JPH0586159B2 - - Google Patents
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- JPH0586159B2 JPH0586159B2 JP63085098A JP8509888A JPH0586159B2 JP H0586159 B2 JPH0586159 B2 JP H0586159B2 JP 63085098 A JP63085098 A JP 63085098A JP 8509888 A JP8509888 A JP 8509888A JP H0586159 B2 JPH0586159 B2 JP H0586159B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は交流励磁発電電動装置に係り、特に可
変速揚水発電システムなど、回転部の運転エネル
ギーを電力系統に出し入れして系統安定に寄与す
る装置で、安定かつ損失の少ない起動を実現する
のに好適な交流励磁発電電動装置に関する。
変速揚水発電システムなど、回転部の運転エネル
ギーを電力系統に出し入れして系統安定に寄与す
る装置で、安定かつ損失の少ない起動を実現する
のに好適な交流励磁発電電動装置に関する。
従来の交流励磁発電電動装置としては、特公昭
53−7628号、特公昭57−60645号に記載のように
交流励磁機の２次電流を制御する事により有効電
力と無効電力を制御する方式があつた。これらの
方式は乱調や脱調を防止しながら迅速に応答する
電力調整装置、力率調整装置として好適である。
交流励磁発電電動機を構成する周波数変換装置と
してサイクロコンバータを用い、ポンプ水車を交
流励磁同期機に直結した可変速揚水発電装置につ
いては昭和60年度電気関係学会関西支部連合大会
で発表されているように電力系統の周波数調整用
として好適である。
53−7628号、特公昭57−60645号に記載のように
交流励磁機の２次電流を制御する事により有効電
力と無効電力を制御する方式があつた。これらの
方式は乱調や脱調を防止しながら迅速に応答する
電力調整装置、力率調整装置として好適である。
交流励磁発電電動機を構成する周波数変換装置と
してサイクロコンバータを用い、ポンプ水車を交
流励磁同期機に直結した可変速揚水発電装置につ
いては昭和60年度電気関係学会関西支部連合大会
で発表されているように電力系統の周波数調整用
として好適である。
一方、交流励磁発電電動機を起動する場合、周
波数変換装置で交流励磁する通常の運転方式では
交流励磁同期機の同期速度を中心とする一定の速
度範囲でしか運転出来ないので別の起動運転方式
を用いる必要がある。
波数変換装置で交流励磁する通常の運転方式では
交流励磁同期機の同期速度を中心とする一定の速
度範囲でしか運転出来ないので別の起動運転方式
を用いる必要がある。
交流励磁発電電動装置を揚水発電装置として用
いる場合、水車運転時には水車の案内羽根開度を
調節して停止状態から交流励磁運転可能な速度ま
で加速する事が可能である。揚水運転時には従来
の直流励磁同期機の起動方式と同じように起動用
電動機を用いる方法がある。
いる場合、水車運転時には水車の案内羽根開度を
調節して停止状態から交流励磁運転可能な速度ま
で加速する事が可能である。揚水運転時には従来
の直流励磁同期機の起動方式と同じように起動用
電動機を用いる方法がある。
上記従来技術のうち起動用電動機を用いる方法
は、起動用電動機の２次側に設けた抵抗器の発生
する損失が大きく、また、起動用電動機は交流励
磁同期機の集電環と同じく軸端に設けられるため
に構造が複雑となる問題があつた。
は、起動用電動機の２次側に設けた抵抗器の発生
する損失が大きく、また、起動用電動機は交流励
磁同期機の集電環と同じく軸端に設けられるため
に構造が複雑となる問題があつた。
また、起動用周波数変換装置を用いる方法は同
装置のために機器設置場所が大きくなる問題があ
つた。
装置のために機器設置場所が大きくなる問題があ
つた。
以上の従来技術では、いずれも起動用に特別な
機器を要するが、起動時にも交流励磁用周波数変
換装置を用いる方法としては特開昭59−63988号
がある。この従来例では同期速度の50％付近で運
転モードを切り替えるために開閉機器を操作する
必要がある。このために円滑に起動出来ない問題
があつた。
機器を要するが、起動時にも交流励磁用周波数変
換装置を用いる方法としては特開昭59−63988号
がある。この従来例では同期速度の50％付近で運
転モードを切り替えるために開閉機器を操作する
必要がある。このために円滑に起動出来ない問題
があつた。
この問題を解決するために、起動時には周波数
変換器を循環電流方式サイクロコンバータとして
運転し、起動中の回路切替を無くす方式が特願昭
61−186828に開示されている。
変換器を循環電流方式サイクロコンバータとして
運転し、起動中の回路切替を無くす方式が特願昭
61−186828に開示されている。
この従来例は起動時に必要な周波数変換装置の
