WO2005002039A1 - 電動機駆動システム - Google Patents

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WO2005002039A1
WO2005002039A1 PCT/JP2003/008118 JP0308118W WO2005002039A1 WO 2005002039 A1 WO2005002039 A1 WO 2005002039A1 JP 0308118 W JP0308118 W JP 0308118W WO 2005002039 A1 WO2005002039 A1 WO 2005002039A1
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motor
command
drive system
power
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Masaru Toyoda
Masato Koyama
Isao Kamiyama
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/40—Synchronisation of generators for connection to a network or to another generator
    • 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
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/31—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles for ships or vessels
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a drive system for an AC motor that drives a plurality of AC motors, and in particular, connects a plurality of AC generators to a common distribution bus, and connects a plurality of power converters to the common distribution bus.
  • the present invention relates to a drive system for an AC motor that drives a plurality of AC motors from each power converter.
  • the drive system of this kind of ⁇ AC motor is disclosed in, for example, FIG. 1 of International Patent Publication WO 02 Z 1 0 07 16 A1 and “Mains Power Quality of Ships with Electrical Devices” by S. Iden and W. Rzadki. In the paper entitled “EPE Conference Record, PP000099.pdf, 2001.”
  • This prior art is based on multiple AC motors that drive multiple propulsors (screws) for ship propulsion.
  • This drive system uses multiple diesel engines as prime movers, and each diesel engine drives a corresponding AC generator to drive multiple AC generators.
  • Each of the plurality of AC generators is connected to a common wiring bus, a plurality of power converters are connected to the common wiring bus, and an AC motor is connected to each of the plurality of power converters. Driving the plurality of the AC motor.
  • Each of the plurality of AC motor which it corresponding load machine, for example be coupled to propeller for marine propulsion, the plurality of marine propulsion The propulsion unit is driven by each of the plurality of AC motors.
  • An electric ship propulsion system using such an AC motor drive system has less vibration and a smaller rotation direction and a smaller rotation speed than a conventional ship propulsion system in which a propulsion unit is directly driven by a diesel engine. It has advantages such as easy adjustment of rotation speed and good driving efficiency, and is applied to applications such as luxury passenger ships that emphasize riding comfort and icebreakers that repeatedly move forward and backward.
  • This electric LNG plant is a plant that liquefies natural gas by using a plurality of compressors driven by a plurality of AC motors as a plurality of load machines. Compared to a conventional LNG plant that is driven directly by a single bin or a steam bin, it has advantages such as lower exhaust gas and higher driving efficiency.
  • a compressor is connected to each of a plurality of AC motors driven by a plurality of power converters connected to a common distribution bus, and a plurality of compressors are driven.
  • the conventional AC motor drive system described above involves a problem of system down. For example, if one of the diesel engines fails, the load on the remaining diesel engines increases, the rotation speed decreases, and the output voltage and output frequency of the AC generator driven by the diesel engines decrease. Occurs, and the bus voltage and the bus frequency also decrease in the common wiring bus. When the decrease in the bus voltage and the bus frequency of the common wiring bus falls below a predetermined lower limit, it is determined that a system error has occurred, and a circuit arranged between the common wiring bus and each AC generator is determined. The breaker opens. As a result, the ship propulsion system In the LNG plant, the system goes down in which each compressor stops. Such a system down due to a decrease in the bus voltage and the bus frequency of the common distribution bus also occurs when one of the AC generators fails.
  • the circuit breaker arranged between the power converter and the common wiring bus is opened.
  • the load on multiple diesel engines decreases and their speed increases, so that the bus voltage and bus frequency of the common distribution bus increase.
  • the bus voltage or bus frequency exceeds a preset upper limit it is determined that a system error has occurred, the circuit breakers between all AC generators and the common wiring bus are opened, and all propulsors or A system error that causes the compressor to stop will occur. This system failure due to the increase in the bus voltage and bus frequency of the common distribution bus also occurs when one of the AC motors fails.
  • the present invention proposes an improved AC motor drive system capable of effectively avoiding such a system down. Disclosure of the invention
  • a drive system for an AC motor includes a plurality of AC generators driven by a prime mover, a common distribution bus connected to the plurality of AC generators, and a plurality of electric power connected to the common distribution bus.
  • Each of the generated power converters controls the active power exchanged with the corresponding AC motor based on the current command from the corresponding power conversion control circuit, The bus frequency is used as the correction speed command according to the load fluctuation of the common distribution bus.
  • each of a plurality of power conversion devices and a plurality of power conversion control circuits provided correspondingly to each of the plurality of power conversion devices is configured to detect a bus frequency of the common power distribution bus.
  • a current command to the corresponding power converter is generated, and the corrected speed command from the power conversion control circuit is It changes in response to the bus frequency. Therefore, the plurality of power converters control the active power exchanged with the corresponding AC motor based on the corrected speed command from the power conversion control circuit corresponding to the bus frequency.
  • the bus frequency is controlled to a predetermined value corresponding to the correction speed command according to the load fluctuation of the common distribution bus, so that a plurality of AC generators, a plurality of power converters, and a plurality of AC motors are controlled. If one of the
  • another AC motor drive system includes a plurality of AC generators driven by a prime mover, a common distribution bus to which the plurality of AC generators are connected, and a common distribution bus connected to the common distribution bus.
  • a drive system for an AC motor comprising: a plurality of load machines driven by each of a plurality of AC motors;
  • the bus frequency detection output that detects the bus frequency of the common distribution bus, and the upper limit value of the speed command for the corresponding AC motor.
  • the bus frequency is controlled to a predetermined value regulated by the speed upper limit adjustment output according to a load change of the common distribution bus.
  • each of the plurality of power conversion control circuits provided corresponding to that of the plurality of power conversion devices is configured to detect a bus frequency of the common distribution bus.
  • a current command to the corresponding power converter is generated within a range equal to or less than the speed upper limit adjustment output.
  • the speed upper limit adjustment output of the plurality of power conversion control circuits changes in response to the bus frequency. Therefore, each of the plurality of power conversion devices is configured to output a current command from the corresponding power conversion control circuit in a range equal to or less than the speed upper limit value adjustment output of the power conversion control circuit corresponding to the bus frequency.
  • the bus frequency is adjusted to a predetermined value regulated by the speed upper limit adjustment output in response to the load fluctuation of the common distribution bus. Control, and even if one of multiple AC generators, multiple power converters and multiple AC motors fails, the fluctuation of the bus frequency of the common distribution bus can be easily controlled within the upper and lower limits. And system down effective Can be avoided.
  • still another AC motor driving system includes a plurality of AC generators driven by a prime mover, a common distribution bus to which the plurality of AC generators are connected, and a common distribution bus connected to the common distribution bus.
  • a drive system for an AC motor including a plurality of load machines driven by each of a plurality of AC motors, wherein each of the plurality of power conversion control circuits detects a bus frequency of the common distribution bus.
  • the current A current command is issued to the AC motor in a range equal to or less than the limit value adjustment output, and each of the plurality of power conversion devices is controlled by the corresponding power conversion control circuit in a range equal to or less than the current upper limit adjustment output.
  • the bus frequency is adjusted to the current upper limit adjustment output according to the load variation of the common distribution bus.
  • each of the plurality of power conversion devices has a corresponding range based on the current command from the corresponding power conversion control circuit in a range equal to or less than the current upper limit adjustment output of the power conversion control circuit corresponding to the bus frequency.
  • the bus frequency is controlled to a predetermined value regulated by the current upper limit adjustment output in response to the load fluctuation of the common distribution bus. Even if one of multiple AC generators, multiple power converters, and multiple AC motors fails, fluctuations in the bus frequency of the common distribution bus can easily be kept within the upper and lower limits. And system down can be effectively avoided.
  • FIG. 1 is a system diagram showing Embodiment 1 of an AC motor driving system according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of Embodiment 1
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a conventional operation waveform corresponding to the second embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation waveform of the second embodiment of the motor drive system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a system diagram showing a third embodiment of the AC motor drive system according to the present invention
  • FIG. 7 is a system diagram showing a fourth embodiment of the AC motor drive system according to the present invention
  • FIG. 8 is a system diagram showing Embodiment 5 of the AC motor drive system according to the present invention
  • FIG. 9 is a system diagram showing Embodiment 6 of the AC motor drive system according to the present invention, and FIG. Figure 0 shows the exchange according to the invention.
  • System system showing the seventh embodiment of Ka ⁇ system motive Mitsuruzu, first 1 Figure exemplary AC motor drive system according to the invention
  • FIG. 12 is a system diagram showing Embodiment 8 of the AC motor drive system according to the present invention
  • FIG. 13 is a system diagram showing Embodiment 9 of the AC motor drive system according to the present invention.
  • 10 is a system diagram showing the system
  • FIG. 14 is a system diagram showing an embodiment of an AC motor driving system according to the present invention
  • FIG. 15 is an embodiment of an AC motor driving system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a system diagram showing Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 1 shows Embodiment 1 of a drive system for an AC motor according to the present invention.
  • This AC motor drive system is applied to a ship propulsion device, LNG plant, or blower drive device.
  • the AC motor drive system shown in Fig. 1 consists of five motors 11 to 15; five AC generators 21 to 25; a common distribution bus 30; and four transformers.
  • Units 4 1 to 4 4 including four power converters 51 to 54, four AC motors 81 to 84, and four load devices 91 to 94 I have.
  • Each of the plurality of prime movers 11 to 15 is a diesel engine. These diesel engines 11 to 15 generate driving force by burning liquid fuel such as gasoline. However, an engine that generates driving force by burning gaseous fuel such as propane gas instead of liquid fuel can also be used. Also, the number of these prime movers 11 to 15 is not limited to five, and the number according to the investment cost is set. Normally, when applied to ship propulsion systems, the number is from 2 to 10 c
  • the number of AC generators 21 to 25 shall be equal to or less than the number of motors 11 to 15 installed.
  • two or three alternators can be driven by one prime mover.
  • Figure 1 shows a system in which five prime movers 11 to 15 each drive one, and conveniently five AC generators 21 to 25.
  • These AC generators 21 to 25 are, for example, three-phase AC generators, and each generate a three-phase AC output.
  • single-phase alternators can also be used.
  • Each of the AC generators 21-25 is provided with an exciting current adjusting device, and by adjusting the exciting current with the exciting current adjusting device, the magnitude of the output voltage of the three-phase AC output is adjusted. I do.
  • the output frequency of the alternators 21 to 25 is adjusted based on the control of the rotation speed by the governor control device of the prime movers 11 to 15.
  • the common distribution bus 30 is configured as, for example, a three-phase distribution bus. However, if the AC generators 21-25 are configured as single-phase AC generators, they are configured as single-phase distribution buses. The three-phase output terminals of the AC generators 21 to 25 are connected to the common distribution bus 30. Each of AC generators 21 to 25 is connected in parallel to common power distribution bus 30. Although not shown, a circuit breaker is disposed between the common distribution bus 30 and each of the AC generators 21 to 25. In addition, low-voltage wirings 33 and 34 are also connected to the common distribution bus 30 via transformers 31 and 32, so that power can be supplied to low-voltage loads. In the first embodiment, transformers 31 and 32 are three-phase transformers in which the primary side is ⁇ -connected and the secondary side is Y-connected.
  • Transformers 4 1 to 4 4 are connected via circuit breakers (not shown).
  • the common distribution bus 30 is connected in parallel with each other.
  • the transformers 41 to 44 are three-phase transformers in which the primary side and the secondary side are ⁇ -connected.
  • the power converters 51 to 54 are directly connected to the secondary sides of the transformers 41 to 44, respectively. Since these power converters 51 to 54 are configured identically to each other, only the internal circuit of power converter 51 is shown in the drawing, and details of other power converters 52 to 54 are omitted. ing.
  • Each of the power conversion devices 51 to 54 includes a power conversion circuit 55 for AC power conversion and a power conversion control circuit 60 for the power conversion circuit 55.
  • AC motors 81 to 84 are connected to the power converters 51 to 54, respectively.
  • the power conversion circuits 55 of each of the power conversion devices 51 to 54 are configured to exchange active power and reactive power with the corresponding AC generators 81 to 84, respectively.
