(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１の可変速発電電動機を励磁し、第２の可変速発電電動機の回転子と共に所定値以上の回転速度にするステップ。
（２）前記第２の可変速発電電動機を励磁し、第２の電力系統に並列した後、前記第１の可変速発電電動機を減磁するステップ。
（３）次に前記第１の可変速発電電動機を励磁し、第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項２】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１および第２の可変速発電電動機を励磁し、所定値以上の回転速度にした後、前記第２の可変速発電電動機を減磁するステップ。
（２）前記第２の可変速発電電動機を励磁し、第２の電力系統に並列した後、前記第１の可変速発電電動機を減磁するステップ。
（３）次に前記第１の可変速発電電動機を励磁し、第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項３】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１の励磁変換器により回転子に励磁電圧を印加して、前記第１の可変速発電電動機の回転子とそれに直結する第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の可変速発電電動機の回転子に第２の励磁変換器を投入して通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の第２の電力系統と一致させるステップ。
（４）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項４】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１の励磁変換器により回転子に励磁電圧を印加して、前記第１の可変速発電電動機の回転子とそれに直結する第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）第２の可変速発電電動機の固定子に設けられた第２の主遮断器を投入して第２の電力系統に並列するステップ。
（４）第２の励磁制御装置が第２の回転子電圧と第２の励磁変換器の出力電圧を入力し、前記出力電圧の位相、周波数および大きさを前記第２の回転子電圧と一致するよう制御後、第２の界磁遮断器を投入して回転子に通常励磁を印加するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項５】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１および第２の可変速発電電動機のそれぞれの固定子巻線を第１、第２の断路器で短絡し、第１、第２の励磁変換器によりそれぞれの回転子に励磁電圧を印加して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１、第２の励磁制御装置でそれぞれの回転子に印加する励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第１の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第２の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（４）前記第２の断路器を開いて第２の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第２の電力系統に一致させるステップ。
（５）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（６）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（７）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（８）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項６】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１および第２の励磁変換器を並列して前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子に励磁電圧を印加し、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１および第２の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の励磁変換器を前記第１の励磁変換器との並列から切り離して、前記第２の可変速発電電動機の回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の第２の電力系統と一致させるステップ。
（４）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【請求項７】