容量が交流励磁用周波数変換装置容量よりも一般
に小さい事に着目し、非循環電流方式サイクロコ
ンバータを構成している共通な絶縁用変圧器巻線
から給電されている正群サイリスタ変換器と負群
サイリスタ変換器のうちの一方は変圧器巻線から
の給電を休止し、他の変圧器巻線から給電されて
いる２つの変換器については逆極性の変換器への
給電を休止し、循環電流方式サイクロコンバータ
とすることにより誘導機運転で可変速度範囲まで
加速する事を実現している。
容量が交流励磁用周波数変換装置容量よりも一般
に小さい事に着目し、非循環電流方式サイクロコ
ンバータを構成している共通な絶縁用変圧器巻線
から給電されている正群サイリスタ変換器と負群
サイリスタ変換器のうちの一方は変圧器巻線から
の給電を休止し、他の変圧器巻線から給電されて
いる２つの変換器については逆極性の変換器への
給電を休止し、循環電流方式サイクロコンバータ
とすることにより誘導機運転で可変速度範囲まで
加速する事を実現している。
以下、この従来例を図面により説明する。第４
図で交流励磁同期機１は周波数変換器２ａ，２
ｂ，２ｃにより交流励磁される。通常運転時にお
いては開閉器３を閉路し、開閉器４を開路して交
流励磁同期機１の１次側は交流系統に接続する。
制御モード切替器５ａを閉路し、５ｂを開路す
る。制御モード切替器６ａと６ｃを開路し、６ｂ
と６ｄを閉路する。
図で交流励磁同期機１は周波数変換器２ａ，２
ｂ，２ｃにより交流励磁される。通常運転時にお
いては開閉器３を閉路し、開閉器４を開路して交
流励磁同期機１の１次側は交流系統に接続する。
制御モード切替器５ａを閉路し、５ｂを開路す
る。制御モード切替器６ａと６ｃを開路し、６ｂ
と６ｄを閉路する。
以上の状態で、交流系統電圧位相検出器７の検
出信号θvと回転位相検出器８の検出信号θrの差か
ら得たすべり位相信号θsを位相信号θとして電流
制御装置９に入力する。一方、電圧検出器１０の
電圧信号と指令値の偏差が零となるように電圧制
御装置１１は電流指令信号Id＊を電流制御装置９
に出力する。また、有効電力検出器１２の検出信
号と指令値の偏差が零となるように電力制御装置
１３は電流指令信号Iq＊を電流制御装置９に出力
する。また、電力制御装置１３には、回転速度検
出装置１４の検出信号が設定範囲内になつた場
合、もしくは信号の変化率が設定範囲内となつた
場合に有効電力指令信号を修正する機能を備えて
いる。
出信号θvと回転位相検出器８の検出信号θrの差か
ら得たすべり位相信号θsを位相信号θとして電流
制御装置９に入力する。一方、電圧検出器１０の
電圧信号と指令値の偏差が零となるように電圧制
御装置１１は電流指令信号Id＊を電流制御装置９
に出力する。また、有効電力検出器１２の検出信
号と指令値の偏差が零となるように電力制御装置
１３は電流指令信号Iq＊を電流制御装置９に出力
する。また、電力制御装置１３には、回転速度検
出装置１４の検出信号が設定範囲内になつた場
合、もしくは信号の変化率が設定範囲内となつた
場合に有効電力指令信号を修正する機能を備えて
いる。
尚、電流指令信号Iq＊とId＊は位相信号θと共
に回転する座標系上の回転中心を原点とする直交
座標で表わした電流指令値である。２次側各相の
電流指令は基準巻線からの位相差に対応する方向
を持つ静止座標系上の直線への正射影で与えられ
る。
に回転する座標系上の回転中心を原点とする直交
座標で表わした電流指令値である。２次側各相の
電流指令は基準巻線からの位相差に対応する方向
を持つ静止座標系上の直線への正射影で与えられ
る。
起動時には開閉器１３を開路し、開閉器４を閉
路して短絡器１５により交流励磁同期機１の１次
側を短絡する。第２図の実施例では抵抗器１５ａ
を介して起動トルクを出しやすいようにした例を
示す。制御モード切替器５ａを開路し、５ｂを閉
路する。制御モード切替器６ａと６ｃを閉路し、
６ｂと６ｄを開路する。
路して短絡器１５により交流励磁同期機１の１次
側を短絡する。第２図の実施例では抵抗器１５ａ
を介して起動トルクを出しやすいようにした例を
示す。制御モード切替器５ａを開路し、５ｂを閉
路する。制御モード切替器６ａと６ｃを閉路し、
６ｂと６ｄを開路する。
以上の状態で、回転位相検出器８の検出信号θr
と起動用速度制御装置１６からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置９
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq＊とId＊は起動用速度制御装置１６から
の信号を電流制御装置９に入力する構成としてい
る。
と起動用速度制御装置１６からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置９
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq＊とId＊は起動用速度制御装置１６から
の信号を電流制御装置９に入力する構成としてい
る。
第５図は周波数変換器２ａ，２ｂ，２ｃの１相
