(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源に機械的に接続された発電機の回転速度を検出する速度検出手段と、上記発電機の出力電力が入力され、与えられた電力指令との電力偏差を出力する減算器と、該減算器からの上記電力偏差を上記検出された回転速度で除算する除算器と、該除算された電力偏差を入力として上記発電機の回転速度指令を出力する速度指令演算器と、該回転速度指令を入力として、上記発電機の電圧指令を演算し、該電圧指令に基づいて該発電機の端子電圧を出力すると共に該発電機の上記出力電力を演算して出力する速度制御部とを有して、上記出力電力の上記電力指令への追従動作を行うことを特徴とする発電機の制御装置。
【請求項２】
上記速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算時に、上記速度検出手段からの上記回転速度が上記速度指令演算器からの上記回転速度指令に追従するように、上記電圧指令を演算することを特徴とする請求項１に記載の発電機の制御装置。
【請求項３】
速度検出手段が、速度指令演算器からの回転速度指令と発電機出力から検出された検出電流とに基づいて回転速度を演算により検出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の発電機の制御装置。
【請求項４】
速度検出手段が、発電機に備えられた回転速度検出器で回転速度を検出するものであり、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流に基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の発電機の制御装置。
【請求項５】
速度検出手段が、発電機に備えられた回転位置検出器で回転子の位置を検出し該検出位置により回転速度を得るものであり、発電機に同期発電機を用い、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記検出位置と上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流とに基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の発電機の制御装置。
【請求項６】
速度制御部の入力側に回転速度指令を制限するリミッタを備え、速度指令演算器から出力される上記回転速度指令が所定の上限値を越えるとき、該回転速度指令を上記上限値に制限することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電機の出力電力を電力指令に追従させる発電機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、例えば平成１１年電気学会全国大会講演論文集１８１４（P7-304）に記載された従来の発電機の制御装置を示す構成図である。
図において、１は風力発電の風車等の動力源、２は動力源１に機械的に接続される誘導発電機、３は速度制御手段で、後述する回転速度指令１０に基づいて誘導発電機２へ端子電圧を出力し、誘導発電機２からの出力電力を入力として電力系統に接続された出力端子４に電力を送出するとともに、誘導発電機２の出力電力値５を別途演算して出力する。また６は、誘導発電機２の出力指令値である電力指令７と速度制御手段３が出力する出力電力値５との電力偏差８を演算する減算器であり、９は速度指令演算器で、減算器４から出力された電力偏差８を符号を反転させて増幅し、誘導発電機２の回転速度指令１０を上記速度制御手段３へ出力する。
【０００３】
次に、速度制御手段３の詳細を図１３に示す。
図において、１１は入力された回転速度指令１０が所定の下限値より小さい場合は、誘導発電機２が停止或いは逆転しないように回転速度指令１０をその下限値に制限する下限値リミッタ、１２は下限値リミッタ１１を介した回転速度指令１０を入力として誘導発電機端子への電圧指令１３を出力する電圧指令演算部であり、Ｖ／ｆ一定制御法として知られる公知の手法を適用し、電圧指令１３の周波数と振幅を回転速度指令１０に比例させて電圧指令１３を生成する。
１４は第１のＰＷＭ電力変換器で、電圧指令演算部１２からの電圧指令１３を入力として誘導発電機２へその端子電圧を出力すると同時に、誘導発電機２の端子側の交流電力を入力として直流電力に変換し、第１のＰＷＭ電力変換器１４と第２のＰＷＭ電力変換器１５との間の直流リンク１６へ出力する。また、第２のＰＷＭ電力変換器１５は電力系統に接続された出力端子４に交流電力を送出することにより直流リンク電圧を一定に保つ。
さらにまた、１７は第１のＰＷＭ電力変換器１４と第２のＰＷＭ電力変換器１５との間の直流リンク１６に挿入され、直流リンク１６の電圧を平滑するコンデンサ、１８は誘導発電機２の端子と第１のＰＷＭ電力変換器１４との間に配された電流検出器、１９は電圧指令演算部１２からの電圧指令１３と電流検出器１８からの検出電流に基づいて、誘導発電機２の出力電力値５を演算して出力する出力電力演算部である。
【０００４】
従来の発電機の制御装置は以上のように構成され、速度制御手段３で演算された出力電力値５により誘導発電機出力を監視し、これが指令値である電力指令７に追従するように速度制御手段３に回転速度指令１０を与えて制御していた。この回転速度指令１０による速度制御は、風車等動力源１の回転速度の加減速を制御するものであって、それにより回転に用いられる回転エネルギーの量を制御する。動力源１からのエネルギーは回転エネルギーと発電機２の出力電力とに変換されるが、出力電力を電力指令７に追従させてほぼ一定にするために、上記のように速度制御により回転エネルギーの量を制御する。即ち、例えば、出力電力値５が増大して電力指令７を越えた場合、減算器６から出力される負の電力偏差８を符号を反転させて増幅させ、回転速度指令１０を大きくすることにより回転エネルギーを増大させ、その分、発電機２の出力電力を低減させるように制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される従来の発電機の制御装置において、時刻０にて電力指令７を０から１へ変化させた時の誘導発電機２の出力電力の応答の一例を図１４に示す。図において、実線は誘導発電機２が１００％の回転速度で回転している時の応答波形をプロットしたもの、破線は誘導発電機２が５０％の回転速度で回転している時の応答波形をプロットしたものである。図１４に示すように、１００％の回転速度である実線の応答に対して、５０％の回転速度である破線の応答は約２倍の時間を要して電力指令７に追従する。このように従来の発電機の制御装置では、電力指令７に追従する出力電力の応答性が回転速度によって変化してしまい、安定した制御性能が得られないものであった。
【０００６】
また、通常、誘導発電機２は電力を発生している時、電圧の周波数と実際の回転速度との間にすべりと呼ばれる速度偏差を生じるものである。
従来の発電機の制御装置では、上述したように、電圧指令１３を生成する際、その周波数と振幅とを回転速度指令１０に比例させる。このため、電圧の周波数と実際の回転速度との間に生じる速度偏差（すべり）により、誘導発電機２の実際の回転速度と回転速度指令１０が一致しないという問題があった。
また、すべりが発生しない同期発電機では、発電機端子の電圧の周波数と回転速度が一致しているが、従来のように、Ｖ／ｆ一定制御法を適用した同期発電機の端子電圧の制御では、急激な加減速運転等の際、発電機端子の電圧が同期発電機の誘起電圧と同期しない、脱調という現象が発生するおそれがある。このため、上記のような従来の発電機の制御装置は同期発電機には適用できないものであった。
【０００７】
また、動力源１が風力発電の風車の場合、突風などにより動力源１から過大なエネルギーが供給されることがあるが、このような時、出力電力は一時的に大きいものとなり、誘導発電機２には回転エネルギーを増大させて出力電力を低減するように制御が働くので、回転速度指令１０が過大になることがある。これにより、誘導発電機２の回転速度が過速度となる。周知の通り、誘導発電機２の誘起電圧は回転速度に比例するものであるが、上記のように回転速度が過速度になると、発電機端子の電圧振幅が上昇し、発電機端子側の交流電力が入力される第１のＰＷＭ電力変換器１４において、電圧飽和を生じることがあった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、電力指令に追従する出力電力の応答性を回転速度に依らず一定にできる、誘導発電機の回転速度と回転速度指令を一致させ、また、同期発電機にも適用可能にする、さらに動力源からの過大なエネルギー供給時に回転速度が過速度になることを抑制して発電機端子の電圧上昇を抑制できる、このような制御性能の向上した発電機の制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る請求項１記載の発電機の制御装置は、動力源に機械的に接続された発電機の回転速度を検出する速度検出手段と、上記発電機の出力電力が入力され、与えられた電力指令との電力偏差を出力する減算器と、該減算器からの上記電力偏差を上記検出された回転速度で除算する除算器と、該除算された電力偏差を入力として上記発電機の回転速度指令を出力する速度指令演算器と、該回転速度指令を入力として、上記発電機の電圧指令を演算し、該電圧指令に基づいて該発電機の端子電圧を出力すると共に該発電機の上記出力電力を演算して出力する速度制御部とを有して、上記出力電力の上記電力指令への追従動作を行うものである。
【００１０】
またこの発明に係る請求項２記載の発電機の制御装置は、請求項１において、上記速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算時に、上記速度検出手段からの上記回転速度が上記速度指令演算器からの上記回転速度指令に追従するように、上記電圧指令を演算するものである。
【００１１】
またこの発明に係る請求項３記載の発電機の制御装置は、請求項１または２において、速度検出手段が、速度指令演算器からの回転速度指令と発電機出力から検出された検出電流とに基づいて回転速度を演算により検出するものである。
【００１２】
またこの発明に係る請求項４記載の発電機の制御装置は、請求項２において、速度検出手段が、発電機に備えられた回転速度検出器で回転速度を検出するものであり、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流に基づいて行うものである。
【００１３】
またこの発明に係る請求項５記載の発電機の制御装置は、請求項２において、速度検出手段が、発電機に備えられた回転位置検出器で回転子の位置を検出し該検出位置により回転速度を得るものであり、発電機に同期発電機を用い、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記検出位置と上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流とに基づいて行うものである。
【００１４】
またこの発明に係る請求項６記載の発電機の制御装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、速度制御部の入力側に回転速度指令を制限するリミッタを備え、速度指令演算器から出力される上記回転速度指令が所定の上限値を越えるとき、該回転速度指令を上記上限値に制限するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における発電機の制御装置を示す構成図である。図において、１は風力発電の風車等の動力源、２は動力源１に機械的に接続される誘導発電機、２０は速度制御手段で、後述する回転速度指令に基づいて誘導発電機２へ端子電圧を出力し、誘導発電機２からの出力電力を入力として電力系統に接続された出力端子４に電力を送出するとともに、誘導発電機２の出力電力値２１および回転速度２２を別途演算して出力する。また２３は、誘導発電機２の出力指令値である電力指令２４と速度制御手段２０が出力する出力電力値２１との電力偏差２５を演算する減算器、２６は上記電力偏差２５を速度制御手段２０から得られた回転速度２２で除算する除算器である。また、２７は速度指令演算器で、徐算器２６からの出力を符号を反転させて増幅し、誘導発電機２の回転速度指令２８を上記速度制御手段２０へ出力する。
【００１６】
次に、速度制御手段２０の詳細を図２に示す。
図において、２９は予め所定の下限値および上限値が設定された速度指令リミッタで、速度指令演算器２７から得られた回転速度指令２８が下限値より小さい場合は、誘導発電機２が停止あるいは逆転しないように回転速度指令２８をその下限値に制限し、回転速度指令２８が上限値より大きい場合は、回転速度指令２８をその上限値に制限する。３０は電圧指令演算部で、速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８および、後述する誘導発電機出力から検出された検出電流３８を入力として、誘導発電機２の回転速度２２を演算して出力し、さらに該回転速度２２が回転速度指令２８に追従するように、誘導発電機端子への電圧指令３１を演算して出力する。
【００１７】
また、３２は第１のＰＷＭ電力変換器で、電圧指令演算部３０からの電圧指令３１を入力として誘導発電機２へその端子電圧を出力すると同時に、誘導発電機２の端子側の交流電力を入力として直流電力に変換し、第１のＰＷＭ電力変換器３２と第２のＰＷＭ電力変換器３３との間の直流リンク３４へ出力する。また、第２のＰＷＭ電力変換器３３は電力系統に接続された出力端子４に交流電力を送出することにより直流リンク電圧を一定に保つ。
さらにまた、３５は第１のＰＷＭ電力変換器３２と第２のＰＷＭ電力変換器３３との間の直流リンク３４に挿入され、直流リンク３４の電圧を平滑するコンデンサ、３６は誘導発電機２の端子と第１のＰＷＭ電力変換器３２との間に配され、誘導発電機出力から電流を検出する電流検出器、３７は電圧指令演算部３０からの電圧指令３１と電流検出器３６からの検出電流３８とに基づいて、誘導発電機２の出力電力値２１を演算して出力する出力電力演算部である。
【００１８】
次に、電圧指令演算部３０の詳細を図３に示す。
上述したように、電圧指令演算部３０では、速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８および電流検出器３６からの検出電流３８を入力として、回転速度２２および電圧指令３１を演算して出力するものである。
図において、３９は速度検出手段としての回転速度演算器で、例えば、特開平１１−４５９９号公報記載の公知の手法により、誘導発電機端子への電圧指令３１と検出電流３８とに基づいて回転速度２２を演算により検出し出力する。４０は速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８から上記回転速度２２を減算し、速度偏差４１を出力する減算器、４２は減算器４１からの速度偏差４１を増幅することにより、すべり指令４３を出力するすべり指令演算器、４４はすべり指令演算器４２からのすべり指令４３に回転速度演算器３９からの回転速度２２を加算する加算器、４５はＶ／ｆ一定制御器で、電圧指令３１の周波数と振幅を加算器４４の出力に比例させて電圧指令３１を生成して出力する。
【００１９】
このような発電機の制御装置では、速度制御手段２０で演算された出力電力値２１により誘導発電機出力を監視し、これが指令値である電力指令２４に追従するように速度制御手段２０に回転速度指令２８を与えて制御する。この回転速度指令２８による速度制御は、風車等動力源１の回転速度の加減速を制御するものであって、それにより回転に用いられる回転エネルギーの量を制御する。動力源１からのエネルギーは回転エネルギーと発電機２の出力電力とに変換されるが、出力電力を電力指令２４に追従させてほぼ一定にするために、上記のように速度制御により回転エネルギーの量を制御する。
また、速度制御手段２０では、回転速度指令２８を入力として電圧指令演算部３０にて電圧指令３１を演算し、この電圧指令３１に基づいて誘導発電機２の端子電圧を出力すると共に、出力電力演算部３７にて発電機２の出力電力値２１を演算する。
【００２０】
この実施の形態では、誘導発電機２の端子と第１のＰＷＭ電力変換器３２との間に配した電流検出器３６からの検出電流３８を、出力電力演算部３７だけでなく、電圧指令演算部３０にも入力する。電圧指令演算部３０では、上記検出電流３８と回転速度指令２８とに基づいて、誘導発電機２の回転速度２２を回転速度演算器２１にて演算により検出し、該回転速度２２が回転速度指令２８に追従するように、すべりを考慮した電圧指令３１を演算して出力する。
また、回転速度演算器２１からの回転速度２２は除算器２６にも入力され、電力指令２４と出力電力値２１との電力偏差２５は、除算器２６にて上記回転速度２２で除算された後、速度指令演算器２７に入力される。
【００２１】
この実施の形態では、上述したように、電圧指令演算部３０での電圧指令演算時に、検出電流３８と回転速度指令２８とに基づいて演算された回転速度２２が回転速度指令２８に追従するように電圧指令３１を演算して出力する。このため、電圧の周波数と実際の回転速度との間に速度偏差（すべり）を生じる誘導発電機２であっても、実際の回転速度と回転速度指令２８を一致させることができ、制御の信頼性が向上する。
【００２２】
また、この実施の形態による発電機の制御装置において、時刻０にて電力指令２４を０から１へ変化させた時の誘導発電機２の出力電力の応答の一例を図４に示す。図において、実線は誘導発電機２が１００％の回転速度で回転している時の応答波形をプロットしたもの、破線は誘導発電機２が５０％の回転速度で回転している時の応答波形をプロットしたもので、どちらも同様の波形を示している。従来の発電機の制御装置での応答例では、図１４に示したように、１００％の回転速度での応答に対して、５０％の回転速度での応答は約２倍の時間を要して電力指令７に追従していた。
このように従来のものでは、電力指令７に追従する出力電力の応答性が回転速度によって変化するものであったが、この実施の形態では、発電機２の回転速度２２を演算により検出し、除算器２６を設けて、電力偏差２５を上記回転速度２２で除算した後に、回転速度指令２８を演算させることにより、回転速度２２の大小に関わらず出力電力の応答性を一定に保つことができ、安定した制御性能が得られる。
【００２３】
また、この実施の形態では、速度制御手段２０の入力側に、予め下限値および上限値が設定された速度指令リミッタ２９を備え、速度指令演算器２７から得られた回転速度指令２８が下限値より小さい場合は下限値に制限し、回転速度指令２８が上限値より大きい場合は上限値に制限し、この速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８を電圧指令演算部３０に入力する。
このように、回転速度指令２８が過小である場合だけでなく、過大である場合にもそれを制限するようにした。
突風などにより動力源１から過大なエネルギーが供給される時、出力電力は一時的に大きいものとなり、誘導発電機２には回転エネルギーを増大させて出力電力を低減するように制御が働くので、回転速度指令２８が過大になることがある。このように回転速度指令２８が過大になっても速度指令リミッタ２９により所定の上限値に制限するため、回転速度が過速度になることを抑制して発電機端子の電圧上昇を抑制し、第１のＰＷＭ電力変換器３２での電圧飽和が防止できる。
【００２４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における発電機の制御装置を示す構成図である。図において、１、４、２１および２３〜２８は上記実施の形態１と同じもの、２ａは同期発電機、２０ａは速度制御手段、２２ａは速度制御手段２０ａにて演算されて出力される同期発電機２ａの回転速度である。図６に速度制御手段２０ａの詳細を、また速度制御手段２０ａ内の電圧指令演算部３０ａの詳細を図７に示す。
この実施の形態２では、同期発電機２ａを用い、速度制御手段２０ａにおける電圧指令演算部３０ａでの電圧指令３１ａおよび回転速度２２ａの演算に、上記実施の形態１とは異なる手法を用いたものである。
【００２５】
図７において、４６は発電機出力から検出された検出電流３８である交流電流を回転子の磁束方向に同期して回転する直交２軸（回転軸）上の座標に変換し、回転軸上の２軸電流４７を出力する座標変換器、４８は回転軸電圧演算器で、速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８と上記回転軸上の二軸電流４７とに基づいて、回転軸上の二軸電圧指令４９と回転速度２２ａを演算して出力する。５０は回転速度２２ａを積分して演算位相５１を出力する積分器、５２は演算位相５１と同期して回転する回転軸上の二軸電圧指令４９を交流の電圧指令３１ａに座標変換する座標変換器である。
回転軸電圧演算器４８は、例えば、電気学会論文誌Ｄ分冊１１９巻５号（平成１１年）記載の公知の手法により、回転速度指令２８と回転軸上の二軸電流４７とに基づいて回転速度２２ａを演算し、該回転速度２２ａが回転速度指令２８に追従するように回転軸上の二軸電圧指令４９を出力する。
【００２６】
すべりが発生しない同期発電機では、発電機端子の電圧の周波数と回転速度が一致しているものであるが、従来の制御装置では、急激な加減速運転等の際、脱調が発生するおそれがあった。
この実施の形態では、回転軸上において、発電機出力から検出された検出電流３８と回転速度指令２８とに基づいて回転速度２２ａを演算により検出し、該回転速度２２ａが回転速度指令２８に追従するように電圧指令３１ａを演算するものであり、同期発電機２ａにおいて、常に発電機端子の電圧が同期発電機の誘起電圧と同期するため脱調が発生することなく、高い制御性能が得られる。
また、誘導発電機２にも同様に適用でき、実際の回転速度と回転速度指令２８を一致させることができ、制御の信頼性が向上する。
【００２７】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、発電機２、２ａの回転速度２２、２２ａを発電機出力から検出された検出電流３８と回転速度指令２８とに基づいて電圧指令演算部３０、３０ａにおいて演算により検出したが、発電機に回転速度検出器を備えて回転速度を検出しても良い。
図８はこの発明の実施の形態３における発電機の制御装置を示す構成図であり、図９に速度制御手段２０ｂの詳細を示す。
図８、図９に示すように、誘導発電機２に備えられた速度検出手段としての回転速度検出器５３により誘導発電機２の回転速度２２ｂを検出し、この回転速度２２ｂを、除算器２６と速度制御手段２０ｂ内のベクトル制御器３０ｂとにそれぞれ入力する。
除算器２６では、上記実施の形態１と同様に、電力偏差２５を上記回転速度２２ｂで除算し、この演算結果を、回転速度指令２８を演算する速度指令演算部２７に入力する。また、ベクトル制御器３０ｂでは、例えば「ＡＣサーボシステムの理論と設計の実際」（杉本著、１９９０年総合電子出版社）記載の公知の手法により、速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８と回転速度検出器５３から得られた回転速度２２ｂと電流検出器３６から得た検出電流３８とに基づいて、回転速度指令２８に回転速度２２ｂが追従するように発電機端子への電圧指令３１ｂを出力する。
【００２８】
この実施の形態では、誘導発電機２について上記実施の形態１と同様の効果を有すると共に、回転速度検出器５３で検出された回転速度２２ｂを利用するので、誘導発電機２の実際の回転速度がより正確に検出でき、制御性能が向上する。
【００２９】
実施の形態４．
上記実施の形態３では誘導発電機２について説明したが、速度検出手段として位置検出器を用いることにより同期発電機２ａにも適用できる。
図１０はこの発明の実施の形態４における発電機の制御装置を示す構成図であり、図１１に速度制御手段２０ｃの詳細を示す。
図１０、図１１に示すように、速度検出手段として、同期発電機２ａに備えられた回転位置検出器５４と、これにより検出された同期発電機２ａの回転子の位置５５を微分する微分器５３とを配し、微分器５３から得られた回転速度２２ｃを、除算器２６と速度制御手段２０ｃ内のベクトル制御器３０ｃとにそれぞれ入力すると共に、回転位置検出器５４で検出された検出位置５５をベクトル制御器３０ｃにも入力する。
このように、同期電動機２ａの回転子の位置５５を微分すると回転速度２２ｃを得ることができ、除算器２６では、上記実施の形態１と同様に、電力偏差２５を上記回転速度２２ｃで除算し、この演算結果を、回転速度指令２８を演算する速度指令演算部２７に入力する。また、ベクトル制御器３０ｃでは、例えば「ＡＣサーボシステムの理論と設計の実際」（杉本著、１９９０年総合電子出版社）記載の公知の手法により、速度指令リミッタ２９を介した回転速度指令２８、回転子の検出位置５５、回転速度２２ｃ、および電流検出器３６から得た検出電流３８に基づいて、回転速度指令２８に回転速度２２ｃが追従するように発電機端子への電圧指令３１ｃを出力する。
【００３０】
この実施の形態では、同期発電機２ａについて上記実施の形態１と同様の効果を有すると共に、回転位置検出器５４で回転子の位置５５を検出し、この検出位置５５を微分して得た回転速度２２ｃを利用するので、同期発電機２ａの実際の回転速度がより正確に検出でき、制御性能が向上する。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明に係る請求項１記載の発電機の制御装置は、上記発電機の回転速度を検出する速度検出手段と、減算器からの電力偏差を上記検出された回転速度で除算する除算器とを備え、該除算された電力偏差を速度指令演算器に入力するようにしたため、回転速度の大小に関わらず出力電力の応答性を一定に保つことができ、安定した制御性能が得られ信頼性が向上する。
【００３２】
またこの発明に係る請求項２記載の発電機の制御装置は、請求項１において、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算時に、上記速度検出手段からの上記回転速度が上記速度指令演算器からの上記回転速度指令に追従するように、上記電圧指令を演算するため、実際の回転速度と回転速度指令とを一致させることができ、制御の信頼性が向上すると共に、同期発電機にも適用可能となり、脱調が発生することなく、高い制御性能が得られる。
【００３３】
またこの発明に係る請求項３記載の発電機の制御装置は、請求項１または２において、速度検出手段が、速度指令演算器からの回転速度指令と発電機出力から検出された検出電流とに基づいて回転速度を演算により検出するため、実際の回転速度が確実に検出できて、該回転速度を回転速度指令に追従させることが可能になり、制御性能が向上する。
【００３４】
またこの発明に係る請求項４記載の発電機の制御装置は、請求項２において、速度検出手段が、発電機に備えられた回転速度検出器で回転速度を検出するものであり、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流に基づいて行うため、実際の回転速度がより正確で確実に検出できて、該回転速度を回転速度指令に追従させることが可能になるため、制御性能が一層向上する。
【００３５】
またこの発明に係る請求項５記載の発電機の制御装置は、請求項２において、速度検出手段が、発電機に備えられた回転位置検出器で回転子の位置を検出し該検出位置により回転速度を得るものであり、発電機に同期発電機を用い、速度制御部による上記発電機の電圧指令の演算を、上記速度検出手段からの上記検出位置と上記回転速度、速度指令演算器からの回転速度指令、および発電機出力から検出された検出電流とに基づいて行うため、同期発電機についても実際の回転速度がより正確で確実に検出できて、該回転速度を回転速度指令に追従させることが可能になるため、制御性能が一層向上する。
【００３６】
また発明に係る請求項６記載の発電機の制御装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、速度制御部の入力側に回転速度指令を制限するリミッタを備え、速度指令演算器から出力される上記回転速度指令が所定の上限値を越えるとき、該回転速度指令を上記上限値に制限するため、動力源から過大なエネルギーが供給されても、回転速度が過速度になることを抑制して発電機端子の電圧上昇を抑制し、制御の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による発電機の制御装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による速度制御手段の詳細を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による電圧指令演算部の詳細を示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態１による出力電力の応答例を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２による発電機の制御装置を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による速度制御手段の詳細を示す構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態２による電圧指令演算部の詳細を示す構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態３による発電機の制御装置を示す構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態３による速度制御手段の詳細を示す構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態４による発電機の制御装置を示す構成図である。
【図１１】  この発明の実施の形態４による速度制御手段の詳細を示す構成図である。
【図１２】  従来の発電機の制御装置を示す構成図である。
【図１３】  従来の発電機の制御装置における速度制御手段の詳細を示す構成図である。
【図１４】  従来の発電機の制御装置における出力電力の応答例を示す図である。
【符号の説明】
１  動力源、２  誘導発電機、２ａ  同期発電機、
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  速度制御手段、２１  出力電力値、
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  回転速度、２３  減算器、２４  電力指令、
２５  電力偏差、２６  除算器、２７  速度指令演算器、２８  回転速度指令、
２９  速度指令リミッタ、３０，３０ａ  電圧指令演算部、
３０ｂ，３０ｃ  ベクトル制御部、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ  電圧指令、
３６  電流検出器、３８  検出電流、３９  速度検出手段としての回転速度演算器、
５３  回転速度検出器、５４  回転位置検出器、５５  検出位置、５６  微分器。
【図１】
0004503764.tif 000002
【図２】
0004503764.tif 000003
【図３】
0004503764.tif 000004
【図４】
0004503764.tif 000005
【図５】
0004503764.tif 000006
【図６】
0004503764.tif 000007
【図７】
0004503764.tif 000008
【図８】
0004503764.tif 000009
【図９】
0004503764.tif 000010
【図１０】
0004503764.tif 000011
【図１１】
0004503764.tif 000012
【図１２】
0004503764.tif 000013
【図１３】
0004503764.tif 000014
【図１４】
0004503764.tif 000015