JPS59165996A - 誘導発電機の運転装置 - Google Patents

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】 本発明は誘導発電機の始動時における突入電流を防止し
た運転装置に関するものである。

誘導発電機（／ｉ銹導電動根を同期速度以上で回転させ
ることによって発電するものであシ、励磁装置が不要で
同期化の手数が省け、保守運転が容易であり、安価に得
られるなどの特長を備えて込るが、励磁装置を持たない
だめ商用電源や同期発電機などの別電源が必要である。

そしてこの別電源を利用して始動時には＠導光電機とし
て作動させ、駆動用エンジンを始動させるという使い方
がなされるのが普通であるが、この場合過大な突入電流
が流れて電源系統に大きな影α６を与えるという問題が
あった。

本発明はこの点に着目し、始動時の過大な突入電流をな
くして系統への悪影響を防止できる誘導発電機の運転装
置を提供することを目的としてなされたものであって、
＠導光電機を駆動するスタータ付駆動用エンジンと、誘
導発電機を励磁する励磁用交流発電機と、＠導光電機に
印加される励磁用交流発電機の出力電圧を調整する電圧
調整器と、電圧調整器を制御して始動時における誘導発
電機への印加電圧を低い電圧から使用電圧まで徐々に上
昇させる電圧設定装置、とを備えたことを特徴としてい
る。

すなわち、本発明は誘導発電後の始動を駆動用エンジン
のスタータｊ（よって行ない、しかも励磁用の電圧を低
い値から徐々に高めるようにしているので、始動時に過
大な突入電流が誘導発電機に流れることはなく、励磁用
の電源系統に悪影響を与えることが防止されるのである
。

次に本発明の一実施例について図面にもとついて説明す
る。

第１図は装置の概念系統図であり、（１）は誘導発電機
、（２）は誘導発電機＋１＋の駆動用エンジン、（３）
は誘導発電機（１）の励磁用交流発電機、（４）は交流
発電機（３）の駆動用エンジン、（５）は負荷である。

交流発電機（３）は誘導発電ＩｆＪ、（１）の励磁電源
となる比較的小容量の同期発電機であって、界磁コイル
（６）の電流を調整することによって出力電圧が制御さ
れるようになっており、その出力側は誘導発電機ｆｌ）
と並列に接続され、更に開閉器（７）を介して負荷（５
）が接続されている。（８）は界磁コイル（６）の電流
を制御する電圧調整器、（９）は電圧調整器（８）の制
御信号−を出力する電圧設定装置、（１０）は電圧変成
器、（■）は駆動用エンジン（２）の速度を検出する回
転速度検出器である０ 駆動用エンジン（２１（４）はディーゼル機関のような
往復式内燃機関やガスタービンなど各種の原動機が使用
可能であシ、それぞれスタータ０２）及び鬼３）が設け
られて自刃で始動できるように構成されている。、なお
、駆動用エンジン（４）は駆動用エンジン（２）よシも
小出力の小型エンジンが用いられる。また各エンジン（
２）（４）には図示しないガバナ装置が設けられている
。

木装置は上記のような構成であシ、始動時の制御は次の
ように行なわれる。まず開閉器（７）を開いて負荷（５
）を切離した状態で駆動用エンジン（２＋’［４）を始
動する。駆動用エンジン（２）、す々わち誘導発電後（
１）の回転速度が同期速度付近まで立上）、回転速度検
出器（１リーの検出ｗカがある設定値に達すると、電圧
設定装置（９）の制御信号によって電圧調整器（８）か
ら励磁電流が出力し始め、徐々に増加して所定の値に達
する。これに応じて交流発電機（３）の出力電圧も増大
して使用電圧に達し、誘導発電機（１）に供給される励
磁電流も徐々に増加し、大きな突入電流が流れることな
く定常状態に達するので、開閉器（７）を閉じることＫ
よって誘導発電ａ（１）から負荷（５）への電力供給が
円滑にＩＩＪｄ始できるのである。