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線１７，１８１，１８２により所定の電圧に
調整された３相交流電圧を入力として２つの逆並
列サイリスタ変換器群によつて交流電流を交流励
磁同期機１の２次巻線に供給する構成としてい
る。第１図の構成で通常の交流励磁運転を行う場
合、開閉器１９１，１９２は閉路するが２つの運
転モードに分かれる。第１の運転モードは２つの
逆並列変換器群を並列運転する場合で、開閉器２
０１と２０２を閉路し、開閉器２１を開路して運
転する。正群サイリスタ変換器２２１と負群サイ
リスタ変換器２３１は第１群の非循環電流方式サ
イクロコンバータとして動作する。同じくサイリ
スタ変換器２２２と２３２は第２群の非循環電流
方式サイクロコンバータとして動作する。２つの
サイクロコンバータは同じ仕様のサイリスタ変換
器からなり、出力電流を等しく分担するように制
御される。２群のサイクロコンバータ間の循環電
流は限流リアクトル２４１と２４２により抑制さ
れる。限流リアクトル２４１と２４２は出力電流
として２次巻線に供給される成分に対しては低イ
ンピーダンスとなり、循環電流成分に対しては高
インピーダンスとなるように磁気的に結合されて
いる。サイリスタ変換器２２１，２２２，２３
１，２３２は電流検出器２５１，２５２で検出し
た各群の電流信号I1，I2を電流制御装置９に入力
し、電流制御装置９から出力される制御電圧指令
信号とゲート阻止信号を位相制御装置２６１，２
６２に入力する構成としている。第１群用の位相
制御装置２６１は第２群用の位相制御装置２６２
は全く同一の構成であるので第１群用のものにつ
いて機能を説明する。制御電圧指令信号EP1，
EN1は各々正群サイリスタ変換器２２１と負群サ
イリスタ変換器２３１のサイリスタ点孤位相を決
めるための基準信号となる。ゲート阻止信号GP1
がレベル１の時は正群サイリスタ変換器２２１の
サイリスタへの点孤パルスは全く阻止され、GP1
がレベル零の時は制御電圧指令信号EP1で決まる
タイミングで点孤パルスが発生する。ゲート阻止
信号GN1は負群サイリスタ変換器２３１への点
孤パルスをレベル１の時には全て阻止するように
構成される。
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線１７，１８１，１８２により所定の電圧に
調整された３相交流電圧を入力として２つの逆並
列サイリスタ変換器群によつて交流電流を交流励
磁同期機１の２次巻線に供給する構成としてい
る。第１図の構成で通常の交流励磁運転を行う場
合、開閉器１９１，１９２は閉路するが２つの運
転モードに分かれる。第１の運転モードは２つの
逆並列変換器群を並列運転する場合で、開閉器２
０１と２０２を閉路し、開閉器２１を開路して運
転する。正群サイリスタ変換器２２１と負群サイ
リスタ変換器２３１は第１群の非循環電流方式サ
イクロコンバータとして動作する。同じくサイリ
スタ変換器２２２と２３２は第２群の非循環電流
方式サイクロコンバータとして動作する。２つの
サイクロコンバータは同じ仕様のサイリスタ変換
器からなり、出力電流を等しく分担するように制
御される。２群のサイクロコンバータ間の循環電
流は限流リアクトル２４１と２４２により抑制さ
れる。限流リアクトル２４１と２４２は出力電流
として２次巻線に供給される成分に対しては低イ
ンピーダンスとなり、循環電流成分に対しては高
インピーダンスとなるように磁気的に結合されて
いる。サイリスタ変換器２２１，２２２，２３
１，２３２は電流検出器２５１，２５２で検出し
た各群の電流信号I1，I2を電流制御装置９に入力
し、電流制御装置９から出力される制御電圧指令
信号とゲート阻止信号を位相制御装置２６１，２
６２に入力する構成としている。第１群用の位相
制御装置２６１は第２群用の位相制御装置２６２
は全く同一の構成であるので第１群用のものにつ
いて機能を説明する。制御電圧指令信号EP1，
EN1は各々正群サイリスタ変換器２２１と負群サ
イリスタ変換器２３１のサイリスタ点孤位相を決
めるための基準信号となる。ゲート阻止信号GP1
がレベル１の時は正群サイリスタ変換器２２１の
サイリスタへの点孤パルスは全く阻止され、GP1
がレベル零の時は制御電圧指令信号EP1で決まる
タイミングで点孤パルスが発生する。ゲート阻止
信号GN1は負群サイリスタ変換器２３１への点
孤パルスをレベル１の時には全て阻止するように
構成される。
次に第２の運転モードは、２群の非循環方式サ
イクロコンバータを直列運転する場合で、開閉器
２０１，２０２を開路し、開閉器２１を閉路す
る。この結果、電流信号I1とI2は共に出力電流の
測定信号として電流制御装置９に入力される。機
能上は電流信号I1とI2の片方のみでもよい。位相
制御装置２６１と２６２の機能は並列運転の時と
同じである。
イクロコンバータを直列運転する場合で、開閉器
２０１，２０２を開路し、開閉器２１を閉路す
る。この結果、電流信号I1とI2は共に出力電流の
