JPH0548055B2 - - Google Patents
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- JPH0548055B2 JPH0548055B2 JP58240910A JP24091083A JPH0548055B2 JP H0548055 B2 JPH0548055 B2 JP H0548055B2 JP 58240910 A JP58240910 A JP 58240910A JP 24091083 A JP24091083 A JP 24091083A JP H0548055 B2 JPH0548055 B2 JP H0548055B2
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- Japan
- Prior art keywords
- generator
- dedicated
- frequency
- shaft
- switching
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- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は例えば船舶の推進用主軸の動力で駆動
される主軸駆動発電機とデイーゼルなどの専用機
関で駆動される発電機との間における発電機の無
停電切換方法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 外洋を航行中の船舶において、省エネルギーの
ために、デイーゼル等の専用機関で駆動される発
電機ではなく、推進用の主軸の動力いわゆる主機
関の動力の一部をとりだして発電するいわゆる主
軸駆動発電機（以下軸発電機と略称する）が使用
されることが多い。この場合の主軸は、いうまで
もなく、航行中波の影響等で若干速度が変動して
いるので、高級な軸発電システムでは、コンバー
タ、インバータ等を使用して周波数を変換するこ
とにより、安定させているがコストの上から直接
主軸で発電機を駆動して、若干の周波数変動を容
認しながら使用することが多い。 しかして、このような運転方式では、実用上か
ら１〜２％の周波数変動は何等問題ないが、次の
ような場合に若干の問題点を含んでいた。すなわ
ち、出航時は軸発電機は使用できないので、デイ
ーゼル等の専用機関で駆動される発電機（以下専
用発電機と略称する）で給電し、外洋航行に移つ
てから軸発電機に切りかえる必要がある。又、入
港前、あるいは悪天候になつて周波数変動が許容
限界を超える恐れがある時は、軸発電機から専用
発電機におきかえる必要がある。 しかしながら、周波数が波の影響等により不規
則に変動する軸発電機と、ほゞ一定回転する専用
発電機とを同期投入して負荷を移す適当な装置が
無く、やむをえず一度船内を全停電させて切りか
えることが行なわれていた。もし、通常の公知の
原理による同期投入装置を用いて同期投入を強行
すると、以下のような不具合が生じることがあつ
た。 (1) 投入しようとした直前に軸発電機の周波数が
急変すると、位相角が許容値以上の所で遮断器
が投入され、その結果として発電機の同期化力
によつて軸系に瞬時的に大きいトルクがかか
り、軸系の機械的破壊をまねくおそれがあつ
た。 (2) 前部(1)と同じ状態の時、発電機界磁巻線に異
常電圧を誘起し、巻線に接続された半導体素子
を破壊させたり、巻線自身の絶縁を破壊させる
おそれがあつた。 (3) また、投入位相は零（ゼロ）に近くても、周
波数差が急激に大きくなつていく場合、投入後
専用発電機の負荷が急変し、増加の場合は専用
機関の瞬時負荷増加率の限度を超えて機関が停
止したり、逆に減少の場合は逆負荷すなわちモ
ータリング状態となつて機関のクランク周辺の
寿命に非常に悪い影響を与えることがあつた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、不規則に周波数が変動する軸
発電機と、ほゞ一定周波数で運転される専用発電
機との間で、安全に同期投入し、かつ軸発電機か
ら専用発電機へ、あるいは逆に専用発電機から軸
発電機へと安全に負荷を移行した後、無負荷にな
つた発電機を解列停止せしめる有効な周波数変動
する発電機の無停電切換方法を提供せんとするも
のである。 〔発明の概要〕 本発明による周波数変動する発電機の無停電切
換方法は、主機関によつて駆動され不規則に周波
数が変動する軸発電機から専用機関によつて駆動
されほぼ一定周波数で運転される専用発電機へ、
あるいはその逆へ負荷を切換える系統において、
前記軸発電機の変動周波数の変動分を除去して得
られた中心周波数と前記専用発電機の周波数と
が、所定の切換条件を満したとき負荷が接続され
ている軸発電機から専用発電機へ、あるいは負荷
が接続されている専用発電機から軸発電機へ切換
えるように構成したことを特徴とするものであ
る。 〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を第１図により詳細に説明す
る。第１図において、１は船舶推進用の主機関、
２はそれにより駆動される軸発電機である。３は
専用機関で、４はそれにより駆動される専用発電
機である。しかして、軸発電機２は遮断器５によ
り、又専用発電機４は遮断器６によりそれぞれ船
内給電母線７に結合し得るようになつており、ま
た母線７には船内負荷群８が接続されている。 ９は本発明の要部となる自動同期投入装置であ