交流発電＠（３）の出力電圧が徐々に上昇するパターン
としては、直線的あるいは段階的のいずれでもよく、出
力電圧の上昇は、誘導発電機（１）が同期速度に達する
前に開始してもよく、あるいは同期速度に達した後に開
始するようにしてもよい。また出力電圧の最低値さ上昇
の速度は誘導発電機＋１１への大きな突入電流が生じな
い値に適宜選定される。々お、このような制御は、交流
発電機（３）が同期速度に達しだ後に行々われることか
望咬しいので、駆動用エンジン（４）の速度を回転速度
検出器（図示せず）で検出し、この検出出力をインター
ロック信づ・とじて電圧設定装置（９）に入力するよう
にしてもよい。

電・圧変成器（１０）は交流発電ｖ；＃、（３１の出力
電圧を検出し、電圧調整器（８）にフィードバックして
制御の安定化をはかるものである。

上述した制御を行なうためには、電圧設定装置（９）ト
シてマイクロコンピュータの利用が可能である。すなわ
ち、誘導発電機（１）の回転速度と交流発電板（３）の
出力電圧との望ましい関係を予め記憶させておき、回転
速度検出器（１１）の検出出力に応じて電圧調整器（８
）を制御する制御ｊ信号を出力するようにすればよく、
電圧Ｊ堅塁（８）としては、制御信号に応じて出力電流
を調整するように作動する適当なアクチュエータ回路を
用いればよいわけである。

第２図は、このように電圧設定装置（９）にマイクロコ
ンピュータを使用した場合の制御７０−チャートである
。ここでは、電圧調整器（８）の設定電圧Ｖは時間の関
数としてＶ＝ｆ（ｔ）の関係を数表化してメモリに記憶
させである。図中、■１は始動開始時の電圧調整器設定
電圧、■は定常運転時の電圧調整器設定電圧、Ｎ１は誘
導発電機回転速度、Ｎ工。

は電圧調整器設定電圧を増加し始める時の誘導発電機回
転速度を示している。

上記の実施例は、励磁用交流発電機の界磁コイルの電流
を電圧調整器によって制御することによって、交流発電
機の出力電圧を調整するようにした例であるが、出力電
圧の調整手段としては、例えば交流発電機の出力回路に
誘導電圧７ｔＷ整器を接続し、出力電圧を直接変化させ
るようＶＣしてもよい。なお、駆動用エンジンをスター
クによって始動させ、回転速度が同期速度に込した時点
で使用電圧の励磁電源をいきなシ接続するようにしても
、誘導発電機を始動用の誘導発電機として利用する場合
に比べて突入電流を軽減することはできるが、この場合
でも瞬間的に定常時の３〜４倍の突入電流が流れること
があり、励磁電源の電圧を徐々に上昇させる本発明とは
格段の差が認められるのである０ ところで、誘導発電機の励磁装置が電力会社の所有であ
る場合には、誘導発電機の出力が負荷の消費電力よりも
大きくなると、誘導発電機から励磁装釘側である商用電
源に電力が逆供給され、電力会社との間にトラブルを生
ずるおそれがある。

従ってこのトラブルを未然に防止するだめには、第３図
に示すような出力制御装置を併用することが望ましい。

第３図において、（１０１）は駆動用エンジン、（１０
２）は駆動用エンジン（１０１）によって駆動される誘
導発電機、（１０３）　Ｆｉ商用電源（図示せず）Ｋ接
続されている主電源回路、（１０４）は主電源回路（１
０３）に接続された負荷であシ、負荷（１０４）には主
電源回路（１０３）と誘導発電板（１０２）の双方から
必要な電力が供給されるようになっている。