回転子が互いに同軸で直結され、第１の電力系統および第２の電力系統にそれぞれ接続された第１および第２の可変速発電電動機で構成され、次のステップを有することを特徴とする可変速周波数変換機の始動方式。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１および第２の励磁変換器を並列して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子に励磁電圧を印加して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１および第２の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の励磁変換器を前記第１の励磁変換器との並列から切り離し、第２の主遮断器を投入して前記第２の可変速発電電動機を第２の電力系統と並列するステップ。
（４）前記第２の励磁制御装置が第２の回転子の電圧と第２の励磁変換器の出力電圧を入力し、前記出力電圧の位相、周波数および大きさを前記第２の回転子電圧と一致するよう制御するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転子に通常励磁を印加、回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２台の可変速発電電動機で構成された可変速周波数変換機の始動方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
互いに異なる周波数が用いられている地域間の電力融通を行うのに、現在サイリスタ等より構成される周波数変換機が使用されている。しかしながら前記サイリスタ装置に比較して回転エネルギを利用可能な可変速発電電動機を２台直結して構成される可変速周波数変換機を使用した電力融通方式が最近注目されてきて、鋭意研究、実用化が進められている。しかしながらこの可変速発電電動機を用いた可変速周波数変換機の起動方式はまだ確立されておらず、従来の可変速揚水発電所の発電電動機の自己始動方式を利用することも可能とされているが後述するような欠点がある。その自己始動方式を以下簡単に説明する。
この自己始動方式は可変速発電電動機の固定子の巻線を短格遮断器又は断路器などで３相短絡し、回転子巻線に回転界磁を作るような３相励磁電圧を印加して、回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクによって回転子を回転させ、可変速発電電動機の回転子に印加する励磁電源の周波数を上げる／下げることによって回転子の回転速度を加速／減速し、回転子の回転速度が所定値以上になったら、励磁を減磁することによって固定子の電流をゼロ付近に減らし、固定子の短絡遮断器又は断路器を開いて短絡開放する。そして、固定子巻線の短絡遮断器又は断路器が開いたら、回転子に通常励磁と同等の励磁を印加して、固定子側電圧の位相、周波数及び大きさが系統側に一致するよう励磁を制御し、固定子の電圧が系統と一致するようになったら、固定子の主遮断器を投入して系統と並列する系統並列する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の可変速発電電動機の自己始動方法には、次のような問題点がある。
（１）従来の自己始動方法によって始動する場合、回転子の回転速度が所定値以上になったら、励磁を減磁することによって固定子の電流をゼロ付近に減らし、固定子の短絡遮断器又は断路器を開いてから、回転子に通常励磁と同等の励磁を印加して、固定子の電圧が系統と一致したら固定子を系統と並列するが、励磁を減らしている間、回転速度が大幅に下がって可変速幅を超えるおそれがあり、並列が不可能となる不安定要素がある。
（２）また従来の自己始動方法によって始動する場合、可変速発電電動機の固定子の巻線を３相短絡し、回転子巻線に３相励磁電圧を印加して回転子を回転させ、回転子に印加する励磁電源の周波数を上げることによって回転子の回転速度を加速するが、励磁装置の容量が十分に大きくなければ、回転子の回転速度を所定値以上に上昇させることがむずかしく、起動のために励磁装置の定格を大きくしなければならず経済性を損なう。
（３）また従来の始動装置によって始動する場合、始動変換器、変圧器、始動制御装置などが別途必要となり高価となる。
この発明は前記のような課題を解消するためになされたもので、可変速幅を超えることなく、大容量の励磁装置を必要とせず、簡便な方式で電力融通を容易にかつスムースに可能とする可変速周波数変換機を始動方式を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る可変速周波数変換機の始動方式は、次のステップを有するものである。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１の励磁変換器により回転子に励磁電圧を印加して、前記第１の可変速発電電動機の回転子とそれに直結する第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の可変速発電電動機の回転子に第２の励磁変換器を投入して通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の第２の電力系統と一致させるステップ。
