JPS59181920A - Generating system using induction machine - Google Patents
Generating system using induction machineInfo
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- JPS59181920A JPS59181920A JP58055721A JP5572183A JPS59181920A JP S59181920 A JPS59181920 A JP S59181920A JP 58055721 A JP58055721 A JP 58055721A JP 5572183 A JP5572183 A JP 5572183A JP S59181920 A JPS59181920 A JP S59181920A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は外部の動力源から供給される不安定な機械エネ
ルギーから安定な電気エネルギーを得るだめの誘導機を
用いた発電システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a power generation system using an induction machine for obtaining stable electrical energy from unstable mechanical energy supplied from an external power source.
誘導電動機を、周波数と電圧が一定している電源例えば
商用電力系統に接続し、外部からの動力によシミ動機の
回転子を同期速度以上の回転速度即ち滑シが負になるよ
うに回転させると、この誘られている。しかし上述の発
電方式では磁化電流を供給する交流別を源を誘導発電機
に接続しなければならないのて、発電機単独で運転する
ことはできないし、この交流別電源が停電すると発電不
能となる。またこの誘導発電機の回転速度は磁化電流を
供給する交流別電源の周波数で定まる同期回転速度以上
にしなけれは発電できないし、この交流別電源は励磁の
ために無効電力が必要でおるなど、種々の欠点がある。Connect the induction motor to a power supply with a constant frequency and voltage, such as a commercial power system, and use external power to rotate the rotor of the stainer motor at a rotational speed higher than the synchronous speed, that is, so that the slippage is negative. And this is what I'm being invited to do. However, in the above-mentioned power generation method, the AC separate source that supplies the magnetizing current must be connected to the induction generator, so the generator cannot be operated by itself, and if this AC separate power supply goes out, it will be unable to generate electricity. . In addition, the rotational speed of this induction generator must exceed the synchronous rotational speed determined by the frequency of the separate AC power supply that supplies the magnetizing current in order to generate electricity, and this separate AC power supply requires reactive power for excitation. There are drawbacks.
一方小水力発電や風力、波力などの天然現象を利用する
発電は、離島や山間部などの不便な地域で独立して使用
することが多いので、上述せる交流刑電源一般には商用
電力が入手し難いことがらシ、入手できなければ発電で
きない。また天然現象は変動が激しいので発電機の回転
速度も大幅に変化するから、この発電機を商用電力に接
続することができても、同期回転速度以下の期間は発電
簡単で保守をほとんど必要としない誘導発電機を利用で
きないことがある。On the other hand, small-scale hydropower generation and power generation that utilizes natural phenomena such as wind and wave power are often used independently in inconvenient areas such as remote islands and mountainous areas, so commercial power is generally available for the above-mentioned AC power sources. It is difficult to generate electricity unless it is obtained. Also, because natural phenomena are highly variable, the rotational speed of the generator will also change significantly, so even if this generator can be connected to commercial power, during periods below the synchronous rotational speed it will be easy to generate electricity and require little maintenance. Induction generators may not be available.
誘導発電機の上述のような欠点をカバーする方法として
、この発電機にコンデンサを接続し、このコンデンサの
生ずる無効電流によシ発電機が自己励磁して自励発電機
となる発電方法もあるが、負荷の変動に対する電圧の変
化が大きいことや、発電可能な回転速度の範囲が狭いな
ど、やけ如実用上問題がある。As a way to overcome the above-mentioned drawbacks of induction generators, there is also a power generation method in which a capacitor is connected to this generator, and the generator self-excites itself due to the reactive current generated by this capacitor, becoming a self-excited generator. However, there are many practical problems, such as large voltage changes due to load fluctuations and a narrow range of rotational speeds that can generate electricity.