（１０５）は回転速度検出器、（１０６）は速度−出力
変換器、（１０７）は電圧変成器、（１０８）は電流変
成器、（１０９）は負荷検出器、（１１０）は比較器（
１１１）及び速度制御器（１１２）を有する速度設定装
置、（１１３）はガバナであり、誘導発電機（１０２）
の速度は回転速度検出器（ｔＯＳ）によって検出され、
その検出信号は速度−出力変換器（１０６）　Ｋよって
その時の回転速度に対応する出力電力信号に変換され、
比較器（１１１）　Ｋ入力される。一方、負荷（１０４
）の消費電力は各変成器（１０７）　（１０８）を介し
て負荷検出器（１０９）によって検出され、その検出信
号が比較器（１１１）に入力される。

比較器（１１１）は例えば差動増幅器からなるもので、
速度−出力変換器（１０６）及び負荷検出器（１０９）
からの入力信号を比較増幅し、入力信号の差に応じた出
力信りが速度制御器（１１２）に送られ、速度制御器（
１１２）　Ｉ′ｉ比較器（１１１）からの信う・に応じ
てガバナ（１’１３　）に対する制御信男を出力する。

ここで、速度制御器（１１２）は誘導発電機（１０２）
の出力電力をＰ１負荷（１０４）の消費電力をＷとする
とＰ＝αＷ（ただしαく１）のｚ′Ｊ係が成立するよう
な制御信号を出力するものであシ、係数αは一般に０．
８〜０．９程度に設定される。これによシ、誘導発電機
（１０２）は常に消費電力の８０〜９０％の出力で運転
されることになシ、負荷変動に対する余裕が生じて通常
運転時に商用電源に電力が逆流することはなくなるので
ある。なお、変動幅の大きい負荷の場合には係数αは更
に小さい値に設定すればよく、設定値を任意に変更でき
るように速度制御器（１１２）をＳ成しておけば便利で
ある。

速度制御器（１１２）の制御信号に応じて駆動用エンジ
ン（ＩＯＩ）の速度を制御するガバナ（１１３）として
は−例えば電子ガバナの使用が可能であシ、速度制御器
（１１２）　１ｌ−１：使用されるガバナの種類に適合
したものを適宜選定すればよい。また、速度設定装置Ｑ
　（１１０）全体をマイクロコンピュータを用いて構成
することもでき、第４図に速度設定装置（１１０）にマ
イクロコンピュータを使用した場合の制御フローチャー
トを示す。ここでα。及びα、はそれぞれ係数αの計測
値及び設定値であシ、両者の差ｅを求めてこの差をなく
すように誘導発電機回転速度Ｎｒ（ｅ）が設定される。

また回転速度検出器（１０５）、速度−出力変換器（１
０す、負荷検出器（１０９）なども周知の各種の構成の
ものから適切なものを選定すればよく、駆動用エンジン
（１０１）もディ・−ゼル機関のような往復式内燃機関
やガスタービンなど各種の原動機を用いることができる
。

以上述べたように、本発明は誘導発電機の始動を駆動用
エンジンのスタータで行ない、励磁用交流発＠根の出力
電圧を低い漬方・ら徐々に高めるようにしているので、
始動時に過大な突入電流が流れることがなく、励磁用の
電源系統への悪影響が防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念系統図、第２図は同上
の制御フＣ−チャート、第３図は出力制御装置の一例の
概念系統図、第４図はその制往ｊフローチャートである
。 １１）・・・＠専売電板、（２）・・・駆動用エンジン
、（３）・・・励磁用交流発電板、（８）・・・電圧−
に堅塁、（９）・・・電圧設定装置、０２１１・・・ス
タータ。 特許出願人　　ヤンマーディーゼル林式会社代理人　弁
理土部　１）　貢 第１図 第２図 第　３　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）＠導光電機を駆動するスタータ付駆動用エンジン
   と、誘導発電機を励磁する励磁用交流発電機と、誘導発
   電機に印加される励磁用交流発電機の出力電圧を調整す
   る電圧調整器と、電圧調整器を制御して始動時における
   誘導発電ｔ、：への印加電圧を低い電圧から使用電圧ま
   で徐々に−Ｆ昇させる電圧設定装置、とを備えたことを
   特徴とする誘導発電機の運転装置。