（４）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【０００５】
また、次のステップを有するものである。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１の励磁変換器により回転子に３相励磁電圧を印加して、前記第１の可変速発電電動機の回転子とそれに直結する第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）第２の可変速発電電動機の固定子に設けられた第２の主遮断器を投入して第２の電力系統に並列するステップ。
（４）第２の励磁制御装置が第２の回転子電圧と第２の励磁変換器の出力電圧を入力し、前記出力電圧の位相、周波数および大きさを前記第２の回転子電圧と一致するよう制御後、第２の界磁遮断器を投入して回転子に通常励磁を印加するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【０００６】
またさらに、次のステップを有するものである。
（１）第１および第２の可変速発電電動機のそれぞれの固定子巻線を第１、第２の断路器で短絡し、第１、第２の励磁変換器によりそれぞれの回転子に励磁電圧を印加して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１、第２の励磁制御装置でそれぞれの回転子に印加する励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第１の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第２の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（４）前記第２の断路器を開いて第２の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第２の電力系統に一致させるステップ。
（５）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（６）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（７）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（８）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【０００７】
また、次のステップを有するものである。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１および第２の励磁変換器を並列して前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子に励磁電圧を印加し、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１および第２の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の励磁変換器を前記第１の励磁変換器との並列から切り離して、前記第２の可変速発電電動機の回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の第２の電力系統と一致させるステップ。
（４）第２の主遮断器を投入して前記第２の電力系統と並列するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【０００８】
またさらに次のステップを有するものである。
（１）第１の可変速発電電動機の固定子巻線を第１の断路器で短絡し、第１および第２の励磁変換器を並列して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子に励磁電圧を印加して、前記第１および第２の可変速発電電動機の回転子を回転させるステップ。
（２）第１および第２の励磁制御装置で励磁電源の周波数を制御することで回転速度を制御し、所定値以上の回転速度にするステップ。
（３）前記第２の励磁変換器を前記第１の励磁変換器との並列から切り離し、第２の主遮断器を投入して前記第２の可変速発電電動機を第２の電力系統と並列するステップ。
（４）前記第２の励磁制御装置が第２の回転子の電圧と、第２の励磁変換器の出力電圧を入力し、前記出力電圧の位相、周波数および大きさを前記第２の回転子電圧と一致するよう制御するステップ。
（５）前記第２の可変速発電電動機の回転子に通常励磁を印加、回転速度を一定に制御しながら、前記第１の可変速発電電動機の回転子励磁を減磁することによって固定子の電流を零近辺に減らすステップ。
（６）前記第１の断路器を開いて第１の可変速発電電動機の固定子巻線の短絡を開放し、回転子に通常励磁を印加、制御して固定子側電圧の位相、周波数、大きさを並列予定の前記第１の電力系統に一致させるステップ。