本発明は励磁のための交流別電源を必要とせずに単独で
発電することができ、しかも極めて低い回転速度から高
速1転までの広い回転速度範囲で安定した発電をするこ
とができる誘導機を用いた発電システムを提供すること
を目的とする。The present invention provides an induction motor that can generate power independently without requiring a separate AC power source for excitation, and that can generate stable power over a wide rotational speed range from extremely low rotational speeds to high speeds. The purpose is to provide a power generation system using
この目的は、本発明によれば、外部の動力源から供給さ
れる不安定な機械エネルギーから安定な電気エネルギー
を得るだめに、外部の動力源により駆動される誘導機と
、誘導機の固定子巻線と直流回路との間に介在し直流回
路側から誘導機に励磁電流を導くとともに誘導機が発生
する発電エネルギーを直流回路側に導く自励インバータ
と、との自励インバータの直流回路に逆流阻止ダイオー
ドを介して並列接続されていて誘導機の発電励起のため
の初期エネルギーを直流回路に供給する直流電源と、前
記自励インバータの周波数を誘導機回転速度に応じて制
御するとともに自励インバータの出力電圧を制御する制
御装置とを備えることによって達成される。This purpose, according to the present invention, is to provide an induction machine driven by an external power source and a stator of the induction machine in order to obtain stable electrical energy from unstable mechanical energy supplied from an external power source. A self-excited inverter that is interposed between the winding and the DC circuit and guides an exciting current from the DC circuit side to the induction machine and also guides the generated energy generated by the induction machine to the DC circuit side. A DC power source that is connected in parallel through a reverse blocking diode and supplies initial energy to the DC circuit for power generation and excitation of the induction machine, and a self-excitation inverter that controls the frequency of the self-excitation inverter according to the rotation speed of the induction machine. This is achieved by including a control device that controls the output voltage of the inverter.
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
第1図において1は原動機であって、この原動機1には
誘導発電機2と速度検出発電機3とが結合されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a prime mover, to which an induction generator 2 and a speed detection generator 3 are coupled.
4はトランジスタインバータであって、このトランジス
タインバータ4の交流側端子は誘導発電機2の電機子に
接続されている0トランジスタインバータ4の直流側端
子には5なる平滑コンデンサ、負荷6と負荷開閉器7の
直列回路、直流電源8と阻止ダイオード9の直列回路が
それぞれ接続されている。12は発電量の指令、13は
滑シ調整部、14は加算点であって、この加算点14か
らは誘導発電機2の回転速度から滑シ分を差引いたイン
バータ4の周波数に対応する電圧が出力される。16は
このインバータ4の周波数と電圧の関係を定めるφパタ
ーン発生器であり、17はこの周波数に対応する電圧を
周波数に変換するV/F変換器である。18は加算点で
あってφノ(ターン発生器16の出力と、誘導発電機2
の端子に接続されている計器用変圧器21が検出する交
流電圧を整流器22で直流に変換したものとを比較する
。6は電圧調節器、26はパルス変調部、27は)くル
ス増幅器、路はペース駆動回路である。4 is a transistor inverter, and the AC side terminal of this transistor inverter 4 is connected to the armature of the induction generator 2.The DC side terminal of the transistor inverter 4 is connected to a smoothing capacitor 5, a load 6, and a load switch. A series circuit of 7 and a series circuit of a DC power supply 8 and a blocking diode 9 are connected to each other. 12 is a command for the amount of power generation, 13 is a slip adjustment unit, and 14 is an addition point, and from this addition point 14, a voltage corresponding to the frequency of the inverter 4 obtained by subtracting the slip from the rotational speed of the induction generator 2 is obtained. is output. 16 is a φ pattern generator that determines the relationship between the frequency and voltage of this inverter 4, and 17 is a V/F converter that converts the voltage corresponding to this frequency into a frequency. Reference numeral 18 is an addition point where the output of the turn generator 16 and the induction generator 2 are
The AC voltage detected by the instrument transformer 21 connected to the terminal of the AC voltage is compared with the DC voltage converted by the rectifier 22. 6 is a voltage regulator, 26 is a pulse modulator, 27 is a pulse amplifier, and 2 is a pace drive circuit.
第1図によシ、以下に本発明の詳細な説明する。Referring to FIG. 1, the present invention will now be described in detail.
原動機1によシ誘導発電機2を駆動すると、この発電機
2の回転速度に比例した電圧が速度検出発電機3から出
力されて加算点14に印加される。When the induction generator 2 is driven by the prime mover 1, a voltage proportional to the rotational speed of the generator 2 is outputted from the speed detection generator 3 and applied to the addition point 14.
一方発電量設定器などによυ外部設定されまたは回転速
度にリンクするなどして内部で作られた発電量指令12
によシ、滑シ調整部13は滑シを制御することによυ発
電量を制御する。この滑シ調整部13の出力は加算点1
.1に印加される。この加算点14において発電量2の
回転速度から滑υ調整部13の出力である滑シ分が差引
かれ−1その値がV/F変換器17に入力して、このル
乍変換器がインバータ4の周波数を決定する。On the other hand, the power generation amount command 12 is set externally by a power generation amount setting device or created internally by linking to the rotation speed, etc.
The sliding adjustment unit 13 controls the amount of power generation by controlling the sliding. The output of this sliding adjustment section 13 is the addition point 1
.. 1. At this addition point 14, the slip component which is the output of the slip υ adjustment section 13 is subtracted from the rotational speed of the power generation amount 2, and the value -1 is inputted to the V/F converter 17, which converts the inverter. Determine the frequency of 4.
