JPS589556A - 変速駆動定周波発電装置 - Google Patents

変速駆動定周波発電装置

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JPS589556A
JPS589556A JP10451981A JP10451981A JPS589556A JP S589556 A JPS589556 A JP S589556A JP 10451981 A JP10451981 A JP 10451981A JP 10451981 A JP10451981 A JP 10451981A JP S589556 A JPS589556 A JP S589556A
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JP
Japan
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induction machine
winding
constant frequency
power generation
generation device
Prior art date
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Pending
Application number
JP10451981A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Watabe
渡部 正敏
Noriyoshi Takahashi
高橋 典義
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS589556A publication Critical patent/JPS589556A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/42Asynchronous induction generators
    • H02K17/44Structural association with exciting machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変速駆動定周波発電装置に係9、特に落差変動
や来電変化の大きな水力発電装置等に好適な変速駆動定
周波発電装置に関する。
近年、落差変動や負荷変動の激しい水力発電所等を対象
とした、負荷条件に応じて原動機を常に最適回転速度で
変速制御する発電装置の開発が望まれている。その理由
は、上記水力発電所を例にとつそ言えば、負荷条件の変
化に対し調速装置により常に一定回転速度で運転する現
用発電装置での部分負荷時における水車効率の低下を極
力抑制゛することに−よって高効率運転領域を拡大でき
ると共に、複雑なメカニズムを有する高価な調速装置を
省略して発電装置の低コスト化な図り得るためである。
そして:この様な変速駆励発1を装置は発を磯として同
期機を採用する現行システムでは周波数維持の点から実
現困難であるが、発電機□として巻線形誘導機を用いそ
の2次巻線を可変周波交流電源によシ原動機の回転速度
に対応した周波数で交流励磁することによって実現可能
であることが知られている(例えば、特開昭52−45
022)。第1図にその代表的かつ基本的なシステム構
成な示す。
すなわち従来のこの種変速駆動発電装置は、1次巻線(
固定子巻線)1a、2次巻線(回転千巻M)1b、スリ
ップリング1C,ブラシ1d1回転軸1e+等からなる
誘4+1&1と原動機2を直結し、1次巻線1aの出力
端子な開閉器3を介して交流母線4に接続する一方、1
次巻線1aの出力の一部を変圧器5を介して周波数変換
器6により所定の周波数に変換したのち、前記ブラシ1
d。
スリップリングICン介して2次巻線に接続する構成と
されるのが普通である。なお、2aは原動機2の回転軸
、7は軸継手、8は回転a!I 1 ej 2aを回転
自在に軸承する軸受である。
次に第1図に示す従来装置i1において、原動機2の任
意の回転数NB (rpm )  において1次巻線の
出力周波数を常に一定(商用)周波数f、に維持するた
めKは、゛2次巻線周波数f、は1次巻線周波数f1 
と回転子の機械的回転周波数の差に等しいという条件よ
り、 ここに P:誘導機の極数 なる関係式が成立するので、NRY検出しf、を一定と
して(1)式により求まるf2なる周波数で常時2次巻
線を交流励磁すnば良い。なおこの場合、2次巻線電流
の有効分したがって有効電力は、同期速度以上では母線
より巻線に流′入し、同期速度以上では流出する方向と
なることは周知の通りである。
ところで、゛−以上に説明した様に第1図に示す従来装
置は変速駆動定周波発電装置として有効なものであるが
、この種発電装置の大きな欠点は、保守点検が繁雑な2
リツプリングとブラシからなる集電装W1w必らず必要
とする点である。このため、特に高電圧機を対象とした
場合には、単に保守の繁雑化だけに留1らず、2次誘起
電圧に対するスリップリングの耐電田性能限界の点から
運転可能な回転速度(またはすべ勺)範囲がかなシ制約
されたものになシ、変速駆動の利点ケ十分果たし得ない
と言う問題もある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、ス
リップリングおよびブラシを必要としない保守点検の容
易な変速駆動定周波発電装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は、スリップリングお
よびブラシに代えて励磁用誘導機を設け、その固定1次
巻線に周波数変換器の出力を加えるとともに、その回転
2次巻線ケ主誘導機の回転2次巻線に直接接続したこと
を特徴とする。
以下、本発明!図示の実施例に基づいて詳細に説明する
第2図は第1図の従来例と対応させて示した本発明の一
実施例に係る変速駆動定周波発電装置の全体構成図であ
シ、第1図と同一符号は同一物または相当物を示す。
すなわち、誘導機1(以下主機と呼ぶ)に巻線形誘導機
9′(以下励磁機と呼ぶ)を直結し、その2次巻線9b
を主機102次巻線1bと電気的に接続し、1次巻線9
8を周波数変換器6及び変圧器5、開閉器3を介して母
線4に接続する構成としたものである。
・上記第2図の実施例に於ける、励磁機9の1次巻線9
aの周波数と主機1の1次巻線1aの周波数の関係な求
めると、まず主機に関しては、ここにfMz :主機2
次周波数 (Hz)fMl:主機1次周波数 (Hり NR:原動機回転速度(rpm) pl!:主機極数 励磁機に対しては、 f12= fllfl−厖り、立 60  2        ・・・・・・(3)ここに
’Ic2 ’励磁機2次周波数(H2)PIl、:励磁
機極数    ゛ なる関係式が成立し、かつ2次巻線同志は直接電気接続
されておりfK2=fM2であるから、(2)及び(6
)式よシ、 fEl ” fMl−j33−・訊d(転)   ・・
・・・・(4)60   2 となる。(1)式と(4)式を比較することにより実施
例に於ける励磁様1次周波数’Hと主機1次周波数fM
1の関係は、主イ幾1と励磁機9の極数差(PM−P8
)なる極数を有し、励磁機1次巻線!2次巻線、主機1
次巻線21次巻線とする1台の誘導機と等1i11iな
ことが分る。またここでは省略するが、以上の等画性は
、電流、電力、すベシに対しても成立する。すなわち、
この実施例の発電装置は、励磁機1次@線が主機2次巻
線、等価極数(PM−P8)なる従来の1台の誘導機に
よる2次励磁式変速駆動発電装置と等価な特性な有する
ことが分かる。ところで、以上の説明は主機1及び励磁
機9の2次巻線の端子接続を第3図に示すように相順R
MとR□が互に同一となる様に接続した場合であル、第
4図に示すように互いに逆の相順となる様に接続する場
合には、(4)式の関係は。
f  −f  −良・四!1   ・・・・・・(5)
[I   Ml  60  2 となシ、この場合には主機1と励磁機9の極数の和(P
M+P、)y等価極数とする1台の誘導機による従来の
ブラシ付き2次励磁式変速駆動発電装置と等価な発電装
置として動作する。
以上、実施例の発電装置が従来の1台の巻線形誘導機に
よるブラシ付き発電装置と特性及び動作が同等なことを
述べたが、実施例のものでは2台の誘導機ケ使用するの
で、これにより2台を合計した体格が従来の1台の場合
に較べ著しく増加するとすれば実用性に乏しい。そこで
、次に発電機の体格について考えると、大旨誘導機の体
格は同一磁気装荷、″′電気装荷!仮定すると極数に比
例する故、従来発電装置(誘導機1台)に対する実施例
発電装置の誘導機2台を合計した体格の比は、同一出力
装置では前記等価極数に対する主機極数PMと励磁機極
数PICの和(2機の合計体格)の比となり、体格比に
は、 となる。すなわち逆相順接続の場合は従来発電装置と極
数のいかんによらず第5図に特性線Xで示す様に常に同
等であり、同相順接続時には極数比P K / PMに
より第5図に特性線Yで示すように変化し、実現性のあ
る極数比がかなり制約されることが分る。またこれより
逆相順接続CM4図参照)がマシンサイズの点では同相
順接続より有利なこと、さらに本発明は極数選定に留意
することKよシマシンサイズ的にも従来発電装置と同等
または若干大きい(同相順)程度に収め得るものであり
、実用性のあることが分る。
第6図は本発明の他の実施例!示すものであシ、主機と
励磁機の1次巻線1 ”e 9a及び2次巻線lb、Q
b用鉄心すなわち1次(固定子)鉄心10及び2次(回
転子)鉄心11を共用した一種02巻巻線誘導機12と
したこと!特徴としている。したがって、鉄心部の利用
効率の向上と軸方向長さの低績により同一出力の発゛成
装置に於ける銹導機体格乞低減出来る利点がある。
以上説明じたようK、本発明によれば、励磁用誘導機な
設け、その固定1次巻線に周波数変換器の出力を加える
とともに、その回転2次巻線を主機の回転2次巻線に直
接接続したので、スリップリングおよびブラシを用いる
ことなく主誘導機の回転2次巻線を原動機の回転速度に
対応した周波数で交流励磁することができ、その結果、
繁雑なスリップリング回りの保守点検が不要なメンテナ
ンスフリーの信頼性の高い変速駆動定周波発電装置を提
供することかできる。
【図面の簡単な説明】
゛第1図は従−来の変速駆動定周波発電装置の全体構成
図、第2図は本発明の一実施例に係る変速駆動定周波発
電装置の全体構成図、第3図および第4図は主誘導機お
よび励磁用誘導機の2次巻線の接続状態の各列を示す結
線図、第5図は極数比PIIi/PMと体格比にの関係
ケ示す特性図、第6図は本発明の他の実施例で係る変速
駆動定周波発電装置の全体構成図である。 1・・・・・・主誘導機、1a・・・・・・固定1次巻
線、1b・・・・・・回転2次巻線、2・・・・・・原
動機、6・・・・・・周波数変換器、9・・・・・・励
磁用誘導機、9a・・・・・・固定1次巻線、9b・・
・・・・回転2次巻線、12・・・・・・2巻線誘導機

