JPS6134360A - 水車またはポンプ水車の調速機 - Google Patents
水車またはポンプ水車の調速機Info
- Publication number
- JPS6134360A JPS6134360A JP15467484A JP15467484A JPS6134360A JP S6134360 A JPS6134360 A JP S6134360A JP 15467484 A JP15467484 A JP 15467484A JP 15467484 A JP15467484 A JP 15467484A JP S6134360 A JPS6134360 A JP S6134360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- water turbine
- servo motor
- control
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、水車またはポンプ水車の案内羽根の開度の位
置決めを、！なり液圧または電動サーボモータを制御す
る木めの調速機に関するものである。
置決めを、！なり液圧または電動サーボモータを制御す
る木めの調速機に関するものである。
従来、この種の調速機は、第４図に示す如く水車または
ポンプ水、車に流入する水量を調整するための案内羽根
を操作すやサーボモータ４と、水車５と、発電機６と、
咳発、電機６の速度を検出する速度検出装置１と、検出
した速度信号から制御目標速度との偏差を求め、、該偏
差に相当する制御量を電気信号として出力する計算機に
よ多構成された速度制御回路と、該速度制御回路２の出
力信号を該サーボモータ４の制御信号に変換する出力切
換装置３とよ多構成されている。
ポンプ水、車に流入する水量を調整するための案内羽根
を操作すやサーボモータ４と、水車５と、発電機６と、
咳発、電機６の速度を検出する速度検出装置１と、検出
した速度信号から制御目標速度との偏差を求め、、該偏
差に相当する制御量を電気信号として出力する計算機に
よ多構成された速度制御回路と、該速度制御回路２の出
力信号を該サーボモータ４の制御信号に変換する出力切
換装置３とよ多構成されている。
従来の制御方式は次の如くである。すなわち、まず速度
検出装置１に亭シ発電機６の速度を検出し速度制御回路
２に入力する。該速度制御回路２では制御目標速度との
速度偏差量を監視し、該速区側差量を相殺するに必要な
制御信号を出力切換装置３へ出力する。該出力切換装置
３は該制御信号を掌けて制御回路を動作させサーボモー
タ４を駆動し該発電機６の負荷変化による周波数変動を
相殺することによシ水車を所定の回転速度に保り制御を
行なっている。ここで、該速度制御回路２、該出力切換
装置３、該サーボモータ４は閉ループを構成している。
検出装置１に亭シ発電機６の速度を検出し速度制御回路
２に入力する。該速度制御回路２では制御目標速度との
速度偏差量を監視し、該速区側差量を相殺するに必要な
制御信号を出力切換装置３へ出力する。該出力切換装置
３は該制御信号を掌けて制御回路を動作させサーボモー
タ４を駆動し該発電機６の負荷変化による周波数変動を
相殺することによシ水車を所定の回転速度に保り制御を
行なっている。ここで、該速度制御回路２、該出力切換
装置３、該サーボモータ４は閉ループを構成している。
また該サーボモータ４の開度は速度に対応しており、こ
の開度変化量が該速度偏差と一致したとき該閉ループは
安定する。
の開度変化量が該速度偏差と一致したとき該閉ループは
安定する。
さらに、該速度制御回路２では尊速度検出装置１から入
力された速度信号を例えば特開昭５７−１１９６９８号
に示す如く計算機を用いて水車またはポンプ水車の制御
上必要な調速機の性能（感度。
力された速度信号を例えば特開昭５７−１１９６９８号
に示す如く計算機を用いて水車またはポンプ水車の制御
上必要な調速機の性能（感度。
応答性等）を考慮した演算周期で所定の速度との速度偏
差を演算し制御出力を出力している。
差を演算し制御出力を出力している。
ここで、従来の調速機において、出力負荷に合わせた負
荷調整、水車の速度調整、ダムの水の水位調整等の制御
が運転状況によって必要である場合には、該速度検出装
置ｌにて検出した速度から演算処理によって求めた制御
量に対し、該負荷調整、該速度調整、該水位調整に関す
る演算処理が付加され最終的な制御信号を出力する方式
であるため、演算回数の増加によシ演算周期が遅延して
くるが、該演算周期は水車またはポンプ水車の制御上必