誘導発電機の極数をP、毎分回転数をN、滑υをSとす
るとインバータ周波数Fは
となる。ただし発電機の場合滑りSの値は負である。発
電機20回転速度Nに対してこの滑シSを制御して(1
)式によシインバータ40周波数が定まる。If the number of poles of the induction generator is P, the number of revolutions per minute is N, and the slip υ is S, then the inverter frequency F is as follows. However, in the case of a generator, the value of slip S is negative. This slide S is controlled with respect to the rotational speed N of the generator 20 (1
) The frequency of the inverter 40 is determined by the equation.
また誘導発電機2の励磁電流を安定供給するためには、
発電機2の端子電圧とインバータ4の周波数との比率を
一定になるようにすればよいので、このトランジスタイ
ンバータ4は出力電圧と出力周波数の比が一定になる制
御をする。この電圧と周波数の比を一定にするのが16
なるV/Fパターン発生器であって、とのV/Fパター
ン発生器16がインバータ4の周波数に見合う電圧指令
を作り、この電圧指令は加算点1Bにおいて計器用変圧
器21が検出する電圧実際値を整流器22で直流に変換
したものと比較された後、電圧調節器25に入力する。In addition, in order to stably supply the excitation current of the induction generator 2,
Since it is sufficient to keep the ratio between the terminal voltage of the generator 2 and the frequency of the inverter 4 constant, the transistor inverter 4 is controlled so that the ratio between the output voltage and the output frequency is constant. Keeping the ratio of voltage and frequency constant is 16
The V/F pattern generator 16 generates a voltage command corresponding to the frequency of the inverter 4, and this voltage command is equal to the actual voltage detected by the potential transformer 21 at the summing point 1B. After the value is compared with the DC value converted by the rectifier 22, it is input to the voltage regulator 25.
この電圧調節器部の出力はパルス変調部26において■
24゛変換器17の出力であるインバ〜り周波数と組合
わせて変調され、パルス増幅器27とベース駆動回路四
によシインバータ4を構成しているトラ二/ 、)スタ
を制御して所望の電圧と周波数を出力させる。The output of this voltage regulator section is sent to the pulse modulation section 26.
It is modulated in combination with the inverter frequency which is the output of the 24゛ converter 17, and the pulse amplifier 27 and the base drive circuit 4 control the transformer (2/,) which constitutes the inverter 4 to obtain the desired result. Output voltage and frequency.
直流電源8はインバータ4を経て発電機2に初期励磁を
与えるための電源であって、この発電機2の電圧が立上
がれば必要がなくなるので、阻止ダイオード9をこの直
流電源8に直列に接続しておき、発電機2の電圧がこの
直流電源8の電圧よシも高くなれば自動的に給電を停止
するようにしであるので、この直流電源8の電源容量は
小さいもので十分である。したがって、直流電源として
はバッテリ、あるいは主機とともに回転駆動される小容
量の水入磁石発電機などを用いることができる。The DC power supply 8 is a power supply for giving initial excitation to the generator 2 via the inverter 4, and is no longer needed once the voltage of the generator 2 rises, so a blocking diode 9 is connected in series to the DC power supply 8. In addition, if the voltage of the generator 2 becomes higher than the voltage of the DC power supply 8, the power supply is automatically stopped, so a small power supply capacity of the DC power supply 8 is sufficient. Therefore, as the DC power source, a battery, a small-capacity water-immersed magnet generator, etc. that is rotationally driven together with the main engine can be used.
負荷6には負荷開閉器7が直列接続されていて、発電機
2の電圧が直流電源8の電圧よシ高くなればこの開閉器
7を閉にして、発電機2から負荷6へ電力が供給される
。発電機2が停止中または発生電圧が低いときはこの開
閉器7は開にしておき、直流電源8が消耗するのを防ぐ
。平滑コンデンサ5は直流の脈動を除去して平滑にする
ためのコンデンサである。A load switch 7 is connected in series to the load 6, and when the voltage of the generator 2 becomes higher than the voltage of the DC power supply 8, the switch 7 is closed and power is supplied from the generator 2 to the load 6. be done. When the generator 2 is stopped or the generated voltage is low, this switch 7 is kept open to prevent the DC power source 8 from being consumed. The smoothing capacitor 5 is a capacitor for removing and smoothing DC pulsations.
この実施例では自励インバータとしてトランジスタイン
バータを使用しているが、サイリスタなど他の半導体を
使用したインバータでおってもよいことは当然である。In this embodiment, a transistor inverter is used as the self-excited inverter, but it goes without saying that an inverter using other semiconductors such as a thyristor may be used.
