JPH072040B2 - 電動発電機の起動トルク制御装置 - Google Patents
電動発電機の起動トルク制御装置Info
- Publication number
- JPH072040B2 JPH072040B2 JP60165997A JP16599785A JPH072040B2 JP H072040 B2 JPH072040 B2 JP H072040B2 JP 60165997 A JP60165997 A JP 60165997A JP 16599785 A JP16599785 A JP 16599785A JP H072040 B2 JPH072040 B2 JP H072040B2
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- Japan
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- speed
- starting torque
- generator
- control
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電動発電機の起動トルク制御装置に係り、特に
電磁継手によつて電動機と発電機が結合される電動発電
機に用いるに好適な電動発電機の起動トルク制御装置に
関する。
電磁継手によつて電動機と発電機が結合される電動発電
機に用いるに好適な電動発電機の起動トルク制御装置に
関する。
従来、電動発電機の速度制御は第３図に示す方式が一般
的に使用されている。即ち、電磁継手２によつて誘導電
動機（IM）１に結合された発電機（Ｇ）３の出力は速度
検出器４によつて速度に応じた電圧が検出され、速度制
御回路５において定格速度に対応する電圧値を出力する
速度設定器７の出力と比較し、その偏差に応じて電力増
幅器６を制御し、電磁継手２の結合状態を調整する。
的に使用されている。即ち、電磁継手２によつて誘導電
動機（IM）１に結合された発電機（Ｇ）３の出力は速度
検出器４によつて速度に応じた電圧が検出され、速度制
御回路５において定格速度に対応する電圧値を出力する
速度設定器７の出力と比較し、その偏差に応じて電力増
幅器６を制御し、電磁継手２の結合状態を調整する。
電動発電機の場合、一定速度制御であるため速度設定器
７は定格速度に対応する値に設定された状態で誘導電動
機１を起動する場合が多い。この場合、発電機３の回転
速度が定格速度近くに達するまでの間、速度指令値と速
度フイードバツク値の偏差が大きいため、電力増幅器６
は最大出力を出力する。このため電磁継手２は最大の結
合状態にて起動されることになり、この時の伝達トルク
は電動発電機の定格トルクを越えた大きな値となる。
７は定格速度に対応する値に設定された状態で誘導電動
機１を起動する場合が多い。この場合、発電機３の回転
速度が定格速度近くに達するまでの間、速度指令値と速
度フイードバツク値の偏差が大きいため、電力増幅器６
は最大出力を出力する。このため電磁継手２は最大の結
合状態にて起動されることになり、この時の伝達トルク
は電動発電機の定格トルクを越えた大きな値となる。
電磁継手２の概略構造は第４図に示す通り、磁極12が電
動機側軸８に直結され軸受10に支えられる片持梁の構
造、又ドラム13も同様に片持梁の構造となつており、磁
極12とドラム13の間で回転を伝達する。これらの軸が前
記駆動トルクに充分耐えられる構造でないと、起動時、
軸が損傷したり、磁極12あるいはドラム13の重力による
偏心によりさらに偏心を助長し、磁極12とドラム13が接
触する事故の原因となる。これらの不具合を防止するた
め起動トルクに充分耐えられる構造が必要となり、不経
済設計となる欠点があつた。
動機側軸８に直結され軸受10に支えられる片持梁の構
造、又ドラム13も同様に片持梁の構造となつており、磁
極12とドラム13の間で回転を伝達する。これらの軸が前
記駆動トルクに充分耐えられる構造でないと、起動時、
軸が損傷したり、磁極12あるいはドラム13の重力による
偏心によりさらに偏心を助長し、磁極12とドラム13が接
触する事故の原因となる。これらの不具合を防止するた
め起動トルクに充分耐えられる構造が必要となり、不経
済設計となる欠点があつた。
これらの欠点を解決するため、本発明に最も近い公知例
として、第５図に示す「電動発電機の速度制御装置」特
開昭57-97400号がある。
として、第５図に示す「電動発電機の速度制御装置」特
開昭57-97400号がある。
第５図において、起動時の制御系Ａは、積分器16と、電
磁継手２に係合された広域速度検出器14と、これらの積
分器16および広域速度検出器14に接続された起動速度制
御回路15とで構成される。定格速度近傍における制御系
Ｂは、広域速度検出器14と同様に電磁継手２に係合され
た狭域速度検出器17と、定格速度設定器18と、これらの
狭域速度検出器17および定格速度設定器2Bに接続された
定格速度制御回路18とで構成される。さらに、制御系A,
Bの切換えを行なう低値優先回路19が設けられる。
磁継手２に係合された広域速度検出器14と、これらの積
分器16および広域速度検出器14に接続された起動速度制
御回路15とで構成される。定格速度近傍における制御系
Ｂは、広域速度検出器14と同様に電磁継手２に係合され
た狭域速度検出器17と、定格速度設定器18と、これらの
狭域速度検出器17および定格速度設定器2Bに接続された
定格速度制御回路18とで構成される。さらに、制御系A,
Bの切換えを行なう低値優先回路19が設けられる。
以上の構成における動作を説明すると、先ず、制御系Ａ
によつて速度指令を積分器16により零から定格値まで時
間に比例して上昇させ、指令値と速度フイードバツクと
の差を小さくし、誘導電動機１の起動入力電流をおさ
え、発電機３の回転速度が定格値付近に達した時、制御
系Ｂに切換えて定格速度制御を実施するものである。こ
の従来技術は、電動発電機起動時、発電機の回転速度を
追値制御するもので、起動トルクが管理されないことの
ほか、追値制御するため速度偏差を生じ、積分器16の設
定が非常にむつかしいという欠点がある。
によつて速度指令を積分器16により零から定格値まで時
間に比例して上昇させ、指令値と速度フイードバツクと
の差を小さくし、誘導電動機１の起動入力電流をおさ
え、発電機３の回転速度が定格値付近に達した時、制御
系Ｂに切換えて定格速度制御を実施するものである。こ
の従来技術は、電動発電機起動時、発電機の回転速度を
追値制御するもので、起動トルクが管理されないことの
ほか、追値制御するため速度偏差を生じ、積分器16の設
定が非常にむつかしいという欠点がある。
本発明の目的は、起動トルクを一定にし、電磁継手の軸
の経済設計を可能にする電動発電機の起動トルク制御装
置を提供するにある。
の経済設計を可能にする電動発電機の起動トルク制御装
置を提供するにある。
本発明は、起動時に発電機の回転速度から起動トルクを
検出し、この起動トルクを電動機側軸又は発電機側軸の
許容伝達トルク以下に定値制御し、発電機の回転速度が
定格速度附近に達した時、自動的に定値速度制御に切換
えるようにしたものである。
検出し、この起動トルクを電動機側軸又は発電機側軸の
許容伝達トルク以下に定値制御し、発電機の回転速度が
定格速度附近に達した時、自動的に定値速度制御に切換
えるようにしたものである。
以下本発明の一実施例を第１図及び第２図にて説明す
る。尚、第５図と同一であるものには同一の引用数字を
用いたので重複する説明は省略する。第１図は制御系A,
制御系B,切換回路22そして電力増幅回路６から構成され
る。制御系Ａは起動時のトルクを管理し、制御系Ｂは発
電機３の回転速度を定格値に定値制御する回路で、起動
制御から定値制御への切換は、切換回路22によつて自動
的に行なわれる。
る。尚、第５図と同一であるものには同一の引用数字を
用いたので重複する説明は省略する。第１図は制御系A,
制御系B,切換回路22そして電力増幅回路６から構成され
る。制御系Ａは起動時のトルクを管理し、制御系Ｂは発
電機３の回転速度を定格値に定値制御する回路で、起動
制御から定値制御への切換は、切換回路22によつて自動
的に行なわれる。
切換回路22は比較回路で構成されており、広域速度検出
器14の出力を常に監視し、電動発電機３の回転速度が定
格値附近のある一点の所定速度で動作するように設定す
る。所定速度に達するまでの回転速度においては制御系
Ａが作動する信号を出力し、所定速度に達した後は制御
系Ｂが作動する信号を出力する。
器14の出力を常に監視し、電動発電機３の回転速度が定
格値附近のある一点の所定速度で動作するように設定す
る。所定速度に達するまでの回転速度においては制御系
Ａが作動する信号を出力し、所定速度に達した後は制御
系Ｂが作動する信号を出力する。
起動直後、発電機３の回転速度に比例した電圧を広域速
度検出器14が出力する。この電圧をVWとすれば、 VW＝K1・ｗ ……（１） K1:定数 w:回転速度 このVWは起動トルク制御回路21の入力となる。起動トル
ク制御回路21は第２図の如き回路で構成されている。起
動トルク制御回路21は、結合コンデンサC1、演算増幅器
OP1、帰環抵抗R1、演算増幅器OP1の出力端子に接続され
る抵抗R2、該抵抗R2に接続される演算増幅器OP2、該OP2
にＶτＰを入力する抵抗R3及び演算増幅器OP2の入出力
間に接続されるコンデンサC2より構成される。
度検出器14が出力する。この電圧をVWとすれば、 VW＝K1・ｗ ……（１） K1:定数 w:回転速度 このVWは起動トルク制御回路21の入力となる。起動トル
ク制御回路21は第２図の如き回路で構成されている。起
動トルク制御回路21は、結合コンデンサC1、演算増幅器
OP1、帰環抵抗R1、演算増幅器OP1の出力端子に接続され
る抵抗R2、該抵抗R2に接続される演算増幅器OP2、該OP2
にＶτＰを入力する抵抗R3及び演算増幅器OP2の入出力
間に接続されるコンデンサC2より構成される。
以上の構成において、演算増幅器OP1の出力Ｖτは、 （１）式を代入して、 一般に慣性モーメントＪの回転体にトルクτを加えると
回転速度ｗとの関係は となる。
回転速度ｗとの関係は となる。
ここで（３）式と（４）式を比較し、 Ｊ＝K1・C1・R1 としてK1,C1,R1を決定すれば演算増幅器OP1の出力から
電動発電機３の起動トルクを検出することができる。
電動発電機３の起動トルクを検出することができる。
起動トルクＶτとトルク設定器20の設定値ＶτＰを演算
器OP2で比較し、偏差を積分し電力増幅器６の入力とす
る。
器OP2で比較し、偏差を積分し電力増幅器６の入力とす
る。
この様にして電動発電機３の起動トルクは設定値ＶτＰ
に定値制御される。
に定値制御される。
一定の起動トルクにより電動発電機３の回転速度は上昇
する。定格回転速度附近の切換回路22の動作点において
制御系Ａは切離されて制御系Ｂが電力増幅器６に接続さ
れる。この時すでに発電機３の回転速度が定格附近まで
上昇しているため、大きな起動トルクは必要でなく、狭
域速度検出器17で検出された信号が定格速度制御回路18
にて速度設定器７の指令値と比較増幅され電力増幅器６
を作動させ負荷変動などの外乱に対し電動発電機３の周
波数を定値制御する。
する。定格回転速度附近の切換回路22の動作点において
制御系Ａは切離されて制御系Ｂが電力増幅器６に接続さ
れる。この時すでに発電機３の回転速度が定格附近まで
上昇しているため、大きな起動トルクは必要でなく、狭
域速度検出器17で検出された信号が定格速度制御回路18
にて速度設定器７の指令値と比較増幅され電力増幅器６
を作動させ負荷変動などの外乱に対し電動発電機３の周
波数を定値制御する。
一般に電動発電機は周波数整定精度がとして高精度が要
求されるので狭域速度検出器17は高精度のものを要求さ
れるが、広域速度検出器14は起動トルク制御のみでそれ
ほどの高精度でなくても良い。
求されるので狭域速度検出器17は高精度のものを要求さ
れるが、広域速度検出器14は起動トルク制御のみでそれ
ほどの高精度でなくても良い。
本発明によれば、起動トルクを一定に制御するので、定
格運転時の最大許容トルクに起動トルクを設定すれば、
電磁継手の軸を経済設計できるとともに、重量を軽減で
きる効果がある。
格運転時の最大許容トルクに起動トルクを設定すれば、
電磁継手の軸を経済設計できるとともに、重量を軽減で
きる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における起動トルク制御回路21の詳細回路図、第
３図は従来の速度制御回路を示すブロック図、第４図は
電磁継手の一例を示す概略構成図、第５図は従来の速度
制御回路を示す回路図である。 １……誘導電動機、２……電磁継手、３……発電機、６
……電力増幅器、７……速度設定器、８……電動機側
軸、９……発電機側軸、10……電動機側軸受、11……発
電機側軸受、12……磁極、13……ドラム、14……広域速
度検出器、17……狭域速度検出器、18……定格速度制御
回路、20……起動トルク設定器、21……起動トルク制御
回路、22……切換回路、Ａ……制御系、Ｂ……制御系、
C1〜C2……コンデンサー、R1〜R3……抵抗器、OP1〜OP2
……演算増幅器。
第１図における起動トルク制御回路21の詳細回路図、第
３図は従来の速度制御回路を示すブロック図、第４図は
電磁継手の一例を示す概略構成図、第５図は従来の速度
制御回路を示す回路図である。 １……誘導電動機、２……電磁継手、３……発電機、６
……電力増幅器、７……速度設定器、８……電動機側
軸、９……発電機側軸、10……電動機側軸受、11……発
電機側軸受、12……磁極、13……ドラム、14……広域速
度検出器、17……狭域速度検出器、18……定格速度制御
回路、20……起動トルク設定器、21……起動トルク制御
回路、22……切換回路、Ａ……制御系、Ｂ……制御系、
C1〜C2……コンデンサー、R1〜R3……抵抗器、OP1〜OP2
……演算増幅器。
Claims (1)
- 【請求項１】電動機の出力軸に電磁継手を介して発電機
の回転軸が結合され該回転軸の回転速度に応じて前記電
磁継手の結合状態を制御する電動発電機の起動トルク制
御装置において、前記回転軸の回転速度を検出する速度
検出手段と、該速度検出手段の検出した回転速度に対応
する前記発電機の起動トルクを求めると共に該起動トル
クを許容伝達トルク以下の設定値に定値制御する第１制
御量を求める起動トルク制御手段と、前記速度検出手段
の検出した回転速度を定格速度に定値制御する第２制御
量を求める定格速度制御手段と、前記速度検出手段の検
出した回転速度が所定速度に達するまでは前記起動トル
ク制御手段の出力する第１制御量で前記電磁継手の結合
状態を制御し前記速度検出手段の検出した回転速度が所
定速度に達した後は前記定格速度制御手段の出力する第
２制御量で前記電磁継手の結合状態を制御する切替手段
とを備えることを特徴とする電動発電機の起動トルク制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165997A JPH072040B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 電動発電機の起動トルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165997A JPH072040B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 電動発電機の起動トルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163600A JPS62163600A (ja) | 1987-07-20 |
| JPH072040B2 true JPH072040B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=15822952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60165997A Expired - Lifetime JPH072040B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 電動発電機の起動トルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072040B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211837A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | プラント設備 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7667234B1 (ja) * | 2023-11-30 | 2025-04-22 | 西芝電機株式会社 | 電動機駆動式発電装置 |
| JP2025124205A (ja) * | 2024-02-14 | 2025-08-26 | 西芝電機株式会社 | 船舶用電気推進システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533360U (ja) * | 1976-05-28 | 1978-01-13 |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP60165997A patent/JPH072040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211837A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | プラント設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62163600A (ja) | 1987-07-20 |
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