測定信号として電流制御装置９に入力される。機
能上は電流信号I1とI2の片方のみでもよい。位相
制御装置２６１と２６２の機能は並列運転の時と
同じである。
第６図は電流制御装置９の実施例を示す図で、
起動信号SWは通常運転モードではレベル零に保
たれる。信号SWがレベル零の時、電流指令発生
器２７が動作する。電流指令発生器２７は電流指
令Iq＊とId＊、位相信号θから交流励磁同期機１
の２次側各相出力電流指令信号Ia＊，Ib＊，Ic＊
を出力する。この出力電流指令信号はゲート阻止
信号発生装置２８と制御電圧指令信号発生装置２
９に入力される。信号SWがレベル零の時、開閉
操作器３０によつて開閉器３１ａが閉路され、開
閉路３１ｂが開路される構成としている。これに
より、出力電流指令信号と電流検出値Ia1，Ia2，
Ib1，Ib2，Ic1，Ic2の偏差が零となるように制御電
圧指令信号を発生する。２群の非循環電流方式サ
イクロコンバータが並列運転モードの場合は図示
されていないモード切替信号によつて出力電流指
令値を1/2倍してから電流検出信号との偏差をと
る構成としている。
起動信号SWは通常運転モードではレベル零に保
たれる。信号SWがレベル零の時、電流指令発生
器２７が動作する。電流指令発生器２７は電流指
令Iq＊とId＊、位相信号θから交流励磁同期機１
の２次側各相出力電流指令信号Ia＊，Ib＊，Ic＊
を出力する。この出力電流指令信号はゲート阻止
信号発生装置２８と制御電圧指令信号発生装置２
９に入力される。信号SWがレベル零の時、開閉
操作器３０によつて開閉器３１ａが閉路され、開
閉路３１ｂが開路される構成としている。これに
より、出力電流指令信号と電流検出値Ia1，Ia2，
Ib1，Ib2，Ic1，Ic2の偏差が零となるように制御電
圧指令信号を発生する。２群の非循環電流方式サ
イクロコンバータが並列運転モードの場合は図示
されていないモード切替信号によつて出力電流指
令値を1/2倍してから電流検出信号との偏差をと
る構成としている。
以上第５図と第６図で通常運転時の周波数変換
器２と電流制御装置９を示した。以下、起動時に
循環電流方式サイクロコンバータとして動作させ
る場合を示す。
器２と電流制御装置９を示した。以下、起動時に
循環電流方式サイクロコンバータとして動作させ
る場合を示す。
第５図で開閉器１９１，１９２を開路し、サイ
リスタ変換器２３１と２３２を休止させる。開閉
器２０１，２０２を閉路し、開閉器２１を開路し
て正群サイリスタ変換器２２１と負群サイリスタ
変換器２３２で循環電流方式サイクロコンバータ
として動作させる。
リスタ変換器２３１と２３２を休止させる。開閉
器２０１，２０２を閉路し、開閉器２１を開路し
て正群サイリスタ変換器２２１と負群サイリスタ
変換器２３２で循環電流方式サイクロコンバータ
として動作させる。
第６図で起動時には起動信号SWがレベル１と
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb2，GNc2をレベル零に、GPa1，
GPb1，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に
保持する。
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb2，GNc2をレベル零に、GPa1，
GPb1，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に
保持する。
この方式によれば、循環電流方式サイクロコン
バータとして運転する時には休止するサイリスタ
変換器へのゲート信号を阻止すると同時に入力回
路を開放しているので、誤動作による正群および
負群サイリスタ変換器間の短絡から２重に保護す
る事で高い信頼性が得られる。理論的にはゲート
信号阻止と入力回路開放のどちらか一方を省略で
きる。一般的には入力回路開放機能を省略し、開
閉器１９１と１９２を省略する方が経済的に有利
である。
バータとして運転する時には休止するサイリスタ
変換器へのゲート信号を阻止すると同時に入力回
路を開放しているので、誤動作による正群および
負群サイリスタ変換器間の短絡から２重に保護す
る事で高い信頼性が得られる。理論的にはゲート
信号阻止と入力回路開放のどちらか一方を省略で
きる。一般的には入力回路開放機能を省略し、開
閉器１９１と１９２を省略する方が経済的に有利
である。
以上、第４図から第６図で説明した従来例では
周波数変換器の出力電圧が始動時には通常の交流
励磁運転時の約1/2になるが、特に交流励磁同期
機の１次巻線に対する２次巻線の巻数比が大きい
場合には、始動時に必要な加速トルクを出力する
には周波数変換器の電圧容量が不足する問題があ
つた。
周波数変換器の出力電圧が始動時には通常の交流
励磁運転時の約1/2になるが、特に交流励磁同期
機の１次巻線に対する２次巻線の巻数比が大きい
場合には、始動時に必要な加速トルクを出力する
には周波数変換器の電圧容量が不足する問題があ
つた。
本発明の目的は、交流励磁用周波数変換器を用