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 変速制御される原動機と、この原動機によって駆
    動されその固定1次巻線より一定周波数の出力を発生す
    る巻線形の主誘導機と、前記一定周波数の出力!前記原
    動機の回転数変化に対応する所定周波数の出力に変換す
    る周波数変換器とを備え、前記所定周波数の出力を前記
    主誘導機の回転2次巻1i1に加えるようKしたものに
    おいて、固定1次巻線と回転2次巻線な有する巻線形の
    励磁用誘導機゛を設け、その固定1次巻線に前記所定周
    波数の出力を加えるとともに1前記主誘導機および励磁
    用誘導機の回転2次巻線を直接接続したことな特徴とす
    る変速駆動定周波発1!装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記主誘導機およ
    び励磁用誘導機の回転2次巻線をこ九らの相回転方向が
    互に逆になるように接続したこと砺特徴とする変速駆動
    定周波発電装置。 3、 特1/Fm求の範囲W11項および第2項のいず
    れかにおいて、前記主誘導機および励磁用誘導機を、そ
    の固定子鉄心および回転子鉄心な共用する1台の2巻線
    1導機として構成したことを特徴とする変速駆動定周波
    発電装置。
JP10451981A 1981-07-06 1981-07-06 変速駆動定周波発電装置 Pending JPS589556A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6126456A (ja) * 1984-07-17 1986-02-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 主機駆動定周波発電装置
WO2011131803A1 (es) * 2010-04-21 2011-10-27 Oscar Enrique Aguirre Jimenez Generador y sistema eléctricos trifásicos para turbina

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6126456A (ja) * 1984-07-17 1986-02-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 主機駆動定周波発電装置
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