  • the circuit 55 is configured to be able to control both the active power and the reactive power.
  • the power conversion circuit 55 includes, for example, a high-efficiency converter 56 for converting AC power to DC power, a smoothing capacitor 57 for smoothing the converted DC power, and a DC power again for AC power.
  • a self-excited inverter and a power converter circuit composed of a self-excited inverter and a converter are used.
  • an AC / AC power conversion circuit using a matrix converter can also be used.
  • the power conversion control circuit 60 included in each of the power conversion devices 51 to 54 is configured in the same manner as each of the power conversion devices 51 to 54.
  • the power conversion control circuit 60 includes control command means 61 and speed detection output means 62 for individually outputting the speed detection outputs of the AC motors 81 to 84.
  • Speed command output means 6 3 speed Command correction means 6 and bus frequency detection means 65 are included.
  • the control command means 61 supplies a current command CI to the power conversion circuit 55, and the power conversion circuit 55 drives the corresponding AC motors 81 to 84 based on the current command CI. Generates current and drives it.
  • the speed information output means 62 is provided for each of the AC motors 81 to 84 based on the rotation speed detection output RD from the rotation speed detecting means 85 to 88 attached to each of the AC motors 81 to 84. And outputs the speed detection output SD proportional to the rotation speed of each AC motor 81 to 84.
  • the speed command output means 63 generates a speed command SS serving as a reference value for the speed detection output SD based on an external command. This speed command SS is set externally or selected from a plurality of stored command values based on an external signal.
  • the speed command correcting means 64 generates a corrected speed command AS.
  • the bus frequency detecting means 65 is directly connected to the common distribution bus 30, and outputs a bus frequency detection output FD proportional to the bus frequency Fb of the AC output in the common distribution bus 30.
  • the speed command correction means 64 is configured to receive the speed command SS from the speed command output means 63 and the bus frequency detection output FD from the bus frequency detection means 65.
  • a corrected speed command AS corrected by the frequency detection output FD is generated, and the corrected speed command AS is supplied to the control command means 61.
  • the control command means 61 receives the corrected speed command AS from the speed command correction means 64 and the speed detection output SD from the speed information output means 62, and makes the speed detection output SD equal to the corrected speed command AS. Supply the current command CI to the power conversion circuit 55.
  • the power conversion circuit 55 generates an AC output with a current based on the current command CI.
  • Each of the AC motors 81 to 84 is a power converter 51 to 54 Directly connected to the output of the power conversion circuit 55 and driven by the AC output of each power conversion circuit 55.
  • Each of the AC motors 81 to 84 is provided with rotation speed detecting means 85 to 88 for detecting the respective rotation speed.
  • the rotation speed detecting devices 85 to 88 are provided to the speed detection output means 6.
  • Load machines 91 to 94 are connected to the AC motors 81 to 84, respectively, and the load machines 91 to 94 are directly driven by the AC motors 81 to 84, respectively. .
  • the load machines 91 to 94 are propulsion devices when applied to ship propulsion devices, and are compressors when applied to LNG plants.
  • each of the power converters 51 to 54 responds to the change of the bus frequency Fb of the common distribution bus 30 by changing the speed command SS according to the bus frequency fb.
  • the corrected speed command AS is given to the current command means 61.
  • the control command means 61 of each power converter 5 1-5 4 changes the current output of each power converter 5 5 in response to the change of the bus frequency F b, and accordingly, each power converter 5 5
  • the active power exchanged between the AC motors 81 to 84 and the AC motors 81 to 84 is changed so that the rotational speed of each AC motor 81 to 84 is maintained at a predetermined value corresponding to the corrected speed command AS. Control.
  • each of the AC motors 81 to 84 is controlled so as to maintain this predetermined rotation speed after its rotation speed has changed to a predetermined rotation speed corresponding to the corrected speed command AS, and the bus frequency After Fb also changes to a predetermined value corresponding to the correction speed command AS, the control is performed so as to maintain the predetermined value.
  • the control is performed so as to maintain the predetermined value. Specifically, if one of the five prime movers 11 to 15 fails, or if one of the five alternators 21 to 25 fails, the common distribution bus 3 0 load increases, bus voltage and bus frequency decrease However, the correction speed command AS also decreases in response to the decrease in the bus frequency Fb.
  • the rotational speeds of all the AC motors 81 to 84 decrease in response to the corrected speed command AS, and the overall load is reduced.
  • the rotation speed of ⁇ 84 decreases to a predetermined value
  • the rotation speed of the AC motors 81 to 84 and the correction speed command AS are also stabilized at the predetermined value and controlled to maintain this predetermined value.
  • the operation of all the AC motors 81 to 84 can be continued at a predetermined rotation speed corresponding to the corrected speed command AS, and the bus frequency Fb is also maintained at a predetermined value corresponding to the corrected speed command AS. Control is performed as described above.
  • the corrected speed command AS responds immediately to the bus frequency detection output FD, and the correction of the rotational speed of each AC motor follows the corrected speed command AS so that it is stabilized in a short time, for example, from 0.5 seconds to 1 second. By setting the system down to not be judged within this time, it is possible to avoid the system down and continue the operation of the AC motor. It works.
  • Load machines 9 The propulsion devices of ships or LNG plant compressors referred to as 1 to 94 are wind-hydraulic applied machines, and have a square torque load.
  • the power consumption characteristics are proportional to the cube of the rotational speed. Increase or decrease. In other words, even with a small change in the rotation speed, the power consumption changes greatly in proportion to the cube of the power.Therefore, increasing or decreasing the rotation speed of the AC motors 81 to 84 results in a large change in the power load. By utilizing the large fluctuation of, the correction speed command AS and the rotation speed of the AC motors 81 to 84 can be slightly increased or decreased to stabilize them.
  • blowers for ships and compressors for LNG plants blowers are also wind-powered machines. It can be applied to a blower as a load machine.
  • FIG. 2 shows an example of a change in characteristics according to the first embodiment.
  • (a) shows the bus voltage Vb
  • (b) shows the bus frequency Fb
  • (c) shows the load current of the common distribution bus 30.
  • the bus voltage Vb and the load current are in units of unit [p.u.], and the bus frequency Fb is in [Hz].
  • the horizontal axis is time (seconds). The phenomenon that the bus frequency Fb decreases from +50 [Hz] when 0.2 seconds pass from the origin 0 is observed, but the bus frequency 10 is +49 when 0.8 seconds elapse from the origin 0. It becomes almost equal to [Hz], and then stabilizes at this frequency.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • a reactive power command means 66 is further added to each of the power conversion control circuits 60 of the power converters 5 :! to 54, and the control command means 61 Adjust the reactive power of the power conversion circuit 55 based on the reactive power command PI. It is a thing.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the reactive power command means 66 is included in the power conversion control circuit 60 of each of the power conversion devices 51 to 54.
  • the reactive power command means 66 is directly connected to the common distribution bus 30, detects the bus voltage V b of the common distribution bus 30, and, according to the bus voltage V b, detects the bus voltage V b Calculates the reactive power required to maintain the constant at a predetermined value, and generates the reactive power command PI.
  • the control command means 61 adjusts the reactive power of the power conversion circuit 55 based on the reactive power command PI. In the adjustment of the reactive power, the reactive power exchanged between each power conversion circuit 55 and the AC motors 81 to 84 is adjusted so that the bus voltage Vb is maintained at a predetermined value.
  • the adjustment of the reactive power by the reactive power command means 66 is executed in each of the power converters 51 to 54.
  • any one of the prime movers 11 to 15 or the AC generators 21 to 25 fails, or if any of the power conversion circuits 51 to 54 or the AC motors 81 to 84 fails.
  • the load on the distribution bus 30 fluctuates, and the bus voltage Vb fluctuates with the bus frequency Fb. If the fluctuation of the bus voltage Vb can be suppressed by the AC voltage adjusting means attached to the generator system, as shown in Fig. 2 (a), while maintaining the bus voltage Vb, The drive of the AC motor except for the converter and the AC motor connected to it can be continued, but if the fluctuation of the bus voltage Vb cannot be suppressed by the AC voltage adjustment means attached to the generator system, As shown in Fig. 4 (a), the fluctuation of the bus voltage Vb expands, and eventually the system stops.
  • the reactive power command means 66 detects the bus voltage Vb, suppresses the fluctuation of the bus voltage Vb, and maintains it at a predetermined value. Is calculated to calculate the amount of reactive power required to perform
  • the bus voltage Vb can be maintained at a predetermined value, and the driving of the AC motor is continued more stably. be able to. 4 and 5, (b) shows the bus frequency Fb, and (c) shows the load current.
  • FIG. 6 shows Embodiment 3 of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • a common bus frequency detection unit 71 is provided, and the bus frequency detection output FD is distributed from the common bus frequency detection unit 71 to each of the power converters 51 to 54. It is the one that was adopted.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
  • the bus frequency detecting means 71 is provided outside the power converters 51 to 54 in common therewith.
  • the bus frequency detecting means 71 is directly connected to the common power distribution bus 30, detects the bus frequency Fb, and generates a bus frequency detection output FD.
  • This bus frequency detection output FD is distributed to speed command correction means 64 of each of power conversion devices 51 to 54.
  • Each speed command correcting means 64 generates a corrected speed command AS in the same manner as in the first embodiment, and supplies it to the control command means 61.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the bus frequency detecting means 71 is provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 is arranged in each of the power converters 51 to 54.
  • the variation in the characteristics of the bus frequency Switching devices 51 to 54 can be controlled more uniformly, the number of bus frequency detecting means can be reduced, and the configuration can be simplified.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the drive and system of the AC motor according to the present invention.
  • a common bus frequency detecting means 71 and a common reactive power commanding means 72 are provided, and each of the power converters 51 to 54 is connected to the common bus frequency detecting means 71 by a bus.
  • the frequency detection output FD is distributed, and the reactive power command PI is distributed from the common reactive power command means 72 to each of the power converters 51 to 54.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
  • the bus frequency detecting means 71 and the reactive power commanding means 72 are provided outside the power converters 51 to 54 and commonly therewith.
  • the bus frequency detecting means 71 is directly connected to the common power distribution bus 30 and detects the bus frequency Fb to generate a bus frequency detection output FD.
  • This bus frequency detection output FD is supplied to the speed command correction means 64 of the power conversion control circuit 60 corresponding to the power conversion devices 51 to 54.
  • Each speed command correcting means 64 generates a corrected speed command AS in the same manner as in the first embodiment, and supplies it to the control command means 61.
  • the reactive power command means 72 is also directly connected to the common power distribution bus 30, detects the bus voltage Vb, and generates a reactive power command PI for maintaining the bus voltage Vb at a predetermined value.
  • This reactive power command PI is supplied to the control command means 61 of the power conversion control circuit in each of the power conversion devices 51 to 54.
  • Each of these control command means 61 exchanges with power converters 51 to 54 in accordance with reactive power command PI as in the second embodiment.
  • the reactive power exchanged between the flow motors 81 to 84 is adjusted to maintain the bus voltage Vb at a predetermined value.
  • the bus frequency detecting means 71 and the reactive power command means 72 are provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 and the reactive power command means 66 are provided. It is arranged in each of the power conversion control circuits 60 of each of the power conversion devices 51 to 54.In comparison with the power conversion control circuit 60, variations in characteristics of the bus frequency detection means 64 and the reactive power command means 66 are eliminated.
  • Each of the power converters 51 to 54 can be controlled more uniformly, and the number of bus frequency detecting means and reactive power command means installed can be reduced, and the configuration can be simplified.
  • FIG. 8 shows Embodiment 5 of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • the speed command from the speed command means 63 is obtained by the bus frequency detection output FD from the bus frequency detection means 65.
  • the speed command correcting means 64 for correcting the SS and outputting the corrected speed command AS is used, in the fifth embodiment, the power conversion control circuit 60 for the power converters 51 to 54 is used.
  • speed upper limit adjusting means 67 for adjusting the upper limit of speed command SS is used instead of speed command correcting means 64.
  • the speed upper limit adjusting means 67 internally responds to the bus frequency detection output FD from the bus frequency detecting means 65 in response to the speed command SS from the speed command means 63 according to the bus frequency detection output FD. Calculates the speed upper limit adjustment output US for.
  • the speed upper limit value adjustment output US has a magnitude proportional to the bus frequency detection output FD, and If the wave number Fb decreases, the speed upper limit adjustment output US also decreases correspondingly, and if the bus frequency Fb increases, the speed upper limit adjustment output US increases accordingly.
  • This speed upper limit value adjustment output US is an upper limit value for the speed command SS passing through the speed upper limit value adjusting means 67, and responds promptly to the fluctuation of the bus frequency Fb. Force down to the following range.
  • the speed upper limit adjusting means 67 outputs a speed command LS regulated to a speed upper limit adjusting output US or less, and this regulated speed command LS is supplied to the control command means 61.
  • the speed command SS is smaller than the speed upper limit adjustment output US, the speed command SS is output as it is as the speed command LS, but if the speed command SS is larger than the speed upper limit adjustment output US, the speed upper limit Adjustment output US is output as regulated speed command LS.
  • the power conversion circuit 55 supplies the current regulated by the speed upper limit adjustment output US to the AC motors 81 to 84, and outputs the active power regulated by the speed upper limit adjustment output US to the AC motor.
  • the AC motors 81 to 84 are driven at a rotational speed regulated by the speed upper limit value adjustment output US by exchanging between them.
  • the speed command LS is held down to a range below the speed upper limit value adjustment output US in response to the fluctuation of the bus frequency Fb, and each of the corresponding power converters 51 to 54 corresponds to a corresponding AC motor 81 to 8 Keep the rotation speed of 4 below the rotation speed corresponding to the reach upper limit adjustment output US. Since the speed upper limit adjustment output US is adjusted according to the bus frequency detection output FD, the load of the common distribution bus 30 is set in each of the power converters 51 to 54 as in the first embodiment. In response to the fluctuation, the bus frequency F d is maintained at a predetermined value corresponding to the change of the load condition, W
  • the common distribution bus 3 Although the load of 0 increases and the bus voltage and the bus frequency decrease 5, the speed upper limit adjustment output US also decreases in response to the decrease of the bus frequency Fb. In response to the decrease in the speed upper limit adjustment output US, the rotational speeds of all the AC motors 81 to 84 drop immediately below the speed upper limit adjustment output US.The overall load is reduced. When the rotation speed of the AC motor 81 to 84 drops to a certain value, the AC motor
  • the rotation speed and speed upper limit adjustment output U S of 10 8 1 to 84 are also stabilized at a predetermined value, and are controlled so as to maintain this predetermined value.
  • the operation of all AC motors 81 to 84 can be continued at the specified rotational speed restricted to the speed upper limit adjustment output US or less, and the bus frequency Fb is also regulated by this speed upper limit adjustment output US. Is maintained at the specified value
  • the speed upper limit adjustment output U S also increases, and the rotation speed of the AC motors 82 to 84 corresponding to the power converters 52 to 54 also increases.
  • the speed upper limit value adjustment output US and the rotation speed of the AC motors 82 to 84 stabilize to the predetermined values and maintain the predetermined values. Control is performed so that
  • the speed upper limit adjustment output US responds immediately to the bus frequency detection output FD, and the rotational speed of each AC motor follows this speed upper limit adjustment output US so that it is stabilized in a short time, for example, from 0.5 seconds to 1 second. By setting such that the system down judgment is not made within this time, it is possible to avoid the system down and continue the operation of the AC motor.
  • FIG. 9 shows Embodiment 6 of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • the upper limit value adjusting means 67 for adjusting and setting the speed upper limit value adjustment output US for the speed command SS is used.
  • a reactive power command means 66 is added to each of the power conversion control circuits 60 for the power conversion devices 51 to 54, similarly to the second embodiment shown in FIG.
  • This reactive power command means 66 is directly connected to the common power distribution bus 30 similarly to the reactive power command means 66 of the second embodiment, and detects the bus voltage Vb of the common power distribution bus 30, According to the bus voltage Vb, a reactive power required to maintain the bus voltage Vb at a predetermined value is calculated, and a reactive power command PI is generated. Also in the sixth embodiment, the control command means 61 adjusts the reactive power of the power conversion circuit 55 based on the reactive power command PI. In the adjustment of the reactive power, the reactive power exchanged between each power conversion circuit 55 and the AC motors 81 to 84 is adjusted so that the bus voltage Vb is maintained at a predetermined value.
  • the adjustment of the reactive power by the reactive power command means 66 is performed in each of the power converters 51 to 54, and the bus voltage Vb is adjusted to a predetermined value to adjust the bus voltage Vb.
  • the driving of the load machines 91 to 94 can be continued.
  • FIG. 10 shows a seventh embodiment of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • each of the power conversion control circuits 60 for the respective power converters 51 to 54 has a speed for calculating the speed upper limit adjustment output US for the speed command SS.
  • a bus frequency detecting means 71 is provided in common with the speed upper limit adjusting means 67 of each power conversion control circuit 60. .
  • the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.
  • the bus frequency detecting means 71 is provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 is arranged in each of the power converters 51 to 54.
  • the variation in the characteristics of the bus frequency detecting means 64 can be eliminated, the power converters 51 to 54 can be controlled more uniformly, and the number of bus frequency detecting means installed can be reduced.
  • Embodiment 8 in which the configuration can be simplified.
  • FIG. 11 shows an eighth embodiment of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • each of the power conversion control circuits 60 for the respective power converters 51 to 54 has its own speed for calculating the speed upper limit adjustment output US for the speed command SS.
  • the upper limit value adjusting means 67 is used, in the eighth embodiment, the speed upper limit value adjusting means 67 of the power conversion control circuit 60 for the power converters 51 to 54 is common.
  • a bus frequency detecting means 71 is provided, and a reactive power command means 7 2 is commonly provided for each of the power conversion control circuits 60. Is provided.
  • the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.
  • the bus frequency detecting means 71 and the reactive power command means 72 are provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 and the reactive power command means 66 are provided.
  • variations in characteristics of the bus frequency detection means 64 and the reactive power command means 66 are eliminated, and Power converters 51 to 54 can be controlled more uniformly, and the number of bus frequency detecting means and reactive power command means installed can be reduced, and the configuration can be simplified.
  • FIG. 12 shows a ninth embodiment of an AC motor drive system according to the present invention.
  • the current command means 68 the current upper limit adjusting means 69A, and the current upper limit control output means 69 C is provided.
  • the current command means 68 receives the speed detection output SD from the speed detection means 62 and the reference speed output SS from the reference speed setting means 63 to determine the difference between the speed detection output SD and the reference speed output SS. Generates a current command CJ that makes 0 zero.
  • the current upper limit adjusting means 69A receives the bus frequency detection output FD from the bus frequency detecting means 65, calculates and outputs the current upper limit adjusting output UC proportional to the bus frequency detection output FD. .
  • the current upper limit control output means 69C receives the current upper limit adjustment output UC and outputs a current command LC whose upper limit is regulated by the current upper limit adjustment output UC.
  • the bus frequency detecting means 65 is a power conversion control circuit 60 for the power conversion devices 51 to 54. A bus frequency Fb at the bus 30 is individually detected, and a bus frequency detection output FD is individually output.
  • the current upper limit adjustment output UC for the current command CJ changes according to the bus frequency detection output FD, and the current command CJ from the current command means 68 becomes the current upper limit value at the current upper limit control output means 69C.
  • the value adjustment output is forcibly held down to the range of UC or less, and the current upper limit value control output means 69C generates a current command LC regulated to the current upper limit adjustment output UC or less based on the current command JC.
  • the control command means 61 receives the regulated current command L C, and supplies a current command CI corresponding to the regulated current command L C to the power converter 55.
  • the current command JC is smaller than the current upper limit adjustment output UC, the current command JC is output as it is as the current command LC, but if the current command JC is larger than the current upper limit adjustment output UC, the current Upper limit adjustment output UC is output as regulated current command LC.
  • the power conversion circuit 55 supplies the current regulated by the current upper limit adjustment output UC to the AC motors 81 to 84, and outputs the active power regulated by the current upper limit adjustment output UC to the AC motor 81.
  • the AC motors 81 to 84 are driven at a rotation speed regulated by the upper limit current adjustment output UC.
  • the common distribution bus 3 Although the load of 0 increases and the bus voltage and the bus frequency decrease, the current upper limit adjustment output UC also decreases in response to the decrease of the bus frequency Fb.
  • the rotation speed of all AC motors 81 to 84 immediately drops below the current upper limit adjustment output UC in response to the lowering of the current upper limit adjustment output UC, and the overall load is reduced.
  • an AC motor The rotation speed and speed upper limit value adjustment output UC of 81 to 84 are also stabilized at a predetermined value, and are controlled so as to maintain this predetermined value.
  • the current upper limit adjustment output UC immediately responds to the bus frequency detection output FD, and the rotational speed of each AC motor follows the current upper limit adjustment output UC so that it stabilizes in a short time, for example, from 0.5 seconds to 1 second. By setting such that the system down judgment is not made within this time, it is possible to avoid the system down and continue the operation of the AC motor.
  • FIG. 13 shows an embodiment of an AC motor drive system according to the present invention.
  • Form 10 is shown.
  • each of the power conversion control circuits 60 for the power conversion devices 51 to 54 includes a current command unit 68 and a current upper limit adjustment unit 69.
  • a and current upper limit value control output means 69 C are provided, and in addition to that, the power conversion control circuit 60 and reactive power command means 66 are provided similarly to the second embodiment. .
  • This reactive power commanding unit 66 is directly connected to the common power distribution bus 30 similarly to the reactive power commanding unit 66 of the second embodiment, and detects the bus voltage Vb of the common power distribution bus 30, According to the bus voltage Vb, a reactive power required to maintain the bus voltage Vb at a predetermined value is calculated, and a reactive power command PI is generated. Also in the sixth embodiment, the control command means 61 adjusts the reactive power of the power conversion circuit 55 based on the reactive power command PI. In the adjustment of the reactive power, the reactive power exchanged between each power conversion circuit 55 and the AC motors 81 to 84 is adjusted so that the bus voltage Vb is maintained at a predetermined value.
  • the adjustment of the reactive power by the reactive power command means 66 is performed in each of the power converters 51 to 54, and adjusts the bus voltage Vb to a predetermined value to stabilize the bus voltage Vb.
  • the driving of the load machines 91 to 94 can be continued.
  • Embodiment 11 1.
  • FIG. 14 shows an embodiment 11 of an AC motor drive system according to the present invention.
  • each of the power conversion control circuits 60 for the power conversion devices 51 to 54 includes a current command means 68 and a current upper limit value adjustment means 69.
  • a and current upper limit value control output means 69 C are provided, and in addition, the bus frequency detection means 71 1 common to the power conversion control circuits 60 for the power conversion devices 51 to 54. Is provided.
  • the bus frequency detecting means 71 is provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 is arranged in each of the power converters 51 to 54.
  • the variation in the characteristics of the bus frequency detecting means 64 can be eliminated, the power converters 51 to 54 can be controlled more uniformly, and the number of installed bus frequency detecting means can be reduced. Can be reduced and the configuration can be simplified ⁇
  • Embodiment 1 2.
  • FIG. 14 shows Embodiment 12 of the drive system for an AC motor according to the present invention.
  • each of the power conversion control circuits 60 for the power conversion devices 51 to 54 includes a current command means 68 and a current upper limit value adjustment means 69.
  • a and current upper limit value control output means 69 C are provided.
  • the bus frequency detection means 7 1 is provided in common with that of the power conversion control circuit 60 for the power conversion devices 51 to 54.
  • reactive power command means 72 are provided.o
  • the same effect as that of the embodiment 9 can be obtained.
  • the bus frequency detecting means 71 and the reactive power command means 72 are provided in common for the plurality of power converters 51 to 54, the bus frequency detecting means 64 and the reactive power command means 6 are provided. 6 is disposed in the power conversion control circuit 60 of each of the power conversion devices 51 to 54, and the characteristic variation in the bus frequency detection means 64 and the reactive power command means 66 is eliminated.
  • Each of the power converters 51 to 54 can be controlled more uniformly, and the number of bus frequency detecting means and reactive power command means can be reduced, and the configuration can be simplified.
  • the drive system for an AC motor is used for driving a plurality of propulsion units on a ship with a plurality of AC motors, driving a plurality of compressors on an LPG plant with a plurality of AC motors, or a plurality of blowers. It can be used effectively to drive multiple wind / hydropower loads with multiple AC motors, such as in applications driven by multiple AC motors.

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Description

明 細 書 電動機駆動システム 技術分野
この発明は、 複数の交流電動機を駆動する交流電動機の駆動シス テムに関するもので、 特に複数の交流発電機を共通配電母線に接続 し、 この共通配電母線に複数の電力変換装置を接続し、 この各電力 変換装置から複数の交流電動機を駆動する交流電動機の駆動シス テムに関するものである。 背景技術
この種 φ交流電動機の駆動システムは、 例えば国際特許公開 W O 0 2 Z 1 0 0 7 1 6 A 1の F i g . 1および S. Idenと W.Rzadkiに よる 「Mains Power Quality of Ships with Electrical Devicesj と題する論文 (EPE Conference Record, PP000099.pdf ,2001) に開 示されている。 この先行技術に示されたものは、 船舶推進用の複数 の推進器 （スクリュー） を駆動する複数の交流電動機の駆動システ ムである。 この駆動システムは、 原動機として複数のディーゼル機 関を用いており、 各ディーゼル機関によりそれそれ対応する交流発 電機を駆動することにより、 複数の交流発電機を駆動している。 複 数の各交流発電機は、 共通配線母線に接続され、 この共通配線母線 には、 複数の電力変換装置が接続され、 この複数の各電力変換装置 のそれぞれに交流電動機を接続することにより、 複数の交流電動機 を駆動している。 複数の各交流電動機はそれそれ対応する負荷機械、 例えば船舶推進用の推進器に連結されていて、 船舶推進用の複数の 推進器が複数の交流電動機によりそれぞれ駆動される。
このような交流電動機の駆動システムを応用した電気式船舶推 進装置は、 ディーゼル機関により直接推進器を駆動する従来の船舶 推進装置に比べて、 振動が少なく、 複数の各推進器の回転方向およ び回転数の調整が容易であって、 しかも駆動効率がよいなどの利点 があり、 乗り心地を重視する豪華客船および前後進を繰り返す砕氷 船などの用途に適用されている。
またこの種の交流電動機の駆動システムを応用した電気式 L N Gプラントも出現している。 この電気式 L N Gプラントは、 複数の 負荷機械として、 複数の交流電動機によって駆動される複数のコン プレッサを用いて天然ガスを液化するプラントであり、 天然ガス液 化設備内の複数のコンプレッサをガス夕一ビンまたはスチーム夕 —ビンで直接駆動する従来の L N Gプラン卜に比べて、 排気ガスが 少なく、 しかも駆動効率がよいなどの利点がある。 この電気式 L N Gプラントでは、 共通配電母線に接続された複数の電力変換装置に よって駆動される複数の交流電動機のそれそれにコンプレッサが 連結され、 複数のコンプレッサが駆動される。
しかし前述の従来の交流電動機の駆動システムは、 システムダウ ンの問題を含んでいる。 例えば複数のディーゼル機関の 1台が故障 した場合、 残りのディーゼル機関の負荷が増加し、 その回転数が低 下し、 そのディーゼル機関によって駆動される交流発電機の出力電 圧、 出力周波数の低下が起こり、 共通配線母線でも母線電圧および 母線周波数の低下が起こる。 この共通配線母線の母線電圧および母 線周波数の低下が、 予め設定された下限値以下になるとシステム異 常との判定が行なわれ、 共通配線母線と各交流発電機との間に配置 された回路遮断器が開放される。 その結果、 船舶推進装置では各推 進器が、 また L N Gプラントでは各コンプレッサが停止するシステ ムダウンが起こる。 このような共通配電母線の母線電圧および母線 周波数の低下に伴なうシステムダウンは、 複数の交流発電機の 1台 が故障した場合にも同様に起こる。
また棱数の電力変換装置の 1台が故障した場合、 その電力変換装 置と共通配線母線との間に配置された回路遮断器が開放される。 こ の場合、 複数のディーゼル機関の負荷が減少し、 それらの回転数が 上昇するので、 共通配電母線の母線電圧および母線周波数が上昇す る。 この母線電圧または母線周波数が、 予め設定された上限値以上 になると、 システム異常と判定され、 すべての交流発電機と共通配 線母線との間の回路遮断器が開放され、 すべての推進器またはコン プレッサが停止するシステム異常となる。 この共通配電母線の母線 電圧および母線周波数の上昇に伴なうシステム異常は、 複数の交流 電動機の 1台が故障した場合にも同様に起こる。
通常、 ディーゼル機関では、 ガバナ制御によりその燃料供給量が 調整され、 その回転数制御が行なわれ、 また交流発電機では、 その 励磁電流調整による出力電圧制御が行なわれ、 共通配線母線の母線 周波数は各ディーゼル機関のガバナ制御により抑制され、 またその 母線電圧は各交流発電機の励磁電流調整により抑制される。 しかし、 これらのガバナ制御および励磁電流調整には秒オーダの応答遅れ があるので、 複数のディーゼル機関、 複数の交流発電機、 複数の電 力変換装置、 および複数の交流電動機の 1台が故障した場合に、 共 通配電母線の母線電圧または母線周波数を、 それらの上下限値以内 に納めるように制御するのが困難であり、 前述のシステムダウンが 生じ易い。
とくに、 電気式船舶推進装置または電気式 L N Gプラントでは、 投資コストを低減するために、 ディーゼル機関、 交流発電機 γ 電力 変換装置および交流電動機の台数を少なくすることが望まれる傾 向が強い。 この傾向に従って、 ディーゼル機関、 交流発電機、 電力 変換装置および交流電動機の台数が少なくした場合には、 それらの 1台が故障した場合の負荷変動が大きくなり、 システムダウンを回 避するのがさらに困難となる。
この発明は、 このようなシステムダウンをより有効に回避するこ とが可能な改良された交流電動機の駆動システムを提案するもの である。 発明の開示
この発明に係る交流電動機の駆動システムは、 原動機により駆動 される複数の交流発電機と、 この複数の交流発電機が接続された共 通配電母線と、 この共通配電母線に接続された複数の電力変換装置 と、 この複数の電力変換装置のそれぞれに対応して設けられた複数 の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変換装置のそれぞれによつ て駆動される複数の交流電動機と、 この複数の交流電動機のそれそ れによって駆動される複数の負荷機械とを備えた交流電動機の駆 動システムであって、 前記複数の電力変換制御回路のそれそれが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波数検出出力に より、 対応する前記交流電動機に対する速度指令を補正した補正速 度指令に基づいて、 対応する前記電力変換装置に対する電流指令を 発生し、 前記電力変換装置のそれそれが、 対応する前記電力変換制 御回路からの前記電流指令に基づいて、 対応する前記交流電動機と の間でやり取りされる有効電力を制御することにより、 前記共通配 電母線の負荷変動に応じて、 前記母線周波数を前記補正速度指令に W
対応した所定値に制御することを特徴とする。
この発明の交流電動機の駆動システムでは、 複数の電力変換装置 のそれそれに対応して設けられた複数の電力変換制御回路のそれ それが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波数検出 5 出力により、 対応する前記交流電動機に対する速度指令を補正した 補正速度指令に基づいて、 対応する前記電力変換装置に対する電流 指令を発生するように構成されており、 この電力変換制御回路から の補正速度指令は、 母線周波数に即応して変化する。 したがって、 複数の電力変換装置は、 それそれ母線周波数に即応する前記電力変 10 換制御回路からの前記補正速度指令に基づいて、 対応する前記交流 電動機との間でやり取りされる有効電力を制御することにより、 前 記共通配電母線の負荷変動に応じて、 前記母線周波数を前記補正速 度指令に対応した所定値に制御するので、 複数の交流発電機、 複数 の電力変換装置および複数の交流電動機の 1台が故障した場合に
15 も、 共通配電母線の母線周波数の変動を、 その上下限値以内に容易 に納めることができ、 システムダウンを有効に回避できる。 また、 この発明に係る別の交流電動機の駆動システムは、 原動機 により駆動される複数の交流発電機と、 この複数の交流発電機が接 続された共通配電母線と、 この共通配電母線に接続された複数の電
20 力変換装置と、 この複数の電力変換装置のそれそれに対応して設け られた複数の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変換装置のそれ それによつて駆動される複数の交流電動機と、 この複数の交流電動 機のそれぞれによって駆動される複数の負荷機械とを備えた交流 電動機の駆動システムであって、 前記複数の電力変換制御回路のそ
25 れそれが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波数検 出出力により、 対応する前記交流電動機に対する速度指令の上限値 を調整した速度上限値調整出力に基づいて、 前記速度上限値調整出 力以下の範囲において、 対応する前記電力変換装置に対する電流指 令を発生し、 前記電力変換装置のそれそれが、 対応する前記交流電 動機に対する前記速度上限値調整出力以下の範囲において、 対応す る前記電力変換制御回路からの前記電流指令に基づいて、 対応する 前記交流電動機との間でやり取りされる有効電力を制御すること により、 前記共通配電母線の負荷変動に応じて、 前記母線周波数を 前記速度上限値調整出力で規制される所定値に制御することを特 徴とする。
この発明の別の交流電動機の駆動システムでは、 複数の電力変換 装置のそれそれに対応して設けられた複数の電力変換制御回路の それぞれが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波数 検出出力により、 対応する前記交流電動機に対する速度指令の上限 値を調整した速度上限値調整出力に基づいて、 前記速度上限値調整 出力以下の範囲において、 対応する電力変換装置に対する電流指令 を発生するように構成されており、 この複数の電力変換制御回路の 速度上限値調整出力は、 母線周波数に即応して変化する。 したがつ て、 複数の電力変換装置のそれそれは、 母線周波数に即応する前記 電力変換制御回路の前記速度上限値調整出力以下に範囲において、 対応する電力変換制御回路からの電流指令に基づいて、 対応する前 記交流電動機との間でやり取りされる有効電力を制御することに より、 前記共通配電母線の負荷変動に即応して、 母線周波数を前記 速度上限値調整出力で規制される所定値に制御することができ、 複 数の交流発電機、 複数の電力変換装置および複数の交流電動機の 1 台が故障した場合にも、 共通配電母線の母線周波数の変動を、 その 上下限値以内に容易に納めることができ、 システムダウンを有効に 回避できる。
また、 この発明によるさらに別の交流電動機の駆動システムは、 原動機により駆動される複数の交流発電機と、 この複数の交流発電 機が接続された共通配電母線と、 この共通配電母線に接続された複 数の電力変換装置と、 この複数の電力変換装置のそれそれに対応し て設けられた複数の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変換装置 のそれぞれによって駆動される複数の交流電動機と、 この複数の交 流電動機のそれぞれによって駆動される複数の負荷機械とを備えた 交流電動機の駆動システムであって、 前記複数の電力変換制御回路 のそれそれが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波 数検出出力により、 対応する前記電力変換装置に対する電流指令の 上限値を調整した電流上限値調整出力に基づいて、 前記電流上限値 調整出力以下の範囲において、 前記交流電動機に対する電流指令を 発生し、 前記複数の電力変換装置のそれそれが、 前記電流上限値調 整出力以下の範囲において、 対応する前記電力変換制御回路からの 前記電流指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との間でやり取 りされる有効電力を制御することにより、 前記共通配電母線の負荷 変動に応じて、 前記母線周波数を前記電流上限値調整出力で規制さ れる所定値に制御することを特徴とする交流電動機の駆動システム c この別の交流電動機の駆動システムでは、 複数の電力変換装置の それそれに対応して設けられた複数の電力変換制御回路のそれそ れが、 前記共通配電母線の母線周波数を検出した母線周波数検出出 力により、 対応する前記電力変換装置に対する電流指令の上限値を 調整した電流上限値調整出力に基づいて、 前記電流上限値調整出力 以下の範囲において、 対応する電力変換装置に対する電流指令を発 生するように構成されており、 この複数の電力変換制御回路の電流 上限値調整出力は、 母線周波数に即応して変化する。 したがって、 複数の電力変換装置のそれそれは、 母線周波数に即応する前記電力 変換制御回路の前記電流上限値調整出力以下に範囲において、 対応 する電力変換制御回路からの電流指令に基づいて、 対応する前記交 流電動機との間でやり取りされる有効電力を制御することにより、 前記共通配電母線の負荷変動に即応して、 母線周波数を前記電流上 限値調整出力で規制される所定値に制御することができ、 複数の交 流発電機、 複数の電力変換装置および複数の交流電動機の 1台が故 障した場合にも、 共通配電母線の母線周波数の変動を、 その上下限 値以内に容易に納めることができ、 システムダウンを有効に回避で きる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明による交流電動機の駆動システムの実施の形 態 1を示すシステム系統図、 第 2図は、 実施の形態 1の動作波形を 示す線図、 第 3図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実 施の形態 2を示すシステム系統図、 第 4図は実施の形態 2に対応す る従来の動作波形を示す線図、 第 5図は実施の形態 2の動作波形を 示す線図、 第 6図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実 施の形態 3を示すシステム系統図、 第 7図はこの発明による交流電 動機の駆動システムの実施の形態 4を示すシステム系統図、 第 8図 はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形態 5を示 すシステム系統図、 第 9図はこの発明による交流電動機の駆動シス テムの実施の形態 6を示すシステム系統図、 第 1 0図はこの発明に よる交流電動機の駆勳システムの実施の形態 7を示すシステム系 統図、 第 1 1図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施 の形態 8を示すシステム系統図、 第 1 2図はこの発明による交流電 動機の駆動システムの実施の形態 9を示すシステム系統図、 第 1 3 図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形態 1 0 を示すシステム系統図、 第 1 4図はこの発明による交流電動機の駆 動システムの実施の形態 1 1を示すシステム系統図、 第 1 5図はこ の発明による交流電動機の駆動システムの実施の形態 1 2を示す システム系統図である。 発明を実施するための最良の形態
実施の形態 1 .
第 1図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形 態 1を示す。 この交流電動機の駆動システムは、 船舶推進装置、 L N Gプラント、 またはブロア駆動装置に応用される。
第 1図に示す交流電動機の駆動システムは、 5台の複数の原動機 1 1〜 1 5、 5台の複数の交流発電機 2 1〜 2 5、 共通配電母線 3 0、 4台の複数の変圧器 4 1〜4 4、 4台の複数の電力変換装置 5 1〜5 4、 4台の複数の交流電動機 8 1〜8 4、 および 4台の複数 の負荷装置 9 1〜9 4を含んでいる。
複数の原動機 1 1〜1 5はそれそれディ一ゼル機関である。 これ らのディーゼル機関 1 1〜 1 5は、 ガソリンなどの液体燃料を燃焼 させることにより、 駆動力を発生する。 しかし、 液体燃料に代わつ てプロパンガスなどの気体燃料を燃焼させて駆動力を発生する原 動機を用いることもできる。 また、 これらの原動機 1 1〜 1 5の台 数は、 5台に限らず、 投資コストに応じた台数が設置される。 通常 船舶推進装置に応用される場合には、 2台から 1 0台程度とされる c
. 1 - 1 5のそれそれには、 ガバナ制御装置が付設され、 そ のガバナ制御装置によって供給燃料量が制御され、 その回転数が制 御されるものとする。
交流発電機 2 1〜2 5の台数は原動機 1 1〜 1 5の設置台数と 同じまたはそれ以下とされる。 1台の原動機によって、 例えば 2台 または 3台の交流発電機を駆動することもできる。 第 1図は、 5台 の原動機 1 1〜 1 5によってそれそれ 1台、 都合 5台の交流発電機 2 1〜2 5を駆動するシステムを示している。 これらの交流発電機 2 1〜2 5は、 例えば三相交流発電機であり、 それぞれ三相交流出 力を発生する。 しかし、 単相交流発電機も使用することができる。 各交流発電機 2 1 - 2 5には、 励磁電流調整装置が付設され、 この 励磁電流調整装置により励磁電流を調整することにより、 三相交流 出力の出力電圧の大きさが調整されるものとする。 原動機 1 1〜 1 5のガバナ制御装置による回転数の制御に基づき、 交流発電機 2 1 〜2 5の出力周波数が調整される。
共通配電母線 3 0は、 例えば三相配電母線として構成される。 し かし交流発電機 2 1 - 2 5が単相交流発電機として構成される場 合には、 単相配電母線として構成される。 この共通配電母線 3 0に は、 各交流発電機 2 1〜2 5の三相出力端子が接続される。 各交流 発電機 2 1〜2 5は、 共通配電母線 3 0の対して互いに並列に接続 される。 共通配電母線 3 0と各交流発電機 2 1〜2 5との間には、 図示していないが、 それそれ回路遮断器が配置される。 加えて、 共 通配電母線 3 0には、 変圧器 3 1、 3 2を介して、 低圧配線 3 3、 3 4も接続されており、 低圧負荷への給電を行なうことができる。 変圧器 3 1、 3 2は、 この実施の形態 1では、 一次側が Δ結線、 二 次側が Y結線された三相変圧器である。
変圧器 4 1〜4 4は、 それそれ図示しないが回路遮断器を介して 共通配電母線 3 0に互いに並列に接続されている。 この変圧器 4 1 〜4 4は、 この実施の形態 1では一次側、 二次側とも Δ結線された 三相変圧器である。
電力変換装置 5 1〜5 4は、 それそれ変圧器 4 1〜4 4の二次側 に直接接続されている。 これらの電力変換装置 5 1〜5 4は互いに 同じに構成されるので、 図面では、 電力変換回路 5 1の内部回路だ けを示し、 他の電力変換装置 5 2〜5 4の詳細は省略されている。 電力変換装置 5 1〜5 4は、 それそれ交流電力変換用の電力変換回 路 5 5とこの電力変換回路 5 5に対する電力変換制御回路 6 0を 含んでいる。
電力変換装置 5 1〜5 4には、 交流電動機 8 1〜8 4がそれそれ 1台づっ接続される。 各電力変換装置 5 1 ~ 5 4の電力変換回路 5 5は、 それそれ対応する交流発電機 8 1〜8 4との間で、 有効電力 と無効電力をやり取りするように構成され、 各電力変換回路 5 5は この有効電力と無効電力に両者を制御可能に構成される。
電力変換回路 5 5には、 例えば交流電力を直流電力に変換する高 効率のコンパ'一夕 5 6と、 変換された直流電力を平滑化する平滑コ ンデンサ 5 7と、 直流電力を再び交流電力に変換する自励式ィンバ 一夕 5 8とで構成されるコンパ '一タノィンバ一夕方式の電力変換 回路が用いられる。 しかし、 マトリクスコンバータによる交流/交 流方式の電力変換回路を用いることもできる。
電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれに含まれる電力変換制御回 路 6 0も、 各電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれで同じに構成され る。 この電力変換制御回路 6 0は、 第 1図の実施の形態 1では、 制 御指令手段 6 1と、 交流電動機 8 1〜8 4の速度検出出力を個別に 出力する速度検出出力手段 6 2と、 速度指令出力手段 6 3と、 速度 指令補正手段 6 と、 母線周波数検出手段 6 5とを含んでいる。 制御指令手段 6 1は、 電力変換回路 5 5に対して電流指令 C Iを 供給するもので、 電力変換回路 5 5はこの電流指令 C Iに基づいて、 対応する各交流電動機 8 1〜8 4に対する駆動電流を発生し、 それ を駆動する。 速度情報出力手段 6 2は、 交流電動機 8 1〜8 4のそ れそれに付設された回転数検出手段 8 5〜8 8からの回転数検出 出力 R Dに基づいて、 各交流電動機 8 1〜8 4の回転数を演算し、 各交流電動機 8 1〜8 4の回転数に比例した速度検出出力 S Dを 出力する。 速度指令出力手段 6 3は、 外部からの指令に基づいて速 度検出出力 S Dに対する基準値となる速度指令 S Sを発生する。 こ の速度指令 S Sは、 外部から設定されるか、 または記憶した複数の 指令値の中から、 外部信号に基づいて選択される。
速度指令補正手段 6 4は補正速度指令 A Sを発生する。 母線周波 数検出手段 6 5は、 共通配電母線 3 0に直接接続され、 共通配電母 線 3 0における交流出力の母線周波数 F bに比例した母線周波数 検出出力 F Dを出力する。 速度指令補正手段 6 4は、 速度指令出力 手段 6 3からの速度指令 S Sと、 母線周波数検出手段 6 5からの母 線周波数検出出力 F Dとを受けるように構成されていて、 速度指令 S Sを母線周波数検出出力 F Dで補正した補正速度指令 A Sを発 生し、 この補正速度指令 A Sを制御指令手段 6 1に供給する。
制御指令手段 6 1は、 速度指令補正手段 6 4からの補正速度指令 A Sと、 速度情報出力手段 6 2からの速度検出出力 S Dとを受け、 速度検出出力 S Dを補正速度指令 A Sに等しくするような電流指 令 C Iを電力変換回路 5 5に供給する。 電力変換回路 5 5は、 この 電流指令 C Iに基づく電流で交流出力を発生する。
交流電動機 8 1〜8 4は、 それそれ電力変換装置 5 1〜5 4の各 電力変換回路 5 5の出力に直接接続され、 各電力変換回路 5 5の交 流出力により駆動される。 各交流電動機 8 1〜8 4には、 それそれ の回転数を検出する回転数検出手段 8 5 - 8 8が付設され、 この回 転数検出手段 8 5〜8 8が速度検出出力手段 6 に回転数検出出 力 R Dを供給する。 交流電動機 8 1〜8 4のそれぞれには、 負荷機 械 9 1〜9 4が連結されており、 この負荷機械 9 1〜9 4は交流電 動機 8 1〜8 4により、 それそれ直接駆動される。 負荷機械 9 1〜 9 4は、 船舶推進装置に応用される場合には、 その推進器となり、 また L N Gプラントに応用される場合には、 そのコンプレヅサとな る。
さて、 この実施の形態 1では、 電力変換装置 5 1〜5 4のそれぞ れが、 共通配電母線 3 0の母線周波数 F bの変化に即応して、 速度 指令 S Sを母線周波数 f bに応じて補正した補正速度指令 A Sを 電流指令手段 6 1に与える。 各電力変換装置 5 1 - 5 4の制御指令 手段 6 1は母線周波数 F bの変化に即応して、 各電力変換回路 5 5 の電流出力を変化させ、 それに伴なつて各電力変換回路 5 5と各交 流電動機 8 1〜8 4との間でやり取りされる有効電力を変化させ、 各交流電動機 8 1〜 8 4の回転速度を補正速度指令 A Sに対応し た所定値に維持するように制御する。 結果として、 各交流電動機 8 1〜8 4のそれそれは、 その回転速度が補正速度指令 A Sに対応し た所定回転速度まで変化した後、 この所定回転速度を維持するよう に制御され、 また母線周波数 F bも補正速度指令 A Sに対応した所 定値まで変化した後、 この所定値を維持するように制御される。 具体的には、 5台の原動機 1 1〜 1 5の 1台が故障した場合、 ま たは 5台の交流発電機 2 1 - 2 5の 1台が故障した場合には、 共通 配電母線 3 0の負荷が増大して母線電圧と母線周波数が低下する が、 この母線周波数 F bの低下に即応して補正速度指令 A Sも低下 する。 この補正速度指令 A Sの低下に即応してすべての交流電動機 8 1〜8 4の回転速度が補正速度指令 A Sに対応して低下し、 全体 としての負荷が低減されるので、 各交流電動機 8 1〜8 4の回転速 度がある所定値まで低下したときに、 交流電動機 8 1〜8 4の回転 速度および補正速度指令 A Sも所定値で安定し、 この所定値を維持 するように制御される。 結果として、 この補正速度指令 A Sに対応 する所定回転速度ですベての交流電動機 8 1〜 8 4の運転が継続 でき、 母線周波数 F bもこの補正速度指令 A Sに対応した所定値に 維持されるように、 制御が行なわれる。
4台の電力変換装置 5 1〜 5 4の中の 1台の電力変換装置 5 1 が故障した場合、 または 4台の交流電動機 8 1〜8 4の中の 1台の 交流電動機 8 1が故障した場合には、 共通配電母線 3 0の負荷が減 少し、 母線電圧および母線周波数が上昇するが、 この母線周波数の 上昇に即応して補正速度指令 A Sも上昇し、 電力変換装置 5 2〜 5 4が対応する交流電動機 8 2〜8 4の回転速度を上昇させ、 これが 所定値まで上昇したときに、 補正速度指令 A Sおよび交流電動機 8 2〜8 4の回転速度は所定値に安定し、 その所定値を維持するよう に制御が行なわれ、 母線周波数 F bもそれに見合った所定値を維持 するように制御が行なわれ、 残る電力変換装置 5 2〜5 4により交 流電動機 8 2〜8 4の運転を継続することができる。
補正速度指令 A Sは母線周波数検出出力 F Dに即応し、 各交流電 動機の回転速度の補正もこの補正速度指令 A Sに追従して例えば 0 . 5秒から 1秒程度の短時間で安定するように制御され、 この時 間内にシステムダウンの判定が出ないように設定することにより、 システムダウンを回避して交流電動機の運転を継続することが可 能となる。
負荷機械 9 1〜94とされる船舶の推進器または LNGプラン トのコンプレッサは、 風水力応用機械であり、 2乗トルク負荷であ つて、 その消費電力特性は、 回転速度の 3乗に比例して増減する。 すなわち、 回転速度の小さな変化でも、 消費電力はその 3乗に比例 して大きく変化するので、 交流電動機 81〜84の回転速度を増減 することにより、 電力負荷は大きく変わる結果となり、 この電力負 荷の大きな変動を利用して、 補正速度指令 A Sおよび交流電動機 8 1〜84の回転速度を僅かに増減して、 それを安定化できる。 船舶 の推進器、 LNGプラントのコンプレッサ以外に、 ブロアも風水力 応用機械である。 負荷機械として、 ブロアにも応用できる。
第 2図はこの実施の形態 1による特性の変化の一例を示す。 第 2 図 （a) は、 母線電圧 Vb、 (b) は母線周波数 Fb、 (c) は共通 配電母線 30の負荷電流を示す。 母線電圧 Vbおよび負荷電流は、 それそれュニット単位 [p. u.]で示され、 母線周波数 Fbは [H z] で示される。 横軸は何れも時間 （秒） である。 原点 0から 0. 2秒絰過した時点で、 母線周波数 Fbが +50 [Hz] から低下す る現象が見られるが、 原点 0から 0. 8秒経過した時点で母線周波 数 10は+49 [Hz] にほぽ等しくなり、 その後この周波数に安 定する。
実施の形態 2.
図 3はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形態 2を示す。 この実施の形態 2は、 電力変換装置 5：!〜 54の各電力 変換制御回路 60に、 さらに、 無効電力指令手段 66を追加し、 制 御指令手段 6 1がこの無効電力指令手段 66からの無効電力指令 P Iに基づき、 電力変換回路 55の無効電力調整を行なうようにし たものである。 その他の構成は実施の形態 1と同じであり、 同じ部 分を同じ符号で示し、 説明を省略する。
無効電力指令手段 6 6は、 各電力変換装置 5 1〜 5 4の電力変換 制御回路 6 0のそれそれに含まれている。 この無効電力指令手段 6 6は、 共通配電母線 3 0に直接接続されており、 共通配電母線 3 0 の母線電圧 V bを検出し、 この母線電圧 V bに応じて、 この母線電 圧 V bを所定値に維持するのに必要な無効電力を演算し、 無効電力 指令 P Iを発生する。 制御指令手段 6 1はこの無効電力指令 P Iに 基づき、 電力変換回路 5 5の無効電力の調整を行なう。 この無効電 力の調整は、 母線電圧 V bを所定値に保つように、 各電力変換回路 5 5と交流電動機 8 1〜 8 4との間でやり取りされる無効電力を 調整する。 この無効電力指令手段 6 6による無効電力の調整は、 各 電力変換装置 5 1 ~ 5 4のそれそれにおいて実行される。
原動機 1 1〜 1 5、 交流発電機 2 1〜2 5のいずれかが故障した 場合、 または電力変換回路 5 1〜5 4、 交流電動機 8 1〜8 4のい ずれかが故障した場合、 共通配電母線 3 0の負荷が変動し、 母線電 圧 V bは母線周波数 F bとともに変動する。 この母線電圧 V bの変 動が、 発電機システムに付設される交流電圧調整手段によって抑制 できる場合は、 第 2図 （a ) に示すように、 母線電圧 V bを維持し ながら、 故障した電力変換装置と、 それに接続された交流電動機を 除いた交流電動機の駆動を継続できるが、 発電機システムに付設さ れる交流電圧調整手段によって、 母線電圧 V bの変動が抑制できな い場合には、 第 4図 （a ) に示すように、 母線電圧 V bの変動が拡 大し、 やがてシステムの停止に至る。
実施の形態 2では、 無効電力指令手段 6 6によって母線電圧 V b を検出し、 この母線電圧 V bの変動を抑制し、 それを所定値に維持 するのに必要な無効電力量が演算され、 それに基づき無効電力指令
P Iが制御指令手段 6 1に与えられるので、 第 5図 （a ) に示すよ うに、 母線電圧 V bを所定値に維持することが可能となり、 より安 定して交流電動機の駆動を継続することができる。 なお、 第 4図， 第 5図の （b ) は母線周波数 F bを、 またその （c ) は負荷電流を それぞれ示す。
実施の形態 3 .
第 6図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形 態 3を示す。 この実施の形態 3は、 共通の母線周波数検出手段 7 1 を設け、 この共通の母線周波数検出手段 7 1から各電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれに、 母線周波数検出出力 F Dを分配するように したものである。 その他の構成は第 1図に示す実施の形態 1と同じ であり、 同じ部分を同じ符号で示し、 詳細な説明を省略する。
この実施の形態 3において、 母線周波数検出手段 7 1は、 電力変 換装置 5 1 ~ 5 4の外部に、 それらに共通に設けられる。 この母線 周波数検出手段 7 1は、 共通配電母線 3 0に直接接続され、 母線周 波数 F bを検出して、 母線周波数検出出力 F Dを発生する。 この母 線周波数検出出力 F Dは、 電力変換装置 5 1〜5 4のそれぞれの速 度指令補正手段 6 4に分配される。 この各速度指令補正手段 6 4は、 実施の形態 1と同様に補正速度指令 A Sを発生し、 制御指令手段 6 1に供給する。
この実施の形態 3によっても、 実施の形態 1と同じ効果を得るこ とができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜 5 4に対して共通 に、 母線周波数検出手段 7 1を設けるので、 母線周波数検出手段 6 4を各電力変換装置 5 1〜 5 4のそれそれに配置するものに比べ て、 母線周波数検出手段 6 4の特性のバラヅキを解消し、 各電力変 換装置 5 1〜5 4をより均一に制御することができ、 また母線周波 数検出手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができる 実施の形態 4 .
第 7図はこの発明による交流電動機の駆動,システムの実施の形 態 4を示す。 この実施の形態 4は、 共通の母線周波数検出手段 7 1 と共通の無効電力指令手段 7 2を設け、 共通の母線周波数検出手段 7 1から各電力変換装置 5 1〜5 4のそれぞれに、 母線周波数検出 出力 F Dを分配するとともに、 共通の無効電力指令手段 7 2から各 電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれに、 無効電力指令 P Iを分配す るようにしたものである。 その他の構成は第 1図に示す実施の形態 1と同じであり、同じ部分を同じ符号で示し、詳細説明を省略する。 この実施の形態 4において、 母線周波数検出手段 7 1および無効 電力指令手段 7 2は、 電力変換装置 5 1〜 5 4の外部に、 それらに 共通に設けられる。 母線周波数検出手段 7 1は、 共通配電母線 3 0 に直接接続され、 母線周波数 F bを検出して、 母線周波数検出出力 F Dを発生する。 この母線周波数検出出力 F Dは、 電力変換装置 5 1〜 5 4それそれに対する電力変換制御回路 6 0の速度指令補正 手段 6 4に供給される。 この各速度指令補正手段 6 4は、 実施の形 態 1と同様に補正速度指令 A Sを発生し、 制御指令手段 6 1に供給 する。
無効電力指令手段 7 2も共通配電母線 3 0に直接接続され、 母線 電圧 V bを検出して、 この母線電圧 V bを所定値に維持するための 無効電力指令 P Iを発生する。 この無効電力指令 P Iは、 電力変換 装置 5 1〜 5 4のそれそれにおける電力変換制御回路の制御指令 手段 6 1に供給される。 この各制御指令手段 6 1は、 実施の形態 2 と同様に無効電力指令 P Iに応じて、 電力変換装置 5 1〜5 4と交 流電動機 8 1〜8 4との間でやり取りされる無効電力を調整し、 母 線電圧 V bを所定値に維持する。
この実施の形態 4によっても、 実施の形態 2と同じ効果を得るこ とができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜5 4に対して共通 に、 母線周波数検出手段 7 1と無効電力指令手段 7 2を設けるので、 母線周波数検出手段 6 4と無効電力指令手段 6 6を各電力変換装 置 5 1〜5 4の電力変換制御回路 6 0のそれぞれに配置する.もの に比べて、 母線周波数検出手段 6 4および無効電力指令手段 6 6に おける特性のバラツキを解消し、 各電力変換装置 5 1〜5 4をより 均一に制御することができ、 また、 母線周波数検出手段と無効電力 指令手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができる。 実施の形態 5 .