り、１０は軸発電機の電力を検出する検出器であ
る。この同期投入装置９には、軸発電機２の端子
電圧信号と、専用発電機４の端子電圧信号がそれ
ぞれ電圧変成器１１と１２で適当な低電圧にされ
た後読みこまれている。 １３は、専用機関３の調速器の設定速度を上下
させる小形電動機であり、１３ａに信号を与える
と専用発電機の周波数は上がり、１３ｂに信号を
与えると逆に下がるようになつており、１３ａ，
１３ｂともに同期投入装置９に接続されている。
さらに、同期投入装置９からの信号５ａ，５ｂに
より遮断器５の入、切を行ない、信号６ａ，６ｂ
により遮断器６の入、切を行なうことができる。 かような接続のもとに、本発明の要部である自
動同期投入装置が如何に動作するかを説明する。
まず、同期投入するための３条件は、周知のごと
く、 (1) 電圧がほゞ等しいこと (2) 周波数がほゞ等しいこと (3) 電圧位相がほゞ等しいこと である。これらのうち、(1)の電圧は、最近はすべ
ての発電機は自動電圧調整器を有しており、若干
の周波数変動があつても電圧は変動しないから問
題とならない。 今、軸発電機２の周波数をFS、専用発電機４の
周波数をFdとする。通常、外洋航行時の周波数
Fsは第２図の如く変動しており、周波数Fdは第
２図の如くほゞ一定している。一方、両電圧の位
相差φ（ラジアン）は φ＝2π∫（Fd−Fs）dt＋ｃ±2π (1) で表わされ、ｃは任意定数である。 以上の予備知識のもとに本発明の詳細を説明す
るが、本発明は、以下の３要件よりなりたつてい
る。 〔第一要件〕 従来の同期投入装置は軸発電機２の周波数Fs
と専用発電機４の周波数Fdを接近させながらφ
が2πの整数倍になつた時、あるいは、そうなる
時を予測して遮断器を投入していた。しかし、第
２図の如く周波数Fsが不規則に変動している時、
周波数Fdを追随させて近ずけることは不可能で
ある。従つて本装置は専用発電機４の周波数Fd
を軸発電機２の周波数Fsに追随させるのではな
く、周波数Fsの変動分を除去した中心周波数FSO
を求め、それに周波数Fdをあわせるように上げ
信号１３ａ又は下げ信号１３ｂに信号を送つて、
調速用電動機１３を動かすように構成している。 〔第二要件〕 従来の同期投入装置のように単に位相のあつた
瞬間に遮断器投入信号を出すのと異なり、更に下
記の条件を設けて、すべての条件を満足した時に
初めて投入信号を出すように構成する。 条件は、表１のように専用発電機３から軸発電
機２に負荷を移す時（ケース１）と、逆に軸発電
機２から専用発電機３に負荷を移す時（ケース
２）とで異なる。
される主軸駆動発電機とデイーゼルなどの専用機
関で駆動される発電機との間における発電機の無
停電切換方法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 外洋を航行中の船舶において、省エネルギーの
ために、デイーゼル等の専用機関で駆動される発
電機ではなく、推進用の主軸の動力いわゆる主機
関の動力の一部をとりだして発電するいわゆる主
軸駆動発電機（以下軸発電機と略称する）が使用
されることが多い。この場合の主軸は、いうまで
もなく、航行中波の影響等で若干速度が変動して
いるので、高級な軸発電システムでは、コンバー
タ、インバータ等を使用して周波数を変換するこ
とにより、安定させているがコストの上から直接
主軸で発電機を駆動して、若干の周波数変動を容
認しながら使用することが多い。 しかして、このような運転方式では、実用上か
ら１〜２％の周波数変動は何等問題ないが、次の
ような場合に若干の問題点を含んでいた。すなわ
ち、出航時は軸発電機は使用できないので、デイ
ーゼル等の専用機関で駆動される発電機（以下専
用発電機と略称する）で給電し、外洋航行に移つ
てから軸発電機に切りかえる必要がある。又、入
港前、あるいは悪天候になつて周波数変動が許容
限界を超える恐れがある時は、軸発電機から専用
発電機におきかえる必要がある。 しかしながら、周波数が波の影響等により不規
則に変動する軸発電機と、ほゞ一定回転する専用
発電機とを同期投入して負荷を移す適当な装置が
無く、やむをえず一度船内を全停電させて切りか
えることが行なわれていた。もし、通常の公知の
原理による同期投入装置を用いて同期投入を強行
すると、以下のような不具合が生じることがあつ
た。 (1) 投入しようとした直前に軸発電機の周波数が
急変すると、位相角が許容値以上の所で遮断器
が投入され、その結果として発電機の同期化力
によつて軸系に瞬時的に大きいトルクがかか
り、軸系の機械的破壊をまねくおそれがあつ
た。 (2) 前部(1)と同じ状態の時、発電機界磁巻線に異
常電圧を誘起し、巻線に接続された半導体素子
を破壊させたり、巻線自身の絶縁を破壊させる
おそれがあつた。 (3) また、投入位相は零（ゼロ）に近くても、周
波数差が急激に大きくなつていく場合、投入後
専用発電機の負荷が急変し、増加の場合は専用
機関の瞬時負荷増加率の限度を超えて機関が停
止したり、逆に減少の場合は逆負荷すなわちモ
ータリング状態となつて機関のクランク周辺の
寿命に非常に悪い影響を与えることがあつた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、不規則に周波数が変動する軸
発電機と、ほゞ一定周波数で運転される専用発電
機との間で、安全に同期投入し、かつ軸発電機か
ら専用発電機へ、あるいは逆に専用発電機から軸
発電機へと安全に負荷を移行した後、無負荷にな