いて円滑に起動して交流励磁運転速度範囲まで加
速する機能を交流励磁用周波数変換器を大容量化
せずに実現するのに好適な交流励磁発電電動機を
提供する事にある。
いて円滑に起動して交流励磁運転速度範囲まで加
速する機能を交流励磁用周波数変換器を大容量化
せずに実現するのに好適な交流励磁発電電動機を
提供する事にある。
上記日的は、交流励磁同期機の１次巻線よりも
２次巻線よりも大きい場合には循環電流方式サイ
クロコンバータとした周波数変換器の出力を１次
巻線に接続し、２次側を短絡することにより達成
される。
２次巻線よりも大きい場合には循環電流方式サイ
クロコンバータとした周波数変換器の出力を１次
巻線に接続し、２次側を短絡することにより達成
される。
上記目的を達成するために、起動時にのみ循環
電流方式サイクロコンバータとする時に出力端子
を交流励磁同期機の１次側に接続する２次側に接
続した場合と比較して、出力電圧とすべり周波数
が同一の条件で、誘導機としての出力トルクは
（Nr／Ns）の２乗に比例して変化する。ここに
NsとNrは各々１次、２次巻線の巻線を示す。従
つてNrの方が大きい場合には出力トルクは巻数
比の２乗に比例して大きくなり、円滑で急速な始
動を実現できる。
電流方式サイクロコンバータとする時に出力端子
を交流励磁同期機の１次側に接続する２次側に接
続した場合と比較して、出力電圧とすべり周波数
が同一の条件で、誘導機としての出力トルクは
（Nr／Ns）の２乗に比例して変化する。ここに
NsとNrは各々１次、２次巻線の巻線を示す。従
つてNrの方が大きい場合には出力トルクは巻数
比の２乗に比例して大きくなり、円滑で急速な始
動を実現できる。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図で従来例を説明するのに用いた第４図と同
一番号を付した品は同一品を示すので、重複をさ
けて説明を省略する。
第１図で従来例を説明するのに用いた第４図と同
一番号を付した品は同一品を示すので、重複をさ
けて説明を省略する。
起動時には開閉器３と開閉器３４を開路し、開
閉器３３を閉路することにより周波数変換器２の
出力電圧が交流励磁同期機１の電機子巻線に印加
される。また開閉器３５を閉路して交流励磁同期
機１の励磁巻線を短絡する。
閉器３３を閉路することにより周波数変換器２の
出力電圧が交流励磁同期機１の電機子巻線に印加
される。また開閉器３５を閉路して交流励磁同期
機１の励磁巻線を短絡する。
また、主変圧器４３のタツプを周波数変換器２
への入力電圧が最大となるようにタツプを切替え
ておく。
への入力電圧が最大となるようにタツプを切替え
ておく。
更に、制御モード切替器５ａを開路し、５ｂを
閉路する。制御モード切替器６ａと６ｃを閉路
し、６ｂと６ｄを開路する。
閉路する。制御モード切替器６ａと６ｃを閉路
し、６ｂと６ｄを開路する。
以上の状態で、回転位相検出器８の検出信号θr
と起動用速度制御装置１６からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置９
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq＊とId＊は起動用速度制御装置１６から
の信号を電流制御装置９に入力する構成としてい
る。
と起動用速度制御装置１６からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置９
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq＊とId＊は起動用速度制御装置１６から
の信号を電流制御装置９に入力する構成としてい
る。
起動時には周波数変換器２については第５図の
開閉器１９１，１９２を開路し、サイリスタ変換
器２３１と２２２を休止させる。開閉器２０１，
２０２を閉路し、開閉器２１を開路して正群サイ
リスタ変換器２２１と負群サイリスタ変換器２３
２で循環電流方式サイクロコンバータとして動作
させる。
開閉器１９１，１９２を開路し、サイリスタ変換
器２３１と２２２を休止させる。開閉器２０１，
２０２を閉路し、開閉器２１を開路して正群サイ
リスタ変換器２２１と負群サイリスタ変換器２３
２で循環電流方式サイクロコンバータとして動作
させる。
起動時には第６図で起動信号SWがレベル１と
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb2，GNc2をレベル零に、GPa1，
GPb1，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に
保持する。
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb2，GNc2をレベル零に、GPa1，
GPb1，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に
保持する。
以上の方式で交流励磁同期機１を加速し、通常