第 8図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形 態 5を示す。 第 1図、 第 3図、 第 6図、 第 7図に示した実施の形態 1〜4では、 母線周波数検出手段 6 5からの母線周波数検出出力 F Dにより、 速度指令手段 6 3からの速度指令 S Sを補正して、 補正 速度指令 A Sを出力する速度指令補正手段 6 4を用いたが、 この実 施の形態 5では、 電力変換装置 5 1〜 5 4に対する各電力変換制御 回路 6 0のそれそれにおいて、 この速度指令補正手段 6 4に代わつ て、 速度指令 S Sの上限値を調整する速度上限値調整手段 6 7が用 いられる。
速度上限値調整手段 6 7は、その内部において、 母線周波数検出 手段 6 5からの母線周波数検出出力 F Dに即応し、 この母線周波数 検出出力 F Dに応じて、 速度指令手段 6 3からの速度指令 S Sに対 する速度上限値調整出力 U Sを演算する。 この速度上限値調整出力 U Sは、 母線周波数検出出力 F Dに比例した大きさとされ、 母線周 波数 F bが低下すればそれに即応して速度上限値調整出力 U Sも 低下し、 また母線周波数 F bが上昇すればそれに即応して速度上限 値調整出力 U Sも上昇する。 この速度上限値調整出力 U Sは、 速度 上限値調整手段 6 7を通過する速度指令 S Sに対する上限値とな り、 母線周波数 F bの変動に即応し、 速度指令 S Sをこの速度上限 値調整出力 U S以下の範囲に強制的に押さえ込む。 速度上限値調整 手段 6 7は、 速度上限値調整出力 U S以下に規制された速度指令 L Sを出力し、 この規制された速度指令 L Sが制御指令手段 6 1に供
^口される。
速度指令 S Sが速度上限値調整出力 U Sより小さければ、 その速 度指令 S Sはそのまま速度指令 L Sとして出力されるが、 速度指令 S Sが速度上限値調整出力 U S以上の大きさとなれば、 速度上限値 調整出力 U Sが規制された速度指令 L Sとして出力される。 結果と して、 電力変換回路 5 5は速度上限値調整出力 U Sによって規制さ れた電流を交流電動機 8 1〜8 4に供給し、 速度上限値調整出力 U Sで規制された有効電力を交流電動機 8 1〜8 4との間でやり取 りして、 交流電動機 8 1〜8 4は速度上限値調整出力 U Sによって 規制された回転速度で駆動される。
速度指令 L Sは、 母線周波数 F bの変動に即応して速度上限値調 整出力 U S以下に範囲に押さえ込まれ、 対応する電力変換装置 5 1 〜 5 4のそれそれは、 対応する交流電動機 8 1〜8 4の回転速度を 達度上限値調整出力 U Sに対応した回転速度以下に押さえ込む。 こ の速度上限値調整出力 U Sが母線周波数検出出力 F Dに応じて調 整されるので、 実施の形態 1と同様に、 電力変換装置 5 1〜5 4の それぞれにおいて、 共通配電母線 3 0の負荷変動に即応し、 母線周 波数 F dを、 その負荷状態の変化に対応した所定値に維持しながら、 W
21 負荷機械 9 1〜 9 4への給電を継続できる。
具体的には、 5台の原動機 1 1 ~ 1 5の 1台が故障した場合、 ま たは 5台の交流発電機 2 1〜2 5の 1台が故障した場合には、 共通 配電母線 3 0の負荷が増大して母線電圧と母線周波数が低下する 5 が、 この母線周波数 F bの低下に即応して速度上限値調整出力 U S も低下する。 この速度上限値調整出力 U Sの低下に即応してすべて の交流電動機 8 1〜8 4の回転速度が速度上限値調整出力 U S以 下に低下し.、 全体としての負荷が低減されるので、 各交流電動機 8 1〜8 4の回転速度がある所定値まで低下したときに、 交流電動機
10 8 1〜8 4の回転速度および速度上限値調整出力 U Sも所定値で 安定し、 この所定値を維持するように制御される。 結果として、 こ の速度上限値調整出力 U S以下に規制された所定回転速度ですベ ての交流電動機 8 1〜8 4の運転が継続でき、 母線周波数 F bもこ の速度上限値調整出力 U Sで規制された所定値に維持されるよう
15 に、 制御が行なわれる。
4台の電力変換装置 5 1〜5 4の中の 1台の電力変換装置 5 1 が故障した場合、 または 4台の交流電動機 8 1〜8 4の中の 1台の 交流電動機 8 1が故障した場合には、 共通配電母線 3 0の負荷が減 少し、 母線電圧および母線周波数が上昇する。 この母線周波数の上
20 昇に即応して速度上限値調整出力 U Sも上昇し、 電力変換装置 5 2 〜5 4が対応する交流電動機 8 2〜8 4の回転速度も上昇する。 こ の交流電動機 8 2〜8 4の回転速度が所定値まで上昇したときに、 速度上限値調整出力 U Sおよび交流電動機 8 2〜8 4の回転速度 は所定値に安定し、 その所定値を維持するように制御が行なわれ、
25 併せて母線周波数 F bもそれに見合った所定値を維持するように 制御が行なわれ、 残る電力変換装置 5 2〜5 4により交流電動機 8 2〜8 4の運転を継続することができる。
速度上限値調整出力 U Sは母線周波数検出出力 F Dに即応し、 各 交流電動機の回転速度もこの速度上限値調整出力 U Sに追従して 例えば 0 . 5秒から 1秒程度の短時間で安定するように制御され、 この時間内にシステムダウンの判定が出ないように設定すること により、 システムダウンを回避して交流電動機の運転を継続するこ とが可能となる。
実施の形態 6 .
第 9図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の形 態 6を示す。 この実施の形態 6は、 実施の形態 5と同様に、 速度指 令 S Sに対する速度上限値調整出力 U Sを調整設定する上限値調 整手段 6 7を使用するものであるが、 この実施の形態 6では、 さら に、 電力変換装置 5 1〜5 4に対する各電力変換制御回路 6 0のそ れそれに、 第 3図に示す実施の形態 2と同様に、 無効電力指令手段 6 6が付加される。
この無効電力指令手段 6 6は、 実施の形態 2の無効電力指令手段 6 6と同じに、 共通配電母線 3 0に直接接続されており、 共通配電 母線 3 0の母線電圧 V bを検出し、 この母線電圧 V bに応じて、 こ の母線電圧 V bを所定値に維持するのに必要な無効電力を演算し、 無効電力指令 P Iを発生する。 この実施の形態 6でも、 制御指令手 段 6 1はこの無効電力指令 P Iに基づき、 電力変換回路 5 5の無効 電力の調整を行なう。 この無効電力の調整は、 母線電圧 V bを所定 値に保つように、 各電力変換回路 5 5と交流電動機 8 1〜8 4との 間でやり取りされる無効電力を調整する。 この無効電力指令手段 6 6による無効電力の調整は、 各電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれ において実行され、 母線電圧 V bを所定値に調整して、 母線電圧 V bの安定化を図り、 負荷機械 9 1 ~ 9 4の駆動を継続できる。
実施の形態 7 .
第 1 0図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の 形態 7を示す。 この実施の形態 7でも、 実施の形態 5と同様に、 各 電力変換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそ れに速度指令 S Sに対する速度上限値調整出力 U Sを演算する速 度上限値調整手段 6 7が使用されるが、 この実施の形態 7では、 各 電力変換制御回路 6 0の速度上限値調整手段 6 7に対して共通に、 母線周波数検出手段 7 1が設けられる。
この実施の形態 7によっても、 実施の形態 5と同じ効果を得るこ とができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜5 4に対して共通 に、 母線周波数検出手段 7 1を設けるので、 母線周波数検出手段 6 4を各電力変換装置 5 1〜 5 4のそれそれに配置するものに比べ て、 母線周波数検出手段 6 4の特性のバラヅキを解消し、 各電力変 換装置 5 1〜5 4をより均一に制御することができ、 また母線周波 数検出手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができる 実施の形態 8 .
第 1 1図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の 形態 8を示す。 この実施の形態 8でも、 実施の形態 5と同様に、 各 電力変換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそ れに速度指令 S Sに対する速度上限値調整出力 U Sを演算する速 度上限値調整手段 6 7が使用されるが、 この実施の形態 8では、 電 力変換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれぞれ の速度上限値調整手段 6 7に対して共通に、 第 7図に示す実施の形 態 4と同様に、 母線周波数検出手段 7 1が設けられ、 また各電力変 換制御回路 6 0のそれそれに対して共通に、 無効電力指令手段 7 2 が設けられる。
この実施の形態 8によっても、 実施の形態 5と同じ効果を得るこ とができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜5 4に対して共通 に、 母線周波数検出手段 7 1と無効電力指令手段 7 2を設けるので、 母線周波数検出手段 6 4と無効電力指令手段 6 6を各電力変換装 置 5 1〜 5 4の電力変換制御回路 6 0のそれぞれに配置するもの に比べて、 母線周波数検出手段 6 4および無効電力指令手段 6 6に おける特性のバラヅキを解消し、 各電力変換装置 5 1〜5 4をより 均一に制御することができ、 また、 母線周波数検出手段と無効電力 指令手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができる。 実施の形態 9 .
第 1 2図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の 形態 9を示す。 この実施の形態 9では、 電力変換装置 5 1〜5 4に 対する電力変換制御回路 6 0のそれそれに、 電流指令手段 6 8、 電 流上限値調整手段 6 9 A、 および電流上限値制御出力手段 6 9 Cが 設けられる。
電流指令手段 6 8は、 速度検出手段 6 2からの速度検出出力 S D と、 基準速度設定手段 6 3からの基準速度出力 S Sとを受けて、 速 度検出出力 S Dと基準速度出力 S Sとの差を 0にするような電流 指令 C Jを発生する。 電流上限値調整手段 6 9 Aは、 母線周波数検 出手段 6 5からの母線周波数検出出力 F Dを受けて、 この母線周波 数検出出力 F Dに比例する電流上限値調整出力 U Cを演算し、 出力 する。 電流上限値制御出力手段 6 9 Cは、 電流上限値調整出力 U C を受けて、 この電流上限値調整出力 U Cで上限値が規制された電流 指令 L Cを出力する。 この実施の形態 9では、 母線周波数検出手段 6 5は、 電力変換装置 5 1〜5 4に対する電力変換制御回路 6 0の それぞれに設けられ、 母線 3 0における母線周波数 F bを個別に検 出し、 母線周波数検出出力 F Dを個別に出力する。
電流指令 C Jに対する電流上限値調整出力 U Cは、 母線周波数検 出出力 F Dに応じて変化し、 電流指令手段 6 8からの電流指令 C J は、 電流上限値制御出力手段 6 9 Cにおいて、 この電流上限値調整 出力 U C以下の範囲に強制的に押さえ込まれ、 電流上限値制御出力 手段 6 9 Cは、 電流上限値調整出力 U C以下に規制された電流指令 L Cを電流指令 J Cに基づいて発生する。 制御指令手段 6 1はこの 規制された電流指令 L Cを受け、 これに応じた電流指令 C Iを電力 変換装置 5 5に与える。 電流指令 J Cが電流上限値調整出力 U Cよ り小さければ、 その電流指令 J Cはそのまま電流指令 L Cとして出 力されるが、 電流指令 J Cが電流上限値調整出力 U C以上の大きさ となれば、 電流上限値調整出力 U Cが規制された電流指令 L Cとし て出力される。 結果として、 電力変換回路 5 5は電流上限値調整出 力 U Cによって規制された電流を交流電動機 8 1〜8 4に供給し、 電流上限値調整出力 U Cで規制された有効電力を交流電動機 8 1 〜8 4との間でやり取りして、 交流電動機 8 1〜8 4は電流上限値 調整出力 U Cによって規制された回転速度で駆動される。
具体的には、 5台の原動機 1 1〜 1 5の 1台が故障した場合、 ま たは 5台の交流発電機 2 1〜2 5の 1台が故障した場合には、 共通 配電母線 3 0の負荷が増大して母線電圧と母線周波数が低下する が、 この母線周波数 F bの低下に即応して電流上限値調整出力 U C も低下する。 この電流上限値調整出力 U Cの低下に即応してすべて の交流電動機 8 1〜8 4の回転速度が電流上限値調整出力 U C以 下に低下し、 全体としての負荷が低減されるので、 各交流電動機 8 1〜8 4の回転速度がある所定値まで低下したと.きに、 交流電動機 8 1〜8 4の回転速度および速度上限値調整出力 U Cも所定値で 安定し、 この所定値を維持するように制御される。 結果として、 こ の電流上限値調整出力 U C以下に規制された所定回転速度ですベ ての交流電動機 8 1〜8 4の運転が継続でき、 母線周波数 F bもこ の電流上限値調整出力 U Cで規制された所定値に維持されるよう に、 制御が行なわれる。
4台の電力変換装置 5 1 ~ 5 4の中の 1台の電力変換装置 5 1 が故障した場合、 または 4台の交流電動機 8 1〜8 4の中の 1台の 交流電動機 8 1が故障した場合には、 共通配電母線 3 0の負荷が減 少し、 母線電圧および母線周波数が上昇する。 この母線周波数の上 昇に即応して電流上限値調整出力 U Cも上昇し、 電力変換装置 5 2 〜5 4が対応する交流電動機 8 2〜8 4の回転速度も上昇する。 こ の交流電動機 8 2〜8 4の回転速度が所定値まで上昇したときに、 電流上限値調整出力 U Cおよび交流電動機 8 2〜8 4の回転速度 は所定値に安定し、 その所定値を維持するように制御が行なわれ、 併せて母線周波数 F bもそれに見合った所定値を維持するように 制御が行なわれ、 残る電力変換装置 5 2〜5 4により交流電動機 8 2〜8 4の運転を継続することができる。
電流上限値調整出力 U Cは母線周波数検出出力 F Dに即応し、 各 交流電動機の回転速度もこの電流上限値調整出力 U Cに追従して 例えば 0 . 5秒から 1秒程度の短時間で安定するように制御され、 この時間内にシステムダウンの判定が出ないように設定すること により、 システムダウンを回避して交流電動機の運転を継続するこ とが可能となる。
実施の形態 1 0 .
第 1 3図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の 形態 1 0を示す。この実施の形態 1 0でも、実施の形態 9と同様に、 電力変換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそ れに、 電流指令手段 6 8、 電流上限値調整手段 6 9 A、 および電流 上限値制御出力手段 6 9 Cが設けられるが、 それに加えて、 電力変 換制御回路 6 0のそれそれに、 実施の形態 2と同様に、 無効電力指 令手段 6 6が設けられる。
この無効電力指令手段 6 6は、 実施の形態 2の無効電力指令手段 6 6と同じに、 共通配電母線 3 0に直接接続されており、 共通配電 母線 3 0の母線電圧 V bを検出し、 この母線電圧 V bに応じて、 こ の母線電圧 V bを所定値に維持するのに必要な無効電力を演算し、 無効電力指令 P Iを発生する。 この実施の形態 6でも、 制御指令手 段 6 1はこの無効電力指令 P Iに基づき、 電力変換回路 5 5の無効 電力の調整を行なう。 この無効電力の調整は、 母線電圧 V bを所定 値に保つように、 各電力変換回路 5 5と交流電動機 8 1〜8 4との 間でやり取りされる無効電力を調整する。 この無効電力指令手段 6 6による無効電力の調整は、 各電力変換装置 5 1〜5 4のそれそれ において実行され、 母線電圧 V bを所定値に調整して、 母線電圧 V bの安定化を図り、 負荷機械 9 1〜9 4の駆動を継続できる。
実施の形態 1 1 .
第 1 4図はこの発明による交流電動機の駆動システムの実施の 形態 1 1を示す。この実施の形態 1 0でも、実施の形態 9と同様に、 電力変換装置 5 1 - 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそ れに、 電流指令手段 6 8、 電流上限値調整手段 6 9 A、 および電流 上限値制御出力手段 6 9 Cが設けられるが、 それに加えて、 電力変 換装置 5 1 ~ 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれぞれに共 通に、 母線周波数検出手段 7 1が設けられる。 この実施の形態 1 1によっても、 実施の形態 9と同じ効果を得る ことができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜5 4に対して共 通に、 母線周波数検出手段 7 1を設けるので、 母線周波数検出手段 6 4を各電力変換装置 5 1〜 5 4のそれぞれに配置するものに比 ベて、 母線周波数検出手段 6 4の特性のバラツキを解消し、 各電力 変換装置 5 1〜5 4をより均一に制御することができ、 また母線周 波数検出手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができ る ο
実施の形態 1 2 .
第 1 4図はこの発明による交流電動機の駆動システムに実施の 形態 1 2を示す。この実施の形態 1 2でも、実施の形態 9と同様に、 電力変換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそ れに、 電流指令手段 6 8、 電流上限値調整手段 6 9 A、 および電流 上限値制御出力手段 6 9 Cが設けられるが、 それに加えて、 電力変 換装置 5 1〜 5 4に対する電力変換制御回路 6 0のそれそれに共 通に、 母線周波数検出手段 7 1と、 無効電力指令手段 7 2が設けら しる o
この実施の形態 1 2によっても、 実施の形態 9と同じ効果を得る ことができる。 加えて、 複数の電力変換装置 5 1〜5 4に対して共 通に、 母線周波数検出手段 7 1と無効電力指令手段 7 2を設けるの で、 母線周波数検出手段 6 4と無効電力指令手段 6 6を各電力変換 装置 5 1〜 5 4の電力変換制御回路 6 0のそれそれに配置するも のに比べて、 母線周波数検出手段 6 4および無効電力指令手段 6 6 における特性のバラヅキを解消し、 各電力変換装置 5 1〜5 4をよ り均一に制御することができ、 また、 母線周波数検出手段と無効電 力指令手段の設置台数を低減し、 構成の簡略化を図ることができる 産業上の利用可能性
この発明による交流電動機の駆動システムは、 船舶における複数 の推進器を複数の交流電動機によつて駆動する用途、 L P Gプラン トにおける複数のコンプレッサを複数の交流電動機によって駆動 する用途、 または複数のブロアを複数の交流電動機によって駆動す る用途など、 複数の風水力利用負荷を複数の交流電動機によって駆 動するのに有効に利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲 . 1 . 原動機により駆動される複数の交流発電機と、 この複数の交流 発電機が接続された共通配電母線と、 この共通配電母線に接続され た複数の電力変換装置と、 この複数の電力変換装置のそれそれに対 応して設けられた複数の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変換 装置のそれそれによつて駆動される複数の交流電動機と、 この複数 のそれぞれによって駆動される複数の負荷機械とを備えた交流電動 機の駆動システムであって、
前記複数の電力変換制御装置のそれそれが、 前記共通配電母線の 母線周波数を検出した母線周波数検出出力により、 対応する前記交 流電動機に対する速度指令を補正した補正速度指令に基づいて、 対 応する前記電力変換装置に対する電流指令を発生し、
前記複数の電力変換装置のそれそれが、 対応する前記電力変換制 御回路からの前記電流指令に基づいて、 対応する前記交流電動機と の間でやり取りされる有効電力を制御することにより、 前記共通配 電母線の負荷変動に応じて、 前記母線周波数を前記補正速度指令に 対応した所定値に制御することを特徴とする交流電動機の駆動シス テム。
2 . 請求項 1記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記複数 の電力変換制御回路のそれそれが、 前記共通配電母線の母線周波数 を個別に検出して前記母線周波数検出出力を出力する母線周波数検 出手段と、 この母線周波数検出手段から出力される前記母線周波数 検出出力に基づいて前記補正速度指令を出力する補正速度指令手段 とを有することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
3 . 請求項 2記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記複数 の電力変換制御回路のそれぞれが、 さらに、 前記共通配電母線の母 . 線電圧を個別に検出してその母線電圧に応じた無効電力指令を出力 する無効電力指令手段を有し、 前記電力変換装置のそれそれが、 さ らに、 前記無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との 5 間でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定値に制 御することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
4 . 請求項 1記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記共通 配電母線の母線周波数を検出して前記母線周波数検出出力を出力す る母線周波数検出手段を備え、 前記複数の電力変換制御回路のそれ
10 それが、 前記母線周波数検出手段から前記前記母線周波数検出出力 を受けるように構成されたことを特徴とする交流電動機の駆動シス テム。
5 . 請求項 4記載の交流電動機の駆動システムであって、 さらに、 前記共通配電母線の母線電圧を検出してその母線電圧に応じた無効
15 電力指令を出力する無効電力指令手段を備え、 前記電力変換装置の それそれが、 さらに前記無効電力指令手段からの無効電力指令を受 け、 この無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との間 でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定値に制御 することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
20 6 . 原動機により駆動される複数の交流発電機と、 この複数の交流 発電機が接続された共通配電母線と、 この共通配電母線に接続され
, た複数の電力変換装置と、 この複数の電力変換装置のそれそれに対 応して設けられた複数の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変換 装置のそれそれによつて駆動される複数の交流電動機と、 この複数
25 の交流電動機のそれそれによつて駆動される複数の負荷機械とを備 えた交流電動機の駆動システムであって、 前記複数の電力変換制御回路のそれぞれが、 前記共通配電母線の 母線周波数を検出した母線周波数検出出力により、 対応する前記交 流電動機に対する速度指令の上限値を調整した速度上限値調整出力 に基づいて、 前記速度上限値調整出力以下の範囲において、 対応す る前記電力変換装置に対する電流指令を発生し、
前記電力変換装置のそれぞれが、 対応する前記交流電動機に対す る前記速度上限値調整出力以下の範囲において、 対応する前記電力 変換制御回路からの前記電流指令に基づいて、 対応する前記交流電 動機との間でやり取りされる有効電力を制御することにより、 前記 共通配電母線の負荷変動に応じて、 前記母線周波数を前記速度上限 値調整出力で規制される所定値に制御することを特徴とする交流電 動機の駆動システム。
7 . 請求項 6記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記複数 の電力変換制御回路のそれそれが、 前記共通配電母線の母線周波数 を個別に検出して前記母線周波数検出出力を出力する母線周波数検 出手段と、 この母線周波数検出手段から出力される前記母線周波数 検出出力に基づいて前記速度上限値調整出力を発生する速度上限値 調整手段と.を有することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
8 . 請求項 6記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記複数 の電力変換制御回路のそれそれがさらに、 前記共通配電母線の母線 電圧を個別に検出してその母線電圧に応じた無効電力指令を出力す る無効電力指令手段を有し、 前記電力変換装置のそれそれが、 さら に、 前記無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との間 でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定値に制御 することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
9 . 請求項 6記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記共通 配電母線の母線周波数を検出して前記母線周波数検出出力を出力す る母線周波数検出手段を備え、 前記複数の電力変換制御回路のそれ それが、 前記母線周波数検出手段から前記母線周波数検出出力を受 け、 前記速度上限値調整出力を発生する速度上限値調整手段を有す ることを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 0 .請求項 9記載の交流電動機の駆動システムであって、さらに、 前記共通配電母線の母線電圧を検出してその母線電圧に応じた無効 電力指令を出力する無効電力指令手段を有し、 前記電力変換装置の それそれが、 さらに、 前記無効電力指令手段からの無効電力指令を 受け、 この無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との 間でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定値に制 御することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 1 . 原動機により駆動される複数の交流発電機と、 この複数の交 流発電機が接続された共通配電母線と、 この共通配電母線に接続さ れた複数の電力変換装置と、 この複数の電力変換装置のそれそれに 対応して設けられた複数の電力変換制御回路と、 前記複数の電力変 換装置のそれそれによつて駆動される複数の交流電動機と、 この複 数の交流電動機のそれそれによつて駆動される複数の負荷機械とを 備えた交流電動機の駆動システムであって、
前記複数の電力変換制御回路のそれそれが、 前記共通配電母線の 母線周波数を検出した母線周波数検出出力により、 対応する前記電 力変換装置に対する電流指令の上限値を調整した電流上限値調整出 力に基づいて、 前記電流上限値調整出力以下の範囲において、 前記 交流電動機に対する電流指令を発生し、
前記複数の電力変換装置のそれそれが、 前記電流上限値調整出力 以下の範囲において、 対応する前記電力変換制御回路からの前記電 流指令に基づいて、 対応する前記交流電動機との間でやり取りされ る有効電力を制御することにより、 前記共通配電母線の負荷変動に 応じて、 前記母線周波数を前記電流上限値調整出力で規制される所 定値に制御することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 2 . 請求項 1 1記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記 複数の電力変換制御回路のそれそれが、 前記共通配電母線の母線周 波数を個別に検出して前記母線周波数検出出力を出力する母線周 波数検出手段と、 この母線周波数検出手段から出力される前記母線 周波数検出出力に基づいて前記電流上限値調整出力を発生する電 流上限値調整手段とを有することを特徴とする交流電動機の駆動 システム。
1 3 . 請求項 1 2記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記 複数の電力変換制御回路のそれそれがさらに、 前記共通配電母線の 母線電圧を個別に検出してその母線電圧に応じた無効電力指令を 出力する無効電力指令手段を有し、 前記電力変換装置のそれそれが、 さらに、 前記無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動機と の間でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定値に 制御することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 4 . 請求項 1 1記載の交流電動機の駆動システムであって、 前記 共通配電母線の母線周波数を検出して前記母線周波数検出出力を 出力する母線周波数検出手段を備え、 前記複数の電力変換制御回路 のそれそれが、 前記母線周波数検出手段から前記前記母線周波数検 出出力を受け、 前記電流上限値調整出力を発生する電流上限値調整 手段を有することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 5 . 請求項 1 4記載の交流電動機の駆動システムであって、 さら に、 前記共通配電母線の母線電圧を検出してその母線電圧に応じた 無効電力指令を出力する無効電力指令手段を有し、 前記電力変換装 置のそれそれが、 さらに、 前記無効電力指令手段から前記無効電力 指令を受け、 この無効電力指令に基づいて、 対応する前記交流電動 機との間でやり取りされる無効電力を制御し、 前記母線電圧を所定 値に制御することを特徴とする交流電動機の駆動システム。
1 6 . 請求項 1、 6または 1 1記載の交流電動機の駆動システムで あって、 単数または複数の原動機を備え、 この原動機が燃料の燃焼 により駆動力を発生して、 前記複数の交流発電機を駆動することを 特徴とする交流電動機の駆動シス^ム。
1 7 . 請求項 1、 6または 1 1記載の交流電動機の駆動システムで あって、 前記複数の負荷機械が風水力応用機械であることを特徴と する交流電動機の駆動システム。
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