要でかつ充臀でなければならないものであるから、演算
時間を高速化し、該演算周期を保つことのできる高速演
算が可能な計算機を採用しなければならない。
荷調整、水車の速度調整、ダムの水の水位調整等の制御
が運転状況によって必要である場合には、該速度検出装
置ｌにて検出した速度から演算処理によって求めた制御
量に対し、該負荷調整、該速度調整、該水位調整に関す
る演算処理が付加され最終的な制御信号を出力する方式
であるため、演算回数の増加によシ演算周期が遅延して
くるが、該演算周期は水車またはポンプ水車の制御上必
要でかつ充臀でなければならないものであるから、演算
時間を高速化し、該演算周期を保つことのできる高速演
算が可能な計算機を採用しなければならない。
以上の点から従来の調速機では、速度制御回路に制御方
法に合致した計算を使用する必要がアシ、計算機すなわ
ち速度制御回路の標準化が不可能であるため高価格とな
る問題点があった。
法に合致した計算を使用する必要がアシ、計算機すなわ
ち速度制御回路の標準化が不可能であるため高価格とな
る問題点があった。
さらに１該速度制御回路２、該出力切換装置３、該サー
ボモータ４で構成される閉ループにおいて該サーボモー
タ４から該速度制御回路２への帰遷信号は、第５図に示
すように外部から取シ込まれあえ、＞Ｋ、□よい７７、
ヤニよヵ８．い。 ゛この場合、該速度制御回路
２は計算機で構成されていることから微小レベルの電気
信号で扱われているので該外乱の影響を受は制御系全体
が動揺してしまう危険性が犬であるとい゛う問題があっ
た。
ボモータ４で構成される閉ループにおいて該サーボモー
タ４から該速度制御回路２への帰遷信号は、第５図に示
すように外部から取シ込まれあえ、＞Ｋ、□よい７７、
ヤニよヵ８．い。 ゛この場合、該速度制御回路
２は計算機で構成されていることから微小レベルの電気
信号で扱われているので該外乱の影響を受は制御系全体
が動揺してしまう危険性が犬であるとい゛う問題があっ
た。
本発明“の目的は、外乱の影響を少なでし、安門度の高
い水車またはポンプ水車の調整機を提供することにある
。
い水車またはポンプ水車の調整機を提供することにある
。
本発明は、水車の速度゛と制御目標速度との偏差値を制
御量とする速度制御回路と、該速度制御回路の出力をサ
ーボ毛−夕の制御信号に変換する出力切換装置との間に
積分器を設け、該積分器の積分量を速度偏差信号に加算
することによ如、外乱の影響を少なくシ、安定度を高く
しようというものである。
御量とする速度制御回路と、該速度制御回路の出力をサ
ーボ毛−夕の制御信号に変換する出力切換装置との間に
積分器を設け、該積分器の積分量を速度偏差信号に加算
することによ如、外乱の影響を少なくシ、安定度を高く
しようというものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、水車またはポンプ水車め調速機り水車また
はポンプ水車に流入する水量を調整するための案内羽根
を操作するサーボモータ４と、発出装置１と、この速度
検出装置１によって検出した速度信号から制御目標速度
と０偏差を求め該速度偏差に和尚する制御量を電気信号
として出力し１ｒ１−ｓ機によ多構成された速度制御回
路２と、前記サーボモータ４の一度と対応する積分量（
該サーボモータ４の開度ｉ靜−に対応する）を前記速度
制御回路２から出力される電気信号によって蓄えられる
積分器７と、前記積分器７からの出力信号を前記サーボ
モータ４０制御信号に変換する出力ち、まず発電機６の
速度が速度検出装置６によシ検出されると、この検出値
は、速度制御回路２に送？れ、ここで積分器７に蓄えら
れた積分量に対応した速度との比較によシ制御目標速度
との速度ヵ扛、えらゎ、や。ム８，８、□差よ−よ。
はポンプ水車に流入する水量を調整するための案内羽根
を操作するサーボモータ４と、発出装置１と、この速度
検出装置１によって検出した速度信号から制御目標速度
と０偏差を求め該速度偏差に和尚する制御量を電気信号
として出力し１ｒ１−ｓ機によ多構成された速度制御回
路２と、前記サーボモータ４の一度と対応する積分量（
該サーボモータ４の開度ｉ靜−に対応する）を前記速度
制御回路２から出力される電気信号によって蓄えられる
積分器７と、前記積分器７からの出力信号を前記サーボ
モータ４０制御信号に変換する出力ち、まず発電機６の
速度が速度検出装置６によシ検出されると、この検出値
は、速度制御回路２に送？れ、ここで積分器７に蓄えら
れた積分量に対応した速度との比較によシ制御目標速度
との速度ヵ扛、えらゎ、や。ム８，８、□差よ−よ。
たところで速度制御回路２と積分器７とによって構成さ
れた閉ループは安定する。
れた閉ループは安定する。
さらに、積分器７から出力された信号（速度偏差を相殺
するために必要なサーボモータ４の開度（以下制御目標
開度と称する））とサーボモータ４の開度信号比較によ
シ制御目標開度との開度偏差が求められ出力切換装置３
は開度偏差によ多動作しサーボモータ４を駆動する。
するために必要なサーボモータ４の開度（以下制御目標
開度と称する））とサーボモータ４の開度信号比較によ
シ制御目標開度との開度偏差が求められ出力切換装置３
は開度偏差によ多動作しサーボモータ４を駆動する。
ここで、ヵサーボモータ４の開度と制御目標開度が一致
したところで出力切換装置３とサーボモータ４で構成さ
れた閉ループは安定する。
したところで出力切換装置３とサーボモータ４で構成さ
れた閉ループは安定する。
このように本実施例によれば、負荷調整、水位調整等の
ような案内羽根の開度（サーボモータの開度）を制御す
る必要がある場合は積分器７の積分上限値を制限するこ
とによシ、また、速度調整等の制御目標速度の調整が必
要な場合は、積分器７に蓄えられた積分量に対応した速
度との特性を調整することによシ可能となシ、従来の調
速機によって行なっていた速度制御回路２による演算処
理が不要となる。従ってどのような制御が付加されても
積分器７を調゛整することによシ対応することができ、
速度制御回路２に用いる計算機は制御目標速度との速度
偏差に対する速度制御演算処理だけを実行すれば良いの
で、標準化が可能と゛なり価格の低減が計れる。
ような案内羽根の開度（サーボモータの開度）を制御す
る必要がある場合は積分器７の積分上限値を制限するこ
とによシ、また、速度調整等の制御目標速度の調整が必
要な場合は、積分器７に蓄えられた積分量に対応した速
度との特性を調整することによシ可能となシ、従来の調
速機によって行なっていた速度制御回路２による演算処
理が不要となる。従ってどのような制御が付加されても
積分器７を調゛整することによシ対応することができ、
速度制御回路２に用いる計算機は制御目標速度との速度
偏差に対する速度制御演算処理だけを実行すれば良いの
で、標準化が可能と゛なり価格の低減が計れる。
また、第２図に示すように速度制御回路２と積分器７を
同一の盤１０に収納できることから、速度制御回路２と
積分器７で構成された閉ループは、外乱の影響を受けに
くくなυ、制御系の安定度を高めることができる。同、
サーボモータ４から出力切換装置３への帰環信号に外乱
が入っても、上記の影響と比較すると無視できる。
同一の盤１０に収納できることから、速度制御回路２と
積分器７で構成された閉ループは、外乱の影響を受けに
くくなυ、制御系の安定度を高めることができる。同、
サーボモータ４から出力切換装置３への帰環信号に外乱
が入っても、上記の影響と比較すると無視できる。
さらに第３図に示すように速度制御回路２と積分器７で
構成された閉ループの伝達関数は、Ｅ＝Ｒ（８）−Ｃ：
（Ｓ） ＝Ｒ（８）’−Ｅ （ｓ ）Ｇ（ｓ ）・・・・・・（
１）但、Ｇ（Ｓ）＝に／８ よって Ｅ（ｓ）＝Ｒ（Ｓ）／１４Ｇ（ｓ）・・・（２）で表わ
すことができるので積分器７の積分量変化
”率を調整することＫよシ応答時間を変化させるこ
とができる。すなわち、制御対称の制御系に最も適切な
伝達関数を選択することができる。
構成された閉ループの伝達関数は、Ｅ＝Ｒ（８）−Ｃ：
（Ｓ） ＝Ｒ（８）’−Ｅ （ｓ ）Ｇ（ｓ ）・・・・・・（
１）但、Ｇ（Ｓ）＝に／８ よって Ｅ（ｓ）＝Ｒ（Ｓ）／１４Ｇ（ｓ）・・・（２）で表わ
すことができるので積分器７の積分量変化
”率を調整することＫよシ応答時間を変化させるこ
とができる。すなわち、制御対称の制御系に最も適切な
伝達関数を選択することができる。
以上説明したように、本発明によれば、計算機を用い木
調速機において計算機を標準化でき、また外乱からの影
響を大幅に少なくできるので低価格で安定度の高い調速
機どすることができる。
調速機において計算機を標準化でき、また外乱からの影
響を大幅に少なくできるので低価格で安定度の高い調速
機どすることができる。
第１図は本発明の実施例を示す調速機制御ブロック図、
第２図は本実施例に係る調速機の配置図、第３図は本実
施例の速度制御回路と積分器によシ閉ループの伝達関数
を示す図、第４図は従来の調速機制御ブロック図、第５
図は従来の調速機の配置図である。 １・・・速度検出装置、２・・・速度制御回路、３・・
・出力切換装置、４・・・サーボモータ、５・・・水車
またはポンプ水車、６・・・発電機、７・・・積分器。
第２図は本実施例に係る調速機の配置図、第３図は本実
施例の速度制御回路と積分器によシ閉ループの伝達関数
を示す図、第４図は従来の調速機制御ブロック図、第５
図は従来の調速機の配置図である。 １・・・速度検出装置、２・・・速度制御回路、３・・
・出力切換装置、４・・・サーボモータ、５・・・水車
またはポンプ水車、６・・・発電機、７・・・積分器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水車またはポンプ水車の速度を検出する速度検査装
置と、計算機を用い、前記速度検査装置によつて検出さ
れた速度と制御目標速度との偏差を求め制御量を出力す
る速度制御回路と、水車またはポンプ水車に流入する水
量を調整するための案内羽根を操作するサーボモータと
、前記速度制御回路から出力される出力信号を前記サー
ボモータの制御信号に変換する出力切換装置とからなる
水車またはポンプ水車の調速機において、上記速度制御
回路と、上記出力切換装置との間に上記サーボモータの
開度と相対関係にある積分器を設け、該積分器の積分量
を速度偏差信号に加算するようにしたことを特徴とする
水車またはポンプ水車の調速機。 ２、該積分器の積分量変化率が調整可能な特許請求の範
囲第１項記載の水車またはポンプ水車の調速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15467484A JPS6134360A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 水車またはポンプ水車の調速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15467484A JPS6134360A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 水車またはポンプ水車の調速機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134360A true JPS6134360A (ja) | 1986-02-18 |
Family
ID=15589422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15467484A Pending JPS6134360A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 水車またはポンプ水車の調速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134360A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10335820B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-07-02 | Taikisha Ltd. | Painting method and painting facility |
| CN113653589A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-16 | 昆明理工大学 | 一种变参双幂趋近律的水轮机组微分预测滑模控制方法 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15467484A patent/JPS6134360A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10335820B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-07-02 | Taikisha Ltd. | Painting method and painting facility |
| CN113653589A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-16 | 昆明理工大学 | 一种变参双幂趋近律的水轮机组微分预测滑模控制方法 |
| CN113653589B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-10-27 | 昆明理工大学 | 一种变参双幂趋近律的水轮机组微分预测滑模控制方法 |
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