つた発電機を解列停止せしめる有効な周波数変動
する発電機の無停電切換方法を提供せんとするも
のである。 〔発明の概要〕 本発明による周波数変動する発電機の無停電切
換方法は、主機関によつて駆動され不規則に周波
数が変動する軸発電機から専用機関によつて駆動
されほぼ一定周波数で運転される専用発電機へ、
あるいはその逆へ負荷を切換える系統において、
前記軸発電機の変動周波数の変動分を除去して得
られた中心周波数と前記専用発電機の周波数と
が、所定の切換条件を満したとき負荷が接続され
ている軸発電機から専用発電機へ、あるいは負荷
が接続されている専用発電機から軸発電機へ切換
えるように構成したことを特徴とするものであ
る。 〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を第１図により詳細に説明す
る。第１図において、１は船舶推進用の主機関、
２はそれにより駆動される軸発電機である。３は
専用機関で、４はそれにより駆動される専用発電
機である。しかして、軸発電機２は遮断器５によ
り、又専用発電機４は遮断器６によりそれぞれ船
内給電母線７に結合し得るようになつており、ま
た母線７には船内負荷群８が接続されている。 ９は本発明の要部となる自動同期投入装置であ
り、１０は軸発電機の電力を検出する検出器であ
る。この同期投入装置９には、軸発電機２の端子
電圧信号と、専用発電機４の端子電圧信号がそれ
ぞれ電圧変成器１１と１２で適当な低電圧にされ
た後読みこまれている。 １３は、専用機関３の調速器の設定速度を上下
させる小形電動機であり、１３ａに信号を与える
と専用発電機の周波数は上がり、１３ｂに信号を
与えると逆に下がるようになつており、１３ａ，
１３ｂともに同期投入装置９に接続されている。
さらに、同期投入装置９からの信号５ａ，５ｂに
より遮断器５の入、切を行ない、信号６ａ，６ｂ
により遮断器６の入、切を行なうことができる。 かような接続のもとに、本発明の要部である自
動同期投入装置が如何に動作するかを説明する。
まず、同期投入するための３条件は、周知のごと
く、 (1) 電圧がほゞ等しいこと (2) 周波数がほゞ等しいこと (3) 電圧位相がほゞ等しいこと である。これらのうち、(1)の電圧は、最近はすべ
ての発電機は自動電圧調整器を有しており、若干
の周波数変動があつても電圧は変動しないから問
題とならない。 今、軸発電機２の周波数をFS、専用発電機４の
周波数をFdとする。通常、外洋航行時の周波数
Fsは第２図の如く変動しており、周波数Fdは第
２図の如くほゞ一定している。一方、両電圧の位
相差φ（ラジアン）は φ＝2π∫（Fd−Fs）dt＋ｃ±2π (1) で表わされ、ｃは任意定数である。 以上の予備知識のもとに本発明の詳細を説明す
るが、本発明は、以下の３要件よりなりたつてい
る。 〔第一要件〕 従来の同期投入装置は軸発電機２の周波数Fs
と専用発電機４の周波数Fdを接近させながらφ
が2πの整数倍になつた時、あるいは、そうなる
時を予測して遮断器を投入していた。しかし、第
２図の如く周波数Fsが不規則に変動している時、
周波数Fdを追随させて近ずけることは不可能で
ある。従つて本装置は専用発電機４の周波数Fd
を軸発電機２の周波数Fsに追随させるのではな
く、周波数Fsの変動分を除去した中心周波数FSO
を求め、それに周波数Fdをあわせるように上げ
信号１３ａ又は下げ信号１３ｂに信号を送つて、
調速用電動機１３を動かすように構成している。 〔第二要件〕 従来の同期投入装置のように単に位相のあつた
瞬間に遮断器投入信号を出すのと異なり、更に下
記の条件を設けて、すべての条件を満足した時に
初めて投入信号を出すように構成する。 条件は、表１のように専用発電機３から軸発電
機２に負荷を移す時（ケース１）と、逆に軸発電
機２から専用発電機３に負荷を移す時（ケース
２）とで異なる。
【表】
最後は同期投入後遮断器を解列する方法であ
る。この方式を表２に示す。
る。この方式を表２に示す。
以上のように本発明の実施により、不規則に周
波数が変動する軸発電機とほゞ一定周波数で運転
される専用発電機の間を無停電でかつ安全に切り
換える装置を提供することができ、船舶の省エネ
ルギー及び安全航行に資する装置を得ることがで
きる。
波数が変動する軸発電機とほゞ一定周波数で運転
される専用発電機の間を無停電でかつ安全に切り
換える装置を提供することができ、船舶の省エネ
ルギー及び安全航行に資する装置を得ることがで
きる。
第１図は本発明に係る周波数変動する発電機の
無停電切換装置を示す全体回路図、第２図は本発
明の軸発電機および専用発電機の周波数特性図お
よび位相差特性図、第３図は本発明に使用する自
動同期投入装置を示すブロツク回路図である。 １……主機関、２……軸発電機、３……専用機
関、４……専用発電機、７……船内給電母線、８
……負荷群、９……自動同期投入装置、９ａ……
同期投入回路、９ｂ……調整器制御回路、９ｃ…
…遮断器投入回路、９ｄ……遮断器解列回路、１
１，１２……電圧変成器、Fs……軸発電機の周
波数、FSO……軸発電機の中心周波数、Fd……専
用発電機の周波数、φ……位相差。
無停電切換装置を示す全体回路図、第２図は本発
明の軸発電機および専用発電機の周波数特性図お
よび位相差特性図、第３図は本発明に使用する自
動同期投入装置を示すブロツク回路図である。 １……主機関、２……軸発電機、３……専用機
関、４……専用発電機、７……船内給電母線、８
……負荷群、９……自動同期投入装置、９ａ……
同期投入回路、９ｂ……調整器制御回路、９ｃ…
…遮断器投入回路、９ｄ……遮断器解列回路、１
１，１２……電圧変成器、Fs……軸発電機の周
波数、FSO……軸発電機の中心周波数、Fd……専
用発電機の周波数、φ……位相差。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 切換指令により、主機関によつて駆動され不
規則に周波数が変動する軸発電機から専用機関に
よつて駆動されほぼ一定周波数で運転される専用
発電機へ、あるいはその逆へ負荷を切換える系統
と、前記切換指令に基づき前記軸発電機の変動周
波数の変動分を除去して中心周波数を求め、前記
専用発電機の周波数がこの中心周波数となるよう
専用機関を制御する機能を備えた周波数変動する
発電機の無停電切換方法おいて、 (1) 軸発電機から専用発電機への切換えは、次の
(a)、(b)、(c)、(d)の条件を付加する、 (a) Fd＝FSOでかつφ＝０のとき切換える、 ただし、 Fd：専用発電機の周波数 FSO：軸発電機の中心周波数 φ：専用発電機と軸発電機との電圧位相差 (b) 切換え投入直後にFd＞FSOとする、 (c) 専用発電機と負荷を電気的に接続した後、
専用発電機の負荷を増加させ、軸発電機の出
力電力が略零になつたことにより軸発電機と
負荷を切離す、 (d) 切換前の所定時間許容以上の周波数変動が
ない、 (2) 専用発電機から軸発電機への切換へは、 次の(a)、(b)、(c)の条件を付加する、 (a) Fd＝FSOでかつφ＝０のとき切換える、 (b) 投入直後はFSO＞Fdとする、 (c) 切換前の所定時間許容以上の周波数変動が
ない、 以上の条件で、負荷が接続されている軸発電機
から専用発電機へ、あるいは負荷が接続されてい
る専用発電機から軸発電機へ切換えるようにした
ことを特徴とする周波数変動する発電機の無停電
切換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240910A JPS60134735A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 周波数変動する発電機の無停電切換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240910A JPS60134735A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 周波数変動する発電機の無停電切換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134735A JPS60134735A (ja) | 1985-07-18 |
| JPH0548055B2 true JPH0548055B2 (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=17066488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240910A Granted JPS60134735A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 周波数変動する発電機の無停電切換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60134735A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4656990B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2011-03-23 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 船用給電装置および船舶の給電切り替え方法 |
| JP4605598B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2011-01-05 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 船用給電装置とその制御方法 |
| JP4587305B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2010-11-24 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 船用給電装置および船舶の給電切り替え方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145539A (en) * | 1981-02-28 | 1982-09-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Method of synchronizing generator |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP58240910A patent/JPS60134735A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60134735A (ja) | 1985-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |