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JPS6160679B2 - - Google Patents
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JPS6160679B2 - - Google Patents

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JPS6160679B2
JPS6160679B2 JP52141613A JP14161377A JPS6160679B2 JP S6160679 B2 JPS6160679 B2 JP S6160679B2 JP 52141613 A JP52141613 A JP 52141613A JP 14161377 A JP14161377 A JP 14161377A JP S6160679 B2 JPS6160679 B2 JP S6160679B2
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JP
Japan
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load
alternator
generator
control
avr
Prior art date
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Application number
JP52141613A
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Japanese (ja)
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JPS5475017A (en
Inventor
Akira Shibuya
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流発電機の制御方法に係り、特に、
負荷状態に応じて入力電力を最少に抑えるに最適
な交流発電機の制御方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for controlling an alternating current generator, and in particular,
This invention relates to an AC generator control method that is optimal for minimizing input power depending on load conditions.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のサイリスタ整流装置を介して直流負荷に
接続される交流発電機においては、直流負荷の設
定値が変動した場合、交流発電機の端子電圧は一
定に保ち、サイリスタのゲートを制御することに
依り負荷を取つていた。
In an alternator connected to a DC load via a conventional thyristor rectifier, when the set value of the DC load fluctuates, the terminal voltage of the alternator is kept constant and the thyristor gate is controlled. It was carrying a load.

第1図はサイリスタ整流装置を介して直流負荷
に接続される交流発電機を含む電源装置の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device including an alternating current generator connected to a DC load via a thyristor rectifier.

交流発電機1は駆動電動機2により駆動され
る。また、駆動電動機2は交流電源を電力源とし
て定速回転をしている。交流発電機1の出力電圧
はAVR3および励磁装置4より成る制御装置で
交流発電機界磁巻線5を制御して規定電圧を出力
する。直流負荷6はサイリスタ整流装置7を介し
て交流発電機1に接続され、サイリスタ整流装置
7のゲートを制御して通流率を変化させる。
The alternator 1 is driven by a drive motor 2 . Further, the drive motor 2 rotates at a constant speed using an AC power source as a power source. The output voltage of the alternator 1 is determined by a control device comprising an AVR 3 and an excitation device 4, which controls the alternator field winding 5 to output a specified voltage. The DC load 6 is connected to the alternating current generator 1 via a thyristor rectifier 7, and controls the gate of the thyristor rectifier 7 to change the conduction rate.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような構成の装置において部分負荷に対す
る制御を行なうには、交流発電機1の端子電圧を
一定に保ち、サイリスタ整流装置7のゲートを制
御して第2図Aの全負荷運転から第2図Bの如く
部分負荷運転に到る制御を行なつていた。ところ
で、交流発電機1の端子電圧は該発電機1の固定
子鉄心等に流れる磁束に比例しており、また交流
電電機1の鉄損は該固定子鉄心の磁束密度(磁束
を該鉄心を含む磁路の断面積で割つたもの)とそ
れの重量によつて定まることから、最終的にその
鉄損は交流発電機1の端子電圧に比例することに
なる。しかしながら、上述した部分負荷に対する
従来の制御においては交流発電機1の端子電圧が
一定であるため、負荷が小さくなつても鉄損が変
化せず負荷に対する損失の割合が大きくなり、従
つて負荷に供給している電力に対して入力電力消
費が大きいという欠点がある。また、サイリスタ
装置7からの出力電流には、第2図Bに示すよう
に波形がひずんでいることから多くの高調波成分
を含むという欠点がある。特に、直流負荷が間歇
的に変動する負荷、例えば短絡発電機等では顕著
な欠点となつている。
In order to perform partial load control in a device with such a configuration, the terminal voltage of the alternator 1 is kept constant and the gate of the thyristor rectifier 7 is controlled to switch from the full load operation shown in Fig. 2A to the Fig. 2 As shown in B, control was being carried out to reach partial load operation. By the way, the terminal voltage of the AC generator 1 is proportional to the magnetic flux flowing through the stator core of the generator 1, and the iron loss of the AC electric machine 1 is the magnetic flux density of the stator core (magnetic flux including the core). Since it is determined by the magnetic path (divided by the cross-sectional area of the magnetic path) and its weight, the iron loss is ultimately proportional to the terminal voltage of the alternator 1. However, in the conventional control for partial loads as described above, the terminal voltage of the alternator 1 is constant, so even if the load becomes small, the core loss does not change and the loss ratio to the load increases. The drawback is that the input power consumption is large relative to the supplied power. Furthermore, the output current from the thyristor device 7 has a distorted waveform, as shown in FIG. 2B, and therefore has the drawback of containing many harmonic components. In particular, this is a significant drawback in loads where the DC load fluctuates intermittently, such as short-circuit generators.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、部分負荷の場合に、該負荷状
態に応じて出力端子電圧を制御し、該出力電圧に
応じて必要入力を最少にすることができる交流発
電機の制御方法を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control method for an alternator that can control the output terminal voltage according to the load state and minimize the required input according to the output voltage in the case of a partial load. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、交流発電機の損失のうち、一般に電
機子銅損が鉄損より小さいことを利用して、部分
負荷運転する際に、AVRを制御して交流発電機
の端子電圧を部分負荷状態に応じて下げることに
より、鉄損を低減するように制御するものであ
る。また、負荷状態の高低に対応して2種類の励
磁装置およびAVRを設けて電源装置全体の必要
入力を低減するように制御するものである。
The present invention utilizes the fact that armature copper loss is generally smaller than iron loss among alternator losses, and controls the AVR to adjust the terminal voltage of the alternator to the partial load state during partial load operation. The iron loss is controlled to be reduced by lowering the iron loss accordingly. In addition, two types of excitation devices and AVR are provided depending on the load condition, and control is performed to reduce the input required for the entire power supply device.