（７）第１の主遮断器を投入して前記第１の電力系統と並列することにより、前記第１の可変速発電電動機を前記第１の電力系統に並列するステップ。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１の可変速周波数変換機の構成を図１に示す。図において、第１の可変速発電電動機Ｉ機１００と、第２の可変速発電電動機ＩＩ機２００とが同軸で接続され、それぞれの固定子２と１２が第１の主遮断器８と第２の主遮断器１８を介して第１の電力系統Ｉと第２の電力系統ＩＩに接続されており、それぞれの回転子１と１１が第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４の２次側に接続されている。ここで電力系統Ｉは例えば周波数５０Ｈｚ地域に、電力系統ＩＩは６０Ｈｚ地域向きに電力供給が行われるものである。前記第１、第２の励磁変換器４、１４の１次側はそれぞれの励磁変圧器７と１７の２次側に接続され、制御入力側は各自の第１の励磁制御装置５および第２の励磁制御装置１５に接続されている。励磁変圧器７と１７の１次側はそれぞれ第１、第２の励磁遮断器６と１６を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに接続する。１０は第１、第２の可変速発電電動機１００、２００の回転速度を測定するためのセンサで、９と１９はそれぞれ第１、第２の可変速発電電動機１００、２００の端子電圧Ｖ１ｇとＶ２ｇおよび第１、第２の系統Ｉ、ＩＩの電圧Ｖ１ｓ、Ｖ２ｓを測定するための電圧測定装置である。
【００１０】
次に、装置の動作について説明する。発電機電動機の回転速度が零の状態で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の第１および第２の断路器３と１３、第１および第２の主遮断器８と１８、第１および第２の励磁遮断器６と１６を開き、Ｉ機１００の固定子２の三相巻線を第１の断路器３によって短絡させる。そして、第１の励磁遮断器６を投入して、回転子１に第１の励磁変換器４により３相励磁電圧を印加し、Ｉ機１００の回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクによってＩ機１００とＩＩ機２００の回転子を同時に回転させる。更に、第１の励磁制御装置５が回転速度センサー１０からの回転速度の信号ωｒを入力して、励磁電圧の周波数を上げることにより回転速度を加速する。回転速度が所定値以上になったら、第２の励磁遮断器１６を投入して第２の励磁変換器１５により回転子１１に通常励磁電圧を印加する。第２の励磁制御装置１５が電圧測定装置１９からＩＩ機２００の端子電圧Ｖ２ｇと系統ＩＩの電圧Ｖ２ｓを入力して、Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致するように第２の励磁変換器１４の出力を制御する。Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致したら、第２の主遮断器１８を投入してＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列する。第２の励磁制御装置１５が同時に回転速度測定センサー１０から回転速度信号ωｒを入力して、回転速度を一定になるように第２の励磁変換器１４の出力を制御しながら、Ｉ機１００の第１の励磁制御装置５が励磁変換器４の出力を減磁することによってその固定子２の電流をゼロ付近に減らしたら、第１の断路器３を開き、第１の励磁変換器４が回転子１に通常励磁を印加して、第１の励磁制御装置５が電圧測定装置９から測定したＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと系統Ｉの電圧Ｖ１ｓによって、Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致するように第１の励磁変換器４の出力を制御する。Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致したら、主遮断器８を投入してＩ機１００を第１の系統Ｉと並列する。
なお逆に、同じ手順で、ＩＩ機２００の励磁によってＩ機１００とＩＩ機２００を始動して、回転速度が所定値になったらＩ機１００の励磁を投入してＩ機１００を第１の系統Ｉと並列してから、ＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列することもできる。このようにこの実施の形態１では、直結された２台の可変速発電電動機の片方を使用して始動し、残りの片方を先に系統に並列し、ついで、始動に使用した方を系統に並列するものである。従って、並列制御開始前に励磁装置の可変速幅の下限を下回るようなケースは発生しないという利点がある。
【００１１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２の可変速周波数変換機の構成を図２に示す。図において第１の可変速発電電動機Ｉ機１００と第２の可変速発電電動機ＩＩ機２００が同軸で接続され、それぞれの固定子２と１２が第１の主遮断器８と第２の主遮断器１８を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに接続し、回転子１が第１の励磁変換器４の２次側に接続する。回転子１１は界磁遮断器２１を介して第２の励磁変換器１４の２次側に接続する。第１、第２の励磁変換器４と１４の１次側がそれぞれ励磁変圧器７と１７の２次側に接続し、制御入力側が第１、第２の励磁制御装置５と１５に接続する。励磁変圧器７と１７の１次側がそれぞれ第１、第２の励磁遮断器６と１６を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩと接続する。１０は発電機電動機の回転速度を測定するためのセンサーで、９はＩ機の端子電圧Ｖ１ｇと系統Ｉの電圧Ｖ１ｓを測定するための電圧測定装置で、１９は第２の回転子の電圧Ｖ２ｒと第２の励磁変換器１４の出力電圧Ｖ２ｅを測定するための電圧測定装置である。
【００１２】
次に、装置の動作について説明する。発電機電動機の回転速度が零の状態で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の第１および第２の断路器３と１３、第１および第２の主遮断器８と１８、第１と第２の励磁遮断器６と１６、第２の界磁遮断器２１を開き、Ｉ機１００の固定子２の三相巻線を第１の断路器３によって短絡させる。そして、第１の励磁遮断器６を投入して、回転子１に第１の励磁変換器４により３相励磁電圧を印加し、回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクによってＩ機１００とＩＩ機２００の回転子を同時に回転させる。更に、第１の励磁制御装置５が回転速度センサー１０からの回転速度の信号ωｒを入力して、励磁電圧の周波数を上げることにより回転速度を加速する。回転速度が所定値以上になったら、第２の主遮断器１８を投入して、ＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列する。そして、第２の励磁遮断器１６を投入し第２の励磁制御装置１５が電圧測定装置１９で測定した第２の回転子の電圧Ｖ２ｒと励磁変換器１４の出力の電圧Ｖ２ｅを入力して、Ｖ２ｅの位相、周波数及び大きさがＶ２ｒのと一致するように第２の励磁変換器１４の出力を制御する。Ｖ２ｅの位相、周波数及び大きさがＶ２ｒのと一致したら、第２の界磁遮断器２１を投入してＩＩ機２００の回転子１１の巻線に通常励磁を印加する。但し、この場合第２の電圧測定装置１９に入力していた回転子１１の電圧Ｖ２ｒは系統ＩＩの電圧Ｖ２ｓにつなぎかえる。第２の励磁制御装置１５が同時に回転速度測定センサー１０からの回転速度信号ωｒを入力して、回転速度を一定になるように第２の励磁変換器１４の出力を制御しながら、第１の励磁変換器４が出力を減することによってその固定子２の巻線の電流をゼロ付近に減らしたら、第１の断路器３を開き、第１の励磁変換器４が回転子１に通常励磁を印加して、電圧測定装置９で測定したＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと第１の系統Ｉの電圧Ｖ１ｓによって、Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致するようにを第１の励磁変換器４の出力を制御する。Ｖ１ｇの位相、周波数及び周波数がＶ１ｓのと一致したら、第１の主遮断器８を投入してＩ機１００を系統Ｉと並列する。
なお逆に、同じ手順で、ＩＩ機２００の励磁によってＩ機１００とＩＩ機２００を始動して、回転速度が所定値になったらＩ機１００を第１の系統Ｉと並列してから、ＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列することもできる。但し、この場合Ｉ機１００側に界磁遮断器２１を設け第１の励磁制御装置５の電圧測定装置９には回転子１の巻線電圧及び第１の励磁変換器４の出力電圧を入力し、ＩＩ機２００の第２の励磁制御装置１５の電圧測定装置１９にはＩＩ機２００の端子電圧と第２の系統ＩＩ電圧を入力する。このように先の実施の形態１が始動に使用しなかった並列する第２の可変速発電電動機に先に励磁を与えた後、固定子側で系統に並列する方式であるのに対して、この実施の形態２は２次側で並列する方式である。先ず無励磁で固定子側主遮断器を投入し、開放されている２次巻線の電圧に励磁装置の出力電圧、位相、周波数を合わせて励磁用遮断器を閉じるものである。
【００１３】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３の可変速周波数変換機の始動方式について述べる。なおこの実施の形態３の可変速周波数変換機の構成は、実施の形態１で説明した図１と同様であるのでその構成説明は省略する。
【００１４】
次に、装置の動作について説明する。発電機電動機の回転速度が零の状態で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の第１および第２の断路器３と１３、第１および第２の主遮断機８と１８、第１、第２の励磁遮断機６と１６を開き、Ｉ機１００の固定子２とＩＩ機２００の固定子１２の三相巻線をそれぞれ第１の断路器３と第２の断路器１３によって短絡させる。そして、第１の励磁遮断器６と第２の励磁遮断器１６をそれぞれ投入して、回転子巻線１と回転子巻線２にそれぞれ第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４により３相励磁電圧を印加して、Ｉ機１００の回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルク及びＩＩ機２００の回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクをあわせてＩ機１００とＩＩ機２００の回転子を同時回転させる。更に、第１の励磁制御装置５と第２の励磁制御装置１５がそれぞれ回転速度センサー１０からの回転速度信号ωｒを入力して、それぞれの励磁電圧の周波数を上げることにより同時に回転速度を加速する。回転速度が所定値以上になったら、第２の励磁制御装置１５が回転速度を保つように第２の励磁変換器１４の出力を制御しながら、第１の励磁制御装置５が第１の励磁変換器４の出力を減すことによって固定子１の巻線電流を零にしたら、第１の断路器３を開く。そして、第１の励磁制御装置５が電圧測定装置９からＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと第１の系統Ｉの電圧Ｖ１ｓを入力して、Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致するように第１の励磁変換器４の出力を制御する。Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致したら、第１の主遮断器８を投入してＩ機１００を系統Ｉと並列する。並列した第１の励磁制御装置５が回転速度を一定に制御しながら、第２の励磁変換器１４の出力を減することによって固定子１２の巻線の電流を零にしたら、第２の断路器１３を開く。同時に第２の励磁制御装置１５が電圧測定装置１９からＩＩ機２００の端子電圧Ｖ２ｇと第２の系統ＩＩの電圧Ｖ２ｓを入力して、Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致するように第２の励磁変換器１４の出力を制御する。Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致したら、ＩＩ機２００の第２の主遮断器１８を投入してＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列する。なお逆に、同じ手順で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の励磁によってＩ機１００とＩＩ機２００を同時に始動し、ＩＩ機２００を先に第２の系統ＩＩと並列することもできる。つまりこの実施の形態３では、励磁装置を大きくすることなく２台の可変速発電電動機を同時に使って、始動、加速する方式であり、励磁装置容量を大きくすることなく定格速度まで加速できるという利点がある。
【００１５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４の可変速周波数変換機の構成を図３に示す。図において第１の可変速発電電動機Ｉ機１００と第２の可変速発電電動機ＩＩ機２００が同軸で接続され、それぞれの固定子巻線２と１２が第１の主遮断器８と第２の主遮断器１８を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに抜続し、それぞれの回転子巻線１と１１が第１、第２の励磁変換器４と１４の２次側に接続する。第１、第２の励磁変換器４と１４の１次側がそれぞれ励磁変圧器７と１７の２次側に接続し、制御入力側が第１、第２の励磁制御装置５と１５に接続する。励磁変圧器７と１７の１次側が第１、第２の励磁遮断器６と１６を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに接続する。又、第１、第２の励磁変換器４と励磁変換器１４の出力側は第１、第２の界磁遮断器２０と２１を介して回転子１と１１に接続され、２次側を並列接続するための第３の界磁遮断器２２を介して接続される。１０は発電機電動機の回転速度を測定するためのセンサーで、９と１９はそれぞれＩ機１００とＩＩ機２００の端子電圧Ｖ１ｇとＶ２ｇ及び第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩの電圧Ｖ１ｓとＶ２ｓを測定するための電圧測定装置である。
【００１６】
次に、装置の動作について説明する。発電機電動機の回転速度が零の状態で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の第１および第２の断路器３と１３、第１および第２の主遮断器８と１８、第１、第２の励磁遮断器６と１６を開き、Ｉ機１００の固定子２の三相巻線を第１の断路器３によって短縮させる。第１、第３の界磁遮断器２０、２２を投入して、第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４を並列させる。そして、第１および第２の励磁遮断器６と１６を投入して、回転子巻線１および１１に並列した第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４により３相励磁電圧を印加して、回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクによってＩ機１００とＩＩ機２００の回転子を同時回転させる。更に、第１および第２の励磁制御装置５、１５が回転速度センサー１０からの回転速度信号ωｒを入力して、第１および第２の励磁変換器４、１４の出力電圧の周波数を上げることにより回転速度を加速する。回転速度が所定値以上になったら、第２の励磁変換器１４を止め、第３の界磁遮断器２２を開き、第２の界磁遮断器２１を投入して第２の励磁変換器１４から回転子１１の巻線に通常励磁を印加する。第１の励磁制御装置５が回転速度を一定に制御しながら、第２の励磁制御装置１５が電圧測定装置１９からＩＩ機２００の端子電圧Ｖ２ｇと第２の系統ＩＩの電圧Ｖ２ｓを入力して、Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致するように第２の励磁変換器１４の出力を制御する。Ｖ２ｇの位相、周波数及び大きさがＶ２ｓのと一致したら、第２の主遮断器１８を投入してＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列する。第２の励磁制御装置１５が同時に回転速度測定センサー１０からの回転速度信号ωｒを入力して、回転速度を一定になるように第２の励磁変換器１４の出力を制御しながら、第１の励磁変換器４が励磁出力を減磁することによってその固定子２の巻線の電流をゼロ付近に減らしたら、第１の断路器３を開き、第１の励磁変換器４が回転子１に通常励磁を印加して、電圧測定装置９から測定したＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと第１の系統Ｉの電圧Ｖ１ｓによって、Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致するようにを制御する。Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致したら、Ｉ機１００の第１の主遮断器８を投入してＩ機１００を第１の系統Ｉと並列する。
なお逆に、同じ手順で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の励磁変換器４、１４を並列してＩＩ機２００に励磁を印加することによつてＩ機１００とＩＩ機２００を始動して、そして回転速度が所定値まで加速されたらＩ機１００に第１の励磁変換器４を投入して、Ｉ機１００を先に第１の系統Ｉと並列してからＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列することもできる。つまりこの実施の形態４は、始動開始前に励磁装置２台を並列して可変速発電電動機１台に励磁を与える回路構成にし、１台で加速を行い、並列時は励磁装置１台を切り離し本来の励磁を与え固定子側で同期並列を行う方式である。
【００１７】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５の可変速周波数変換機の構成を図４に示す。図において第１の可変速発電電動機Ｉ機１００と第２の可変速発電電動機ＩＩ機２００が同軸で接続され、それぞれの固定子巻線２と１２が第１の主遮断器８と第２の主遮断器１８を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに接続し、それぞれの回転子巻線１と１１が第１、第２の励磁変換器４と１４の２次側に接続する。第１、第２の励磁変換器４と１４の１次側がそれぞれ励磁変圧器７と１７の２次側に接続し、制御入力側が第１、第２の励磁制御装置５と１５に接続する。励磁変圧器７と１７の１次側がそれぞれ第１、第２の励磁遮断器６と１６を介して第１の系統Ｉと第２の系統ＩＩに接続する。又、第１、第２の励磁変換器４と励磁変換器１４の出力側は第１、第２の界磁遮断器２０と２１を介して回転子１と１１に接続し、２次側を並列するための第３の界磁遮断器２２を介して接続する。１０は発電機電動機の回転速度を測定するためのセンサーで、９はＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと系統Ｉの電圧Ｖ１ｓを測定するための電圧測定装置で、１９は第２の回転子の電圧Ｖ２ｒと第２の励磁変換器１４の出力の電圧Ｖ２ｅを測定するための電圧測定装置である。
【００１８】
次に、装置の動作について説明する。発電機電動機の回転速度が零の状態で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の第１および第２の断路器３と１３、第１、第２の主遮断機８と１８、第１、第２の励磁遮断機６と１６を開き、Ｉ機１００の固定子２の三相巻線を第１の断路器３によって短絡させる。第１、第３の界磁遮断器２０、２２を投入して、第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４を並列させる。そして、第１および第２の励磁遮断器６、１６を投入して、回転子巻線１および１１に並列した第１の励磁変換器４と第２の励磁変換器１４により３相励磁電圧を印加して、回転子の回転磁界と固定子コイルとの交鎖で生じるトルクによってＩ機１００とＩＩ機２００の回転子を同時に回転させる。更に、第１および第２の励磁制御装置５、１５が回転速度センサー１０からの回転速度信号ωｒを入力して、第１の励磁変換器５の出力電圧の周波数を上げることにより回転速度を加速する。回転速度が所定値以上になったら、第２の励磁変換器１４を止め、第３の界磁遮断器２２を開き、ＩＩ機２００の第２の主遮断器１８を投入して、ＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列する。
そして、第２の励磁制御装置１５が電圧測定装置１９で測定した第２の回転子１１の電圧Ｖ２ｒと第２の励磁変換器１４の電圧Ｖ２ｅを入力して、Ｖ２ｅの位相、周波数及び大きさがＶ２ｒのと一致するように第２の励磁変換器１４の出力を制御する。Ｖ２ｅの位相、周波数及び大きさがＶ２ｒのと一致したら、第２の界磁遮断器２１を投入してＩＩ機２００の回転子１１の巻線に通常励磁を印加する。但し、この場合第２の電圧測定装置１９に入力していた回転子１１の電圧Ｖ２ｒは系統ＩＩの電圧Ｖ２ｓにつなぎかえる。
第２の励磁制御装置１５が同時に回転速度測定センサーからの回転速度信号を入力して、回転速度を一定になるように第２の励磁変換器１４の出力を制御しながら、第１の励磁変換器４が励磁出力を減磁することによってその固定子２の巻線の電流をゼロ付近に減らしたら、第１の断路器３を開き、第１の励磁変換器４が回転子１に通常励磁を印加して、電圧測定装置９から測定したＩ機１００の端子電圧Ｖ１ｇと系統Ｉの電圧Ｖ１ｓによって、Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致するようにを制御する。Ｖ１ｇの位相、周波数及び大きさがＶ１ｓのと一致したら、Ｉ機１００の第１の主遮断器８を投入してＩ機１００を第１の系統Ｉと並列する。
なお逆に、同じ手順で、Ｉ機１００とＩＩ機２００の励磁変換器４、１４を並列してＩＩ機２００に励磁を印加することによってＩ機１００とＩＩ機２００を始動して、そして回転速度が所定値まで加速されたらＩ機１００を先に第１の系統Ｉと並列してから、ＩＩ機２００を第２の系統ＩＩと並列することもできる。但し、この場合Ｉ機１００の第１の励磁制御装置５の電圧測定装置９には回転子１の巻線電圧および第１の励磁変換器４の出力電圧を入力し、ＩＩ機２００の第２の励磁制御装置１５の電圧測定装置１９にはＩＩ機２００の端子電圧と第２の系統ＩＩ電圧を入力する。つまりこの実施の形態５と先の実施の形態４との相違は、最初に並列する可変速発電電動機の並列を励磁側で行うことにある。
なお、以上説明した実施の形態１〜５で第１、第２の断路器３、１３については遮断器を使用してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は以上述べたような始動方式を採用しているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
直結された２台の可変速発電電動機の片方の１台をまず始動し、残りの他の１台を先に電力系統に並列し、引き続き始動に使用した先の１台を並列する方式を採用しているので、励磁装置の可変速幅の下限を下回るようなケースの発生がなく、安価な装置で容易にかつスムースに異なる系統間の電力融通が行えるという利点がある。
【００２１】
また、直結された２台の可変速発電電動機の片方の１台をまず始動し、残りの他の１台を無励磁の状態で第２の主遮断器を投入して電力系統に並列しているので、前記と同様の効果を奏する。
【００２２】
さらにまた、２台の可変速発電電動機を同時に始動、加速する方式であるので、励磁装置の容量を大きくする必要が無く、加速トルク不足で定格速度まで加速出来ないようなケースに対して充分対応可能という効果を奏する。
【００２３】
また、始動開始前に励磁装置２台を並列にし、可変速発電電動機１台に励磁を行う方式であるので、前記と同様の効果を奏する。
【００２４】
またさらに、最初に系統に並列する可変速発電電動機の並列を、励磁側で行っているので、前記と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の可変速周波数変換機の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態２の可変速周波数変換機の構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態４の可変速周波数変換機の構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態５の可変速周波数変換機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，１１  回転子、２，１２  固定子、３  第１の断路器、
４  第１の励磁変換器、５  第１の励磁制御装置、６  第１の励磁遮断器、
７，１７  励磁変圧器、８  第１の主遮断器、９，１９  電圧測定器、
１０  センサ、１３  第２の断路器、１４  第２の励磁変換器、
１５  第２の励磁制御装置、１６  第２の励磁遮断器、１８  第２の主遮断器、
２０  第１の界磁遮断器、２１  第２の界磁遮断器、２２  第３の界磁遮断器、
１００  第１の可変速発電電動機、２００  第２の可変速発電電動機。
【図１】
0003754644.tif 000002
【図２】
0003754644.tif 000003
【図３】
0003754644.tif 000004
【図４】
0003754644.tif 000005