の交流励磁運転可能な速度以上となつたら制御電
圧指令信号EP1とEN2をシフトして周波数変換器
２の電流I1，I2を０に絞り込んだ後ゲート阻止信
号GP1とGN2をレベル１として周波数変換器２を
停止する。次に開閉器３３，３５を開路した後、
開閉器３４を閉路し主変圧器４３のタツプは通常
のタツプ位置に戻す。
の交流励磁運転可能な速度以上となつたら制御電
圧指令信号EP1とEN2をシフトして周波数変換器
２の電流I1，I2を０に絞り込んだ後ゲート阻止信
号GP1とGN2をレベル１として周波数変換器２を
停止する。次に開閉器３３，３５を開路した後、
開閉器３４を閉路し主変圧器４３のタツプは通常
のタツプ位置に戻す。
次に制御モード切替器５ａを閉路し、５ｂを開
路する。制御モード切替器６ａと６ｃを開路し、
６ｂと６ｄを閉路する。
路する。制御モード切替器６ａと６ｃを開路し、
６ｂと６ｄを閉路する。
以上の状態で電流制御装置９を起動して交流励
磁同期機１の電圧を確立した後、開閉器３を閉路
して通常の交流励磁運転に入る。周波数変換装置
２と電流制御装置９の動作は従来例の場合と同一
である。
磁同期機１の電圧を確立した後、開閉器３を閉路
して通常の交流励磁運転に入る。周波数変換装置
２と電流制御装置９の動作は従来例の場合と同一
である。
本実施例によれば、主変圧器のタツプを起動時
に切替えることにより周波数変換器２の出力電圧
を高くすることが可能となり起動時の加速トルク
を大きくすることができる。
に切替えることにより周波数変換器２の出力電圧
を高くすることが可能となり起動時の加速トルク
を大きくすることができる。
また、加速後に制御電圧指令信号をシフトして
から周波数変換装置２を停止するために、回転子
回路の残留磁束の影響を抑えることができる。
から周波数変換装置２を停止するために、回転子
回路の残留磁束の影響を抑えることができる。
以下、本発明の特許請求範囲第２項の実施例を
図面により説明する。交流励磁発電電動装置全体
の構成は請求範囲第１項の実施例で説明した第２
図と同じであり説明は省略する。
図面により説明する。交流励磁発電電動装置全体
の構成は請求範囲第１項の実施例で説明した第２
図と同じであり説明は省略する。
第２図は周波数変換器２ａ，２ｂ，２ｃの１相
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線１７，１８１，１８２により３相交流電圧
を逆並列したサイリスタ変換器に給電する構成と
している。第２図の構成で通常の交流励磁運転を
行う場合、出力短絡器４２１，４２２を開放し正
群のサイリスタ変換器３６１と３６２を直列接続
し、負群のサイリスタ変換器３７１と３７２を直
列接続し、正負群間を限流リアクトル３８１，３
８２で接続している。電流合成器４０１，４０２
は正群サイリスタ変換器４２１，４２２の入力電
流を合成して変換器出力電流を合成する。負群に
ついては電流合成器４１１，４１２を用いてい
る。これらの出力電流合成値I1，I2を電流制御装
置９に入力し、電流制御装置９からの出力される
制御電圧指令信号とゲート阻止信号を位相制御装
置３９１と３９２に入力する構成としている。正
側サイリスタ変換器用の位相制御装置３９１と負
側サイリスタ変換器用の位相制御装置３９２は全
く同一の構成であるので正群用のものについて機
能を説明する。制御電圧指令信号EPは各々正群
サイリスタ変換器３６１と正群サイリスタ変換器
３６２のサイリスタ点孤位相を決めるための基準
信号となる。ゲート阻止信号GP1がレベル１の時
は正群サイリスタ変換器３６１のサイリスタへの
点孤パルスは全て阻止され、GP1がレベル０の時
は制御電圧指令信号EPで決まるタイミングで点
孤パルスが発生する。ゲート阻止信号GP2は正群
サイリスタ変換器３６２への点孤パルスをレベル
１の時には全て阻止するように構成される。
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線１７，１８１，１８２により３相交流電圧
を逆並列したサイリスタ変換器に給電する構成と
している。第２図の構成で通常の交流励磁運転を
行う場合、出力短絡器４２１，４２２を開放し正
群のサイリスタ変換器３６１と３６２を直列接続
し、負群のサイリスタ変換器３７１と３７２を直
列接続し、正負群間を限流リアクトル３８１，３
８２で接続している。電流合成器４０１，４０２
は正群サイリスタ変換器４２１，４２２の入力電
流を合成して変換器出力電流を合成する。負群に
ついては電流合成器４１１，４１２を用いてい
る。これらの出力電流合成値I1，I2を電流制御装
置９に入力し、電流制御装置９からの出力される
制御電圧指令信号とゲート阻止信号を位相制御装
置３９１と３９２に入力する構成としている。正
側サイリスタ変換器用の位相制御装置３９１と負
側サイリスタ変換器用の位相制御装置３９２は全
く同一の構成であるので正群用のものについて機
能を説明する。制御電圧指令信号EPは各々正群
サイリスタ変換器３６１と正群サイリスタ変換器
３６２のサイリスタ点孤位相を決めるための基準
信号となる。ゲート阻止信号GP1がレベル１の時
は正群サイリスタ変換器３６１のサイリスタへの
点孤パルスは全て阻止され、GP1がレベル０の時
は制御電圧指令信号EPで決まるタイミングで点
孤パルスが発生する。ゲート阻止信号GP2は正群
サイリスタ変換器３６２への点孤パルスをレベル
１の時には全て阻止するように構成される。
第３図は電流制御装置９の他の実施例を示す図
で、第６図と異なる部分のみ説明する。通常運転
時には信号SWはレベル０に保たれ、制御電圧指
令信号発生装置２９は各相の正群及び負群のサイ
リスタ変換器への信号を出力する。第６図の場合
と異なり、２群の非循環電流方式サイクロコンバ
ータを並列運転するモードがないので、例えば第
２図のサイリスタ変換器３６１と３６２用として
別の制御電圧指令信号を発生する必要はない。ま
た電流指令値を1/2倍して電流検出信号と偏差を
とる必要はない。
で、第６図と異なる部分のみ説明する。通常運転
時には信号SWはレベル０に保たれ、制御電圧指
令信号発生装置２９は各相の正群及び負群のサイ
リスタ変換器への信号を出力する。第６図の場合
と異なり、２群の非循環電流方式サイクロコンバ
ータを並列運転するモードがないので、例えば第
２図のサイリスタ変換器３６１と３６２用として
別の制御電圧指令信号を発生する必要はない。ま
た電流指令値を1/2倍して電流検出信号と偏差を
とる必要はない。
以上第２図と第３図で通常運転時の周波数変換
器２と電流制御装置９の実施例を示した。以下、
起動時に循環電流方式サイクロコンバータとして
の動作を説明する。
器２と電流制御装置９の実施例を示した。以下、
起動時に循環電流方式サイクロコンバータとして
の動作を説明する。
第２図で出力短絡器４２１，４２２を開放し、
サイリスタ変換器３６１と３７２を休止させる。
正群サイリスタ変換器３６２と負群サイリスタ変
換器３７１で循環電流方式サイクロコンバータと
して動作させる。
サイリスタ変換器３６１と３７２を休止させる。
正群サイリスタ変換器３６２と負群サイリスタ変
換器３７１で循環電流方式サイクロコンバータと
して動作させる。
第３図で起動時には起動信号SWがレベル１と
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に、GPa2，
GPb2，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル０に
保持する。
なり、開閉操作器３０により開閉器３１ａが開路
され、開閉器３１ｂが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル１の時、起動電流指令発生
器３２が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1＊，
Ia2＊，Ib1＊，Ib2＊，Ic1＊，Ic2＊を発生する。制
御電圧指令発生器２９の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル１の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1，GPb1，
GPc1，GNa1，GNb1，GNc1をレベル１に、GPa2，
GPb2，GPc2，GNa1，GNb1，GNc1をレベル０に
保持する。
本発明によれば、サイクロコンバータの直並列
切替を行わない場合も、出力短絡器を追加するだ
けで円滑な起動が実現できる。
切替を行わない場合も、出力短絡器を追加するだ
けで円滑な起動が実現できる。
本発明によれば、通常運転時には非循環電流方
式サイクロコンバータで交流励磁し、起動時のみ
別の電力変換装置を用いずに循環電流方式サイク
ロコンバータにより誘導機運転で通常運転速度領
域まで加速することができるので、損失が少なく
構造を複雑にせずに済むので信頼性が保持され、
励磁巻線の巻数が大きい場合にも円滑な起動を実
現する効果がある。また非循環電流方式サイクロ
コンバータとしての容量で周波数変換器用サイリ
スタ容量が定まるので周波数変換器の小型化を実
現する効果がある。
式サイクロコンバータで交流励磁し、起動時のみ
別の電力変換装置を用いずに循環電流方式サイク
ロコンバータにより誘導機運転で通常運転速度領
域まで加速することができるので、損失が少なく
構造を複雑にせずに済むので信頼性が保持され、
励磁巻線の巻数が大きい場合にも円滑な起動を実
現する効果がある。また非循環電流方式サイクロ
コンバータとしての容量で周波数変換器用サイリ
スタ容量が定まるので周波数変換器の小型化を実
現する効果がある。
第１図は本発明の請求範囲第１項の全体構成を
示す図、第２図は本発明の請求範囲第２項の一実
施例の周波数変換器の構成を示す図、第３図は同
じく電流制御系の実施例を示す図、第４図は従来
例の構成を示す図、第５図は同じく従来例の周波
数変換器の構成を示す図、第６図は同じく従来例
の電流制御系の構成を示す図である。 １…交流励磁同期機、３，３３，３４，３５…
開閉器、２７…電流指令発生器、３２…起動電流
指令発生器、４３…主変圧器、２２１，２２２，
３６１，３６２…正群サイリスタ変換器、２３
１，２３２，３７１，３７２…負群サイリスタ変
換器、２４１，２４２，３８１，３８２…限流リ
アクトル、４２１，４２２…出力短絡器。
示す図、第２図は本発明の請求範囲第２項の一実
施例の周波数変換器の構成を示す図、第３図は同
じく電流制御系の実施例を示す図、第４図は従来
例の構成を示す図、第５図は同じく従来例の周波
数変換器の構成を示す図、第６図は同じく従来例
の電流制御系の構成を示す図である。 １…交流励磁同期機、３，３３，３４，３５…
開閉器、２７…電流指令発生器、３２…起動電流
指令発生器、４３…主変圧器、２２１，２２２，
３６１，３６２…正群サイリスタ変換器、２３
１，２３２，３７１，３７２…負群サイリスタ変
換器、２４１，２４２，３８１，３８２…限流リ
アクトル、４２１，４２２…出力短絡器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交流系統に開閉機器を介して接続された交流
励磁同期機と、前記交流系統電圧から変圧器によ
り互いに絶縁された複数組の３相交流巻線から給
電され各々の３相交流巻線には反対方向の電流を
出力する２組のサイリスタ変換器が接続された構
成を持つ非循環電流方式サイクロコンバータを前
記交流励磁同期機の２次側各相に接続して電流を
供給する周波数変換器と、前記周波数変換器を構
成する非循環電流方式サイクロコンバータの出力
電流指令値を発生する２次電流指令発生器と、前
記交流励磁同期機の２次電流を検出する電流検出
器と、周波数変換器を構成するサイリスタ変換器
の点孤位相を前記２次電流指令値と前記２次電流
検出値の偏差が零になるように制御する位相制御
装置とからなる交流励磁発電電動装置において、
前記交流励磁同期機１次側端子と前記周波数変換
器出力端子の間に設けた第１の開閉器と、前記交
流励磁同期機２次側の短絡器と、この短絡器と前
記周波数変換器出力端子の間に設けた第２の開閉
器と、前記非循環電流方式サイクロコンバータを
構成する正群サイリスタ変換器と負群サイリスタ
変換器の間に設けた限流リアクトルと、前記非循
環電流方式サイクロコンバータを構成する複数の
サイリスタ変換器の一部の変換器を休止させて、
前記周波数変換器を循環電流方式サイクロコンバ
ータとして前記第１の開閉器を介して前記交流励
磁同期機の１次側に接続して電流を供給し、前記
第２の開閉器を開路して前記交流励磁２次側を短
絡して誘導機運転するための電流指令信号を発生
する起動用電流指令発生器を設けた事を特徴とす
る交流励磁発電電動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において前記周波数変
換器を構成するが起動運転中には休止させる変換
器の出力端に出力短絡器を設け、起動中に循環電
流方式サイクロコンバータとして動作させる時に
はこの出力短絡器を短絡する構成とした事を特徴
とする交流励磁発電電動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085098A JPH01259799A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 交流励磁発電電動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085098A JPH01259799A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 交流励磁発電電動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259799A JPH01259799A (ja) | 1989-10-17 |
| JPH0586159B2 true JPH0586159B2 (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=13849135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085098A Granted JPH01259799A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 交流励磁発電電動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01259799A (ja) |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63085098A patent/JPH01259799A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01259799A (ja) | 1989-10-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |