＴなどのサイリスタ
を含むことができる。
【００１８】アセンブリ４のコンタクト４ａ、４ｂは、
例えば従来型の機械的タイプのものであり、この場合に
は、給電網による回転子巻線の給電と同時に、回転子巻
線の短絡を防止するインタロック装置を準備することが
有効である。これらのコンタクトはまた、強制切替えサ
イリスタ、またはＧＴＯ型サイリスタ、または電気回路
の開閉機能を実施する他の何らかの半導体を使用する静
的形式にすることもできる。
例えば従来型の機械的タイプのものであり、この場合に
は、給電網による回転子巻線の給電と同時に、回転子巻
線の短絡を防止するインタロック装置を準備することが
有効である。これらのコンタクトはまた、強制切替えサ
イリスタ、またはＧＴＯ型サイリスタ、または電気回路
の開閉機能を実施する他の何らかの半導体を使用する静
的形式にすることもできる。
【００１９】コンタクト４ａ、４ｂは、機械が所定の速
度に達すると、固定子の巻線を短絡させるかまたはこれ
らの巻線を給電網８に接続するために、同時にそして互
いに反対に作動されるように、電子回路（図示せず）に
よって制御される。これらのコンタクトは、機械が運転
中にこの所定の回転速度の値を頻繁に通過する場合に
は、静的形式であることが好ましい。これらのコンタク
トは例えば、固定子の巻線が三相形式であるサイリスタ
によって構成される。機械の他の要素と同様に、これら
を図１に単一の線の概略図で示す。これらを他の種類、
例えばトランジスタにすることも可能であり、その場
合、オールオワナッシング制御にすることができ、すな
わち完全開放か遮断とすることができる。または、給電
網またはアセンブリ１の正弦波位相に対して可変のトリ
ガ角度によって制御することができ、これにより固定子
の電圧または電流の調整が可能になる。
度に達すると、固定子の巻線を短絡させるかまたはこれ
らの巻線を給電網８に接続するために、同時にそして互
いに反対に作動されるように、電子回路（図示せず）に
よって制御される。これらのコンタクトは、機械が運転
中にこの所定の回転速度の値を頻繁に通過する場合に
は、静的形式であることが好ましい。これらのコンタク
トは例えば、固定子の巻線が三相形式であるサイリスタ
によって構成される。機械の他の要素と同様に、これら
を図１に単一の線の概略図で示す。これらを他の種類、
例えばトランジスタにすることも可能であり、その場
合、オールオワナッシング制御にすることができ、すな
わち完全開放か遮断とすることができる。または、給電
網またはアセンブリ１の正弦波位相に対して可変のトリ
ガ角度によって制御することができ、これにより固定子
の電圧または電流の調整が可能になる。
【００２０】磁極の数は、機械の速度と、給電網と使用
される静的コンバータのタイプとに応じて選択された固
定子周波数および回転子周波数とによって決定される。
される静的コンバータのタイプとに応じて選択された固
定子周波数および回転子周波数とによって決定される。
【００２１】機械の変圧比に与えるべき値は、一方では
機械的回転速度の同期速度の近辺での全体的変動によっ
て、他方では静的コンバータの定格電圧によって決ま
る。
機械的回転速度の同期速度の近辺での全体的変動によっ
て、他方では静的コンバータの定格電圧によって決ま
る。
【００２２】次に、二重給電式機械の制御方法を説明す
る。
る。
【００２３】機械の起動時に、固定子の巻線はアセンブ
リ４（コンタクト４ａは開かれて非導通状態にあり、コ
ンタクト４ｂは閉じられて導通状態にある）によって短
絡される。回転子の巻線は、コンバータ２を介して給電
網８によって電圧が供給される。
リ４（コンタクト４ａは開かれて非導通状態にあり、コ
ンタクト４ｂは閉じられて導通状態にある）によって短
絡される。回転子の巻線は、コンバータ２を介して給電
網８によって電圧が供給される。
【００２４】機械のこの第一作動段階を以後、モードＩ
と呼ぶことにする。
と呼ぶことにする。
【００２５】以後モードＩＩと呼ぶことにする第二段階
では、固定子の巻線の短絡を取り除き、固定子の巻線を
給電網８に接続する。この切替えはアセンブリ４のコン
タクト（コンタクト４ａは閉じて導通状態になり、コン
タクト４ｂは開いて非導通状態になる）によって実行さ
れる。このために、これらのコンタクトは電子回路構成
（図示せず）によって制御されるが、この電子回路構成
は、機械の速度を所定の特定速度と比較し、結合のため
に固定子電圧と給電網電圧とが同位相になると切替えを
実行する。コンタクトが静的タイプのものであるときに
は、切替えは数ミリ秒のみ持続する。
では、固定子の巻線の短絡を取り除き、固定子の巻線を
給電網８に接続する。この切替えはアセンブリ４のコン
タクト（コンタクト４ａは閉じて導通状態になり、コン
タクト４ｂは開いて非導通状態になる）によって実行さ
れる。このために、これらのコンタクトは電子回路構成
（図示せず）によって制御されるが、この電子回路構成
は、機械の速度を所定の特定速度と比較し、結合のため
に固定子電圧と給電網電圧とが同位相になると切替えを
実行する。コンタクトが静的タイプのものであるときに
は、切替えは数ミリ秒のみ持続する。
【００２６】モードＩＩの切替えと同期化の後のモード
ＩＩＩでは、機械の速度を速度Ｎｍｉｎから負荷のタイ
プによって決められた速度Ｎｔｒｓにまで上昇させるた
めに、コンバータの周波数を低下させる。
ＩＩＩでは、機械の速度を速度Ｎｍｉｎから負荷のタイ
プによって決められた速度Ｎｔｒｓにまで上昇させるた
めに、コンバータの周波数を低下させる。
【００２７】速度ＮｔｒｓにおいてモードＩＶに変更す
る。このために、機械の主アセンブリにおける内部変圧
比を変えるか、またはコンバータが予定する通りに機械
の変圧比を変更するために、給電網と固定子との間また
は回転子とコンバータとの間に要素を加える。これは、
コンバータの皮相電力を消費される回転子の有効電力に
対応する回転子の電圧と電流に整合させるためである。
る。このために、機械の主アセンブリにおける内部変圧
比を変えるか、またはコンバータが予定する通りに機械
の変圧比を変更するために、給電網と固定子との間また
は回転子とコンバータとの間に要素を加える。これは、
コンバータの皮相電力を消費される回転子の有効電力に
対応する回転子の電圧と電流に整合させるためである。
【００２８】次に、周波数を機械の公称速度Ｎｍａｘま
で低下させる。したがって速ｔｒｓはＮｍｉｎとＮｍａ
ｘとの間にある。同期速度Ｎｓｙｎ（磁極数と給電網の
周波数との関数）を通過すると、回転子は直流給電され
る。モードＩＩＩとモードＩＶでは、静的コンバータ
は、回転子を給電網の周波数と機械の速度に対応する周
波数との間の差に等しい回転子周波数とする。
で低下させる。したがって速ｔｒｓはＮｍｉｎとＮｍａ
ｘとの間にある。同期速度Ｎｓｙｎ（磁極数と給電網の
周波数との関数）を通過すると、回転子は直流給電され
る。モードＩＩＩとモードＩＶでは、静的コンバータ
は、回転子を給電網の周波数と機械の速度に対応する周
波数との間の差に等しい回転子周波数とする。
【００２９】速度Ｎｍｉｎと速度Ｎｓｙｎとの間では、
コンバータは、速度Ｎｓｙｎに対する主アセンブリ１の
すべりに対応する電気エネルギーを給電網に戻す。
コンバータは、速度Ｎｓｙｎに対する主アセンブリ１の
すべりに対応する電気エネルギーを給電網に戻す。
【００３０】速度Ｎｓｙｎでは、コンバータ２は回転子
に直流を供給する。
に直流を供給する。
【００３１】速度Ｎｓｙｎ以上では、コンバータ２は回
転子を介して機械に電力を供給し、この電力は速度Ｎｓ
ｙｎに対するすべりに比例する。
転子を介して機械に電力を供給し、この電力は速度Ｎｓ
ｙｎに対するすべりに比例する。
【００３２】コンバータが予定する通りに変圧比を変え
る整合装置は、さまざまな形式にすることができる。す
なわちこれを主アセンブリの内部において、 − 回転子または固定子の巻数を可変にする、 − 回転子または固定子のスターデルタ結線を変更す
る、またはこのセットの外部において、 − 回転子とコンバータとの間に単巻変圧器または変圧
器を挿入あるいは切り離す、 − 固定子と給電網との間に単巻変圧器または変圧器を
挿入あるはい切り離す、等がある。
る整合装置は、さまざまな形式にすることができる。す
なわちこれを主アセンブリの内部において、 − 回転子または固定子の巻数を可変にする、 − 回転子または固定子のスターデルタ結線を変更す
る、またはこのセットの外部において、 − 回転子とコンバータとの間に単巻変圧器または変圧
器を挿入あるいは切り離す、 − 固定子と給電網との間に単巻変圧器または変圧器を
挿入あるはい切り離す、等がある。
【００３３】図２および簡単な例によれば、固定子巻線
ＥＳと回転子巻線ＥＲは三相形式である。固定子巻線は
可変ではない。機械の整合装置１０は、回転子Ｒの巻線
群ＥＲに、機械の変圧比に第一の値と第二の値とをそれ
ぞれ与える第一構成と第二構成とをもたらすことを可能
にする。
ＥＳと回転子巻線ＥＲは三相形式である。固定子巻線は
可変ではない。機械の整合装置１０は、回転子Ｒの巻線
群ＥＲに、機械の変圧比に第一の値と第二の値とをそれ
ぞれ与える第一構成と第二構成とをもたらすことを可能
にする。
【００３４】このために、回転子巻線の各位相は二つの
同じコイル１１、１２を含む。機械の速度によって制御
されるスイッチ１３によって、コンバータ２は直列の二
つのコイルに給電するか、またはコイル１２が開いた状
態のときに単にコイル１１のみに給電することができ
る。機械変圧比を二重化することは、シャフトＡＢが負
荷３に結合され、この負荷の抵抗トルクが機械の速度の
平方に比例する場合に、特に適合する。
同じコイル１１、１２を含む。機械の速度によって制御
されるスイッチ１３によって、コンバータ２は直列の二
つのコイルに給電するか、またはコイル１２が開いた状
態のときに単にコイル１１のみに給電することができ
る。機械変圧比を二重化することは、シャフトＡＢが負
荷３に結合され、この負荷の抵抗トルクが機械の速度の
平方に比例する場合に、特に適合する。
【００３５】例として変圧比のただ一つの変更が速度Ｎ
ｔｒｓにおいて行われることを上に述べた。しかしなが
ら、二つ以上の変圧比を使用し、ＮｍｉｎとＮｍａｘと
の間の連続する複数の速度で変更を行うこともできる。
これによって、コンバータの寸法をさらに小さくするこ
とができる。
ｔｒｓにおいて行われることを上に述べた。しかしなが
ら、二つ以上の変圧比を使用し、ＮｍｉｎとＮｍａｘと
の間の連続する複数の速度で変更を行うこともできる。
これによって、コンバータの寸法をさらに小さくするこ
とができる。
【００３６】上記方法の変形として、固定子と回転子と
を逆にすることもできる。このとき固定子をコンバータ
によって給電し、まず回転子を短絡し、それから給電網
に接続する。
を逆にすることもできる。このとき固定子をコンバータ
によって給電し、まず回転子を短絡し、それから給電網
に接続する。
【００３７】減速器または増速機を使用することによ
り、あらゆる場合に同期速度ＮｓｙｎをＮｍａｘに対
し、最適なものにすることができる。
り、あらゆる場合に同期速度ＮｓｙｎをＮｍａｘに対
し、最適なものにすることができる。
【図１】本発明による機械を示す図である。
【図２】図１の機械の整合装置を示す図である。
【図３】横軸に沿ってプロットされた前記機械の速度Ｎ
に対する、機械の回転子電流ＩＲと回転子電圧ＵＲとの
変化と、機械の一連の作動モードとを示す図である。
に対する、機械の回転子電流ＩＲと回転子電圧ＵＲとの
変化と、機械の一連の作動モードとを示す図である。
１ 主アセンブリ ２ 静的周波数コンバータ ３ 機械的負荷 ４ 機械的または静的コンタクト ５ ブレーカ ６ 保護機構 ７ 変圧器 ８ 給電網 ９ 減速機または増速機 １０ 整合装置 １１、１２ コイル １３ スイッチ Ａ 主アセンブリの軸 ＡＢ シャフト ＢＲ 接続端子 ＥＲ 回転子巻線 ＥＳ 固定子巻線 Ｒ 回転子 Ｓ 固定子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンリ・ゴツドフロワ フランス国、90350・エベツト−サルベー ル、リユ・デ・スルス・12
Claims (8)
- 【請求項１】 巻線を流れる電流の周波数が制御され
る、二重給電式電気回転機械の制御方法であって、該機
械の変圧比が該機械の速度の変化に応答して変更される
ことを特徴とする電気回転機械の制御方法。 - 【請求項２】 固定子（Ｓ）と回転子（Ｒ）とを有する
二重給電式電気回転機械であって、 前記固定子（Ｓ）が、複数の接続端子（ＢＳ）と、これ
らの端子の間に接続され、前記機械の一つの軸（Ａ）の
周りに角度を置いて配置された一群の多相巻線（ＥＳ）
とを有しており、これにより、同じ周波数と固定子位相
差方向を規定する相互位相差とを有する交流固定子電流
が、前記位相差方向によって規定された回転方向に、前
記周波数に比例する速度で前記軸の周りに回転する磁界
を発生させるために前記巻線を流れることが可能であ
り、 前記回転子（Ｒ）が、接続端子（ＢＲ）と、これらの端
子の間に接続され、前記軸の周りに回転可能に取り付け
られたシャフト（ＡＢ）に支えられた一群の多相巻線
（ＥＲ）とを有しており、前記機械の速度は該シャフト
の回転速度であり、前記巻線は、この軸の周りに角度を
置いて配置され、これにより、同じ周波数と回転子位相
差方向を規定する相互位相差とを有する交流回転子電流
が、前記位相差方向によって規定された回転方向に、前
記回転子に対し、前記周波数に比例する速度で前記軸の
周りに回転する磁界を発生させるために前記巻線を流れ
ることが可能であり、固定子電流と回転子電流が同時に
流れることにより、前記シャフトにトルクを加えるよう
に、固定子の巻線と回転子の巻線との間に磁気結合が行
われ、該磁気結合は、回転子が回転しない場合の結合に
より、回転子の接続端子間に印加され得る一次電圧と固
定子の端子間に現れる二次電圧との間の比に等しい機械
の変圧比をもたらし、前記回転機械は更に、 固定子と回転子の接続端子に接続された固定子アセンブ
リ（４）と回転子アセンブリ（２）とを構成する二つの
補助アセンブリを有しており、固定子電流と回転子電流
とが、端子に接続された該二つのアセンブリを流れ、こ
れら二つの補助アセンブリの少なくとも一方は、少なく
とも該アセンブリを流れる前記電流の周波数を制御する
能動補助アセンブリ（２）を構成し、前記回転機械は更
に、 該機械の前記変圧比を制御する整合回路（１０）を含
む、二重給電式電気回転機械。 - 【請求項３】 固定子アセンブリ（４）は、固定子の接
続端子（ＢＳ）を、ネットワーク周波数を有する交流電
圧源を構成するネットワーク（８）に接続することが可
能であり、これにより前記固定子電流が流れ、同期速度
を構成する速度で前記軸（Ａ）の周りに回転する磁界を
作り出し、前記能動補助アセンブリは前記回転子アセン
ブリ（２）から構成され、該回転子アセンブリは制御さ
れた周波数と制御された位相差方向を有し、また回転子
の接続端子（ＢＲ）に接続され、これにより、前記端子
を介して前記回転子電流が流れ、該電流は、発電機の周
波数と、該アセンブリの位相差方向によって規定された
回転子位相差方向とを有する、請求項１に記載の機械。 - 【請求項４】 前記回転子アセンブリが、ネットワーク
（８）と回転子（Ｒ）の接続端子（ＢＲ）との間に接続
された周波数コンバータ（２）である、請求項３に記載
の機械。 - 【請求項５】 前記整合装置（１０）が、機械の前記変
圧比に先ず第一値を与えることを可能にし、次いでこの
変圧比に第一の値より大きな第二の値を与える変圧比切
替えの実施を可能にし、これら二つの値は予め定められ
た値である、請求項３に記載の機械。 - 【請求項６】 前記固定子アセンブリ（４）が、先ず固
定子（Ｓ）の巻線（ＥＳ）を短絡状態に置くことを可能
にし、次いで固定子の巻線端子（ＢＳ）を前記ネットワ
ーク（８）に接続する固定子切替えの実施を可能にし、 前記固定子切替え、前記回転子アセンブリ（２）の周波
数と位相差方向、および前記変圧比切替えは機械の速度
によって制御され、固定子切替えを行う速度は、同期速
度より小さく、且つ回転子切替えを行う速度より小さ
い、 請求項５に記載の機械。 - 【請求項７】 前記整合装置（１０）が、回転子（Ｒ）
の巻線群（ＥＲ）に、機械の変圧比の第一の値と第二の
値とをそれぞれ実現する第一構成および第二構成を与え
ることを可能にする、請求項３に記載の機械。 - 【請求項８】 前記シャフト（ＡＢ）が、機械の速度の
平方にほぼ比例する抵抗トルクをシャフトに与える負荷
（３）に結合され、前記第二の値は機械の変圧比の第一
の値のほぼ二倍である、請求項５に記載の機械。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9609450A FR2751806B1 (fr) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Procede de commande d'une machine electrique tournante a double alimentation et machine utilisant ce procede |
| FR9609450 | 1996-07-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080189A true JPH1080189A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=9494530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9200157A Pending JPH1080189A (ja) | 1996-07-26 | 1997-07-25 | 二重給電式電気回転機械の制御方法とこの方法を使用する機械 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1302659B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1080189A (ja) |
| AT (2) | ATE242929T1 (ja) |
| DE (2) | DE69735651T2 (ja) |
| ES (2) | ES2200134T3 (ja) |
| FR (1) | FR2751806B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012522475A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ▲華▼中科技大学 | 巻線型回転子ブラシレス二重給電モータ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1416626A3 (de) * | 2002-10-31 | 2005-12-21 | Alstom | Drehstrommotor mit einem Schleifringläufer und damit ausgestattete Transportanlage |
| WO2009043943A1 (es) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Ingeteam Energy, S.A. | Método de acoplamiento y regulación de potencia reactiva por estátor para generadores eólicos doblemente alimentados en cualquier condición de viento |
| SE535044C2 (sv) | 2009-03-05 | 2012-03-27 | Ge Wind Energy Norway As | Girsystem för ett vindkraftverk |
| US10340829B2 (en) | 2016-07-25 | 2019-07-02 | General Electric Company | Electrical power circuit and method of operating same |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE645828C (de) * | 1937-06-03 | Mueller Novo Motorenbau G M B | Anlassverfahren fuer Wechselstromdoppellaeufermotoren | |
| DE558171C (de) * | 1932-09-02 | Bbc Brown Boveri & Cie | Doppelt gespeiste Induktionsmaschine | |
| GB2054975A (en) * | 1979-07-27 | 1981-02-18 | English Electric Co Ltd | Alternating current generating equipment |
| US4388579A (en) * | 1981-07-17 | 1983-06-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Control system for a wound-rotor motor |
| JPS61177195A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Toshiba Corp | セルビウス装置 |
| NO893662L (no) * | 1988-09-30 | 1990-04-02 | Asea Brown Boveri | Synkronmaskin med en tilleggsmagnetiseringsinnretning. |
| JPH02111292A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-24 | Toshiba Corp | 交流可変速駆動装置 |
-
1996
- 1996-07-26 FR FR9609450A patent/FR2751806B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-17 AT AT97401722T patent/ATE242929T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-07-17 EP EP03000860A patent/EP1302659B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-17 ES ES97401722T patent/ES2200134T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-17 ES ES03000860T patent/ES2261798T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-17 DE DE69735651T patent/DE69735651T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-17 DE DE69722723T patent/DE69722723T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-17 AT AT03000860T patent/ATE322758T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-07-17 EP EP97401722A patent/EP0821467B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-25 JP JP9200157A patent/JPH1080189A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012522475A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ▲華▼中科技大学 | 巻線型回転子ブラシレス二重給電モータ |
Also Published As
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| FR2751806A1 (fr) | 1998-01-30 |
| EP0821467A1 (fr) | 1998-01-28 |
| DE69722723D1 (de) | 2003-07-17 |
| EP0821467B1 (fr) | 2003-06-11 |
| EP1302659B1 (fr) | 2006-04-05 |
| EP1302659A3 (fr) | 2003-04-23 |
| ES2200134T3 (es) | 2004-03-01 |
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| ATE242929T1 (de) | 2003-06-15 |
| DE69735651D1 (de) | 2006-05-18 |
| EP1302659A2 (fr) | 2003-04-16 |
| FR2751806B1 (fr) | 1998-09-11 |
| DE69722723T2 (de) | 2004-04-29 |
| DE69735651T2 (de) | 2006-08-24 |
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