第3図A,Bは本発明の制御方法による波形を
表わし、第3図Aに示す如くの全負荷運転時の波
形を、部分負荷運転時には第3図Bの如く発電機
端子電圧をEよりE′に減じるようにAVRおよび
励磁装置を制御し、鉄損を減じ必要入力を低減す
る。この場合、サイリスタ装置も必要に応じ使用
されることは勿論である。特に、負荷が急変する
場合にはAVRの追従が困難であるので、サイリ
スタ装置により制御する。
Figures 3A and 3B represent waveforms obtained by the control method of the present invention, with the waveforms during full load operation as shown in Figure 3A, and the generator terminal voltage from E during partial load operation as shown in Figure 3B. The AVR and exciter are controlled to reduce the iron loss to E′, thereby reducing iron loss and required input. In this case, it goes without saying that a thyristor device may also be used if necessary. In particular, when the load changes suddenly, it is difficult for the AVR to follow it, so it is controlled by a thyristor device.

部分負荷運転が、例えば5%乃至10%程度の低
負荷運転で、前述の如く間歇的に動作する負荷に
おいては、本発明の効果は顕著に表われる。
The effects of the present invention are noticeable when the partial load operation is a low load operation of, for example, 5% to 10%, and the load operates intermittently as described above.

したがつて、本願第1の発明は、サイリスタ整
流装置を介して直流負荷に接続される交流発電機
の出力電圧の調整を当該交流発電機の励磁巻線に
印加する励磁電流を調整して行なう交流発電機の
制御方法において、上記直流負荷が部分負荷の場
合該負荷で消費される電力に見合う電力のみを上
記交流発電機で負担すべく上記交流発電機の端子
電圧を変動するように制御することを特徴とする
ものである。
Therefore, the first invention of the present application adjusts the output voltage of an alternator connected to a DC load via a thyristor rectifier by adjusting the excitation current applied to the excitation winding of the alternator. In the method for controlling an alternating current generator, when the direct current load is a partial load, the terminal voltage of the alternating current generator is controlled to be varied so that the alternating current generator bears only the electric power commensurate with the electric power consumed by the load. It is characterized by this.

また、本願第2の発明は、サイリスタ整流装置
を介して直流負荷に接続される交流発電機の出力
電圧の調整を当該交流発電機の励磁巻線に印加す
る励磁電流を調整して行なう交流発電機の制御方
法において、上記直流負荷が部分負荷の場合該負
荷で消費される電力に見合う電力のみを上記交流
発電機で負担すべく上記交流発電機の端子電圧を
変動するように制御するとともに、上記サイリス
タ整流装置により該負荷の電力変動を抑制制御す
ることを特徴とするものである。
Further, the second invention of the present application provides an AC power generation system in which the output voltage of an AC generator connected to a DC load via a thyristor rectifier is adjusted by adjusting the excitation current applied to the excitation winding of the AC generator. In the control method for the machine, when the DC load is a partial load, the terminal voltage of the alternator is controlled to be varied so that the alternator carries only the electric power commensurate with the electric power consumed by the load; The present invention is characterized in that power fluctuations of the load are suppressed and controlled by the thyristor rectifier.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第4図は本発明に係る交流発電機の制御方法の
実施例を実現する装置構成を示すブロツク図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a device configuration for realizing an embodiment of the alternating current generator control method according to the present invention.

第4図に示す装置が第1図に示す装置と異なる
ところは、AVRおよび励磁装置をそれぞれ2台
設け、AVRと励磁装置ね1組を高負荷時制御用
に、AVRと励磁装置の他の1組を低負荷時の制
御用に各々専用させた点にあり、他の構成には変
化はない。したがつて、第4図においては第1図
で用いたと同一部材であるものには同一符号を付
して説明する。すなわち、低負荷において特性の
良いAVR8および励磁装置9と、高負荷におい
て特性の良いAVR10および励磁装置11との
2台を設置し、該負荷6が高負荷時にはAVR1
0および励磁装置11により該界磁巻線5を、該
負荷が低負荷時にはAVR8および励磁装置9に
より該界磁巻線5を制御できるようにスイツチ1
2により切換え使用するものである。
The difference between the device shown in Fig. 4 and the device shown in Fig. 1 is that two AVRs and two excitation devices are provided, one set of AVR and one exciter is used for high-load control, and one set of AVR and one exciter is used for high-load control. The only difference is that one set is dedicated to control during low loads, and the other configurations remain unchanged. Therefore, in FIG. 4, the same members as used in FIG. 1 are given the same reference numerals and explained. That is, two units are installed: the AVR 8 and excitation device 9, which have good characteristics under low loads, and the AVR 10 and excitation device 11, which have good characteristics under high loads, and when the load 6 is high load, the AVR 1
0 and the excitation device 11 to control the field winding 5, and when the load is low, the AVR 8 and the excitation device 9 can control the field winding 5.
2 is used by switching.

しかして、部分負荷運転をする際には、AVR
10,8のうち特にAVR8を制御して交流発電
機の端子電圧を部分負荷状態に応じて下げること
により、該発電機1の鉄損を減じている。
However, when performing partial load operation, the AVR
The core loss of the generator 1 is reduced by controlling the AVR 8 in particular among 10 and 8 to lower the terminal voltage of the alternator according to the partial load state.

このような制御は次のようにすることにより達
成したものである。
Such control was achieved as follows.

該発電機1の出力をP〔w〕、該発電機1の端
子電圧V〔v〕、その出力電流をI〔A〕、負荷側
をみた力率をcosφとすると、Pは P=√3VIcosφ で与えられる。この発電機1の出力電力Pが負荷
6で消費される。負荷6が変動してその消費する
電力が変動したときに、AVR8を制御して電流
Iを一定に保ち、電圧Vを可変するようにして常
に負荷6に必要な消費電力のみを供給するように
してやる。端子電圧Vが前述したように鉄損に比
例するものであり、かつ電流Iが銅損に関係する
ものであり、しかも交流発電機1の損失のうちで
一般に電機子銅損が鉄損より小さいという理由か
ら上述のように電流一定制御・電圧可変制御とす
る方が損失全体からみると損失が小さくなるので
ある。
If the output of the generator 1 is P [w], the terminal voltage of the generator 1 is V [v], its output current is I [A], and the power factor on the load side is cosφ, then P is P=√3VI cosφ is given by This output power P of the generator 1 is consumed by the load 6. When the load 6 fluctuates and its power consumption fluctuates, the AVR 8 is controlled to keep the current I constant and to vary the voltage V so that only the necessary power consumption is always supplied to the load 6. I'll do it. As mentioned above, the terminal voltage V is proportional to the iron loss, and the current I is related to the copper loss, and among the losses of the alternator 1, the armature copper loss is generally smaller than the iron loss. For this reason, the constant current control/variable voltage control as described above results in smaller losses from the overall loss perspective.

また、負荷6の電力が大幅に変動するような場
合には、電流Iをサイリスタ整流装置7のゲート
制御をすることにより変動させて、負荷変動に対
処するものである。
Furthermore, when the power of the load 6 fluctuates significantly, the current I is varied by controlling the gate of the thyristor rectifier 7 to cope with the load fluctuation.

このような構成により動作するので、損失の小
ない、しかも必要入力の少ない電源装置が実現で
きる。
By operating with such a configuration, it is possible to realize a power supply device with low loss and less required input.

第5図は本発明の実施例を実現するに最適な第
2の装置の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a second device most suitable for implementing the embodiment of the present invention.

第5図の装置は、駆動電動機2に供給される交
流電源の電圧が極端に低下した場合にAVR10
が動作しなくなるのを避けるために、AVR10
の電源を交流電源より供給するものである。第1
図における従来例と異なり、部分負荷時には交流
発電機1の出力電圧そのものが低下しているた
め、低負荷用のAVR10に限つて出力電圧を流
用することができない(高負荷用AVR8は出力
電圧が高い状態にあるのでこの配慮は必要な
い)。
The device shown in FIG.
In order to avoid the AVR10 from not working
The power is supplied from an AC power supply. 1st
Unlike the conventional example shown in the figure, the output voltage of the alternator 1 itself drops during partial load, so the output voltage cannot be diverted only to the low load AVR 10 (the high load AVR 8 has an output voltage This consideration is not necessary as the condition is high).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上明らかなように本発明によれば、低負荷連
続運転する際の必要電力が低減され、消費電力を
低減できる。
As is clear from the above, according to the present invention, the power required for continuous low-load operation is reduced, and power consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はサイリスタ整流装置を介して直流負荷
に接続される交流発電機を含む電源装置の回路
図、第2図A,Bの各々は第1図の装置により得
られる全負荷および部分負荷出力電圧波形図、第
3図A,Bは本発明により得られる全負および部
分負荷出力電圧波形図、第4図は本発明を実現す
るに最適な第1の実施例を示す回路図、第5図は
本発明を実現するに最適な第2の実施例を示す回
路図である。 1……交流発電機、5……励磁巻線、6……直
流負荷、7……サイリスタ整流装置、8,10…
…AVR、9,11……励磁装置。
Figure 1 is a circuit diagram of a power supply device including an alternator connected to a DC load via a thyristor rectifier, and Figures 2A and B each show the full load and partial load outputs obtained by the device in Figure 1. Voltage waveform diagrams, Figures 3A and 3B are full negative and partial load output voltage waveform diagrams obtained by the present invention, Figure 4 is a circuit diagram showing the first embodiment most suitable for realizing the present invention, Figure 5 The figure is a circuit diagram showing a second embodiment most suitable for realizing the present invention. 1... AC generator, 5... Excitation winding, 6... DC load, 7... Thyristor rectifier, 8, 10...
...AVR, 9,11...excitation device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 サイリスタ整流装置を介して直流負荷に接続
される交流発電機の出力電圧の調整を当該交流発
電機の励磁巻線に印加する励磁電流を調整して行
なう交流発電機の制御方法において、上記直流負
荷が部分負荷の場合該負荷で消費される電力に見
合う電力のみを上記交流発電機で負担すべく上記
交流発電機の端子電圧を変動するように制御する
ことを特徴とする交流発電機の制御方法。 2 サイリスタ整流装置を介して直流負荷に接続
される交流発電機の出力電圧の調整を当該交流発
電機の励磁巻線に印加する励磁電流を調整して行
なう交流発電機の制御方法において、上記直流負
荷が部分負荷の場合該負荷で消費される電力に見
合う電力のみを上記交流発電機で負担すべく上記
交流発電機の端子電圧を変動するように制御する
とともに、上記サイリスタ整流装置により該負荷
の電力変動を抑制制御することを特徴とする交流
発電機の制御方法。
[Claims] 1. An alternator that adjusts the output voltage of an alternator connected to a DC load via a thyristor rectifier by adjusting an excitation current applied to an excitation winding of the alternator. The control method is characterized in that when the DC load is a partial load, the terminal voltage of the AC generator is controlled so as to cause the AC generator to bear only the electric power commensurate with the electric power consumed by the load. How to control an alternator. 2. In a method for controlling an alternating current generator connected to a direct current load via a thyristor rectifier, the output voltage of the alternating current generator is adjusted by adjusting the excitation current applied to the excitation winding of the alternator, When the load is a partial load, the terminal voltage of the alternator is controlled to be varied so that the alternator only carries the power corresponding to the power consumed by the load, and the thyristor rectifier is used to control the voltage of the load. A method for controlling an alternator, characterized by suppressing and controlling power fluctuations.
JP14161377A 1977-11-28 1977-11-28 Ac generator control system Granted JPS5475017A (en)

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JPS5475017A JPS5475017A (en) 1979-06-15
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