さらに誘導発電機の電流を磁化電流成分と、それに直交
する負荷電流成分とにわけて制御をするいわゆるベクト
ル制御方法も可能である。Furthermore, a so-called vector control method is also possible in which the current of the induction generator is controlled by dividing it into a magnetizing current component and a load current component orthogonal to the magnetizing current component.
自励インバータを誘導発電機の電機子に接続するように
構成したので、励磁のだめの交流別電源を必要としない
から、山間へき地などの交流別電源が入手し難い地域に
おいても簡単に誘導発電機を運転することができる。し
かも自励インバータの周波数を発電機回転速度に対応し
て変化させるように制御しているので極わめて低い回転
速度から高速回転までの広い回転速度範囲にわたって発
電することができるし、発生電力の電圧変動もなく良質
な電力が供給できるので、特に小水力、風力。Since the self-excited inverter is configured to be connected to the armature of the induction generator, there is no need for a separate AC power source for excitation, making it easy to use an induction generator even in areas where separate AC power sources are difficult to obtain, such as in remote areas in the mountains. can drive. Moreover, since the frequency of the self-excited inverter is controlled to vary according to the generator rotation speed, it is possible to generate electricity over a wide rotation speed range from extremely low rotation speeds to high rotation speeds, and the generated power Small hydropower and wind power are especially effective because they can supply high-quality electricity without voltage fluctuations.
波力などを利用する発電に好適である。また直流電源は
発電機の初期励磁のときにのみ使用できれハヨイので、
その電源容量は僅小なものでよい。Suitable for power generation using wave power, etc. Also, since the DC power supply can only be used for the initial excitation of the generator,
Its power supply capacity may be very small.
また構造簡単で消耗部品のない誘導機であるから・山間
へき地など保守に不便な地域に好適である。In addition, since it is an induction machine with a simple structure and no consumable parts, it is suitable for areas where maintenance is inconvenient, such as in remote areas in the mountains.
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。
1・・・原動様、2・・・誘導発電機、3・・速度検出
発電機、4 ・トランジスタインバータ、5・・平滑コ
ンデンサ、6・・負荷、7 負荷開閉器、8 直流電源
、9 ・阻止ダイオード、12 発電量指令、13滑
シ調整部、16− V/Fパターン発生器、17・VF
変換器、21・・・計器用変圧器、25 ・電圧調節器
、26・パルス変調部、27 パルス−幅器、28
ベース駆動回路。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1...Motive force, 2...Induction generator, 3...Speed detection generator, 4 - Transistor inverter, 5... Smoothing capacitor, 6... Load, 7 Load switch, 8 DC power supply, 9 - Blocking diode, 12 Power generation command, 13 Sliding adjustment section, 16- V/F pattern generator, 17.VF
Converter, 21... Instrument transformer, 25 - Voltage regulator, 26 - Pulse modulation section, 27 Pulse width device, 28
base drive circuit.
Claims (1)
ら安定な電気エネルギーを得るために、外部の動力源に
よシ駆動される誘導機と、誘導機の固定子巻線と直流回
路との間に介在し直流回路側から誘導機に励磁電流を導
くとともに誘導機が発生する発電エネルギーを直流回路
側に導く自励インバータと、この自励インバータの直流
回路に逆流阻止ダイオードを介して並列接続されていて
誘導機の発電励起のための初期エネルギーを直流回路に
供給する直流電源と、前記自励インバータの周波数を誘
導機回転速度に応じて制御するとともに自励インバータ
の出力電圧を制御する制御装置とを備えてなる誘導機を
用いた発電システム0In order to obtain stable electrical energy from unstable mechanical energy supplied from an external power source, an induction machine driven by an external power source, and between the induction machine's stator winding and a DC circuit. A self-excited inverter is interposed in the DC circuit, and is connected in parallel to the DC circuit of the self-excited inverter through a backflow blocking diode. a DC power source that supplies initial energy to a DC circuit for power generation excitation of the induction machine, and a control device that controls the frequency of the self-excited inverter according to the induction machine rotation speed and controls the output voltage of the self-excited inverter. A power generation system using an induction machine comprising
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055721A JPS59181920A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Generating system using induction machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055721A JPS59181920A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Generating system using induction machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181920A true JPS59181920A (en) | 1984-10-16 |
Family
ID=13006725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58055721A Pending JPS59181920A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Generating system using induction machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181920A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291532U (en) * | 1985-11-27 | 1987-06-11 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58055721A patent/JPS59181920A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291532U (en) * | 1985-11-27 | 1987-06-11 |
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