專利名稱：發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在抽水蓄能電站等中使用的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置。
背景技術(shù)：
抽水蓄能電站中的發(fā)電電動機的起動方法有起動電動機方式、晶閘管起動方式、 同步啟動方式等。這些中的同步啟動方式是使多臺發(fā)電電動機中的一個作為驅(qū)動機進行發(fā)電運轉(zhuǎn)，使另一個作為被驅(qū)動機進行起動的方式(例如，參照專利文獻1)。以下，關(guān)于現(xiàn)有的同步啟動方式的具體例，參照圖7至圖10進行說明。圖7是現(xiàn)有的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，對于驅(qū)動機側(cè)的發(fā)電電動機涉及的結(jié)構(gòu)要素，在符號末尾標(biāo)記上“A”，對于被驅(qū)動機側(cè)的發(fā)電電動機涉及的結(jié)構(gòu)要素，在符號末尾標(biāo)記上“B”。該現(xiàn)有例是，通過作為發(fā)動機發(fā)揮作用的一個發(fā)電電動機IA(驅(qū)動機側(cè))的發(fā)電運轉(zhuǎn)，使作為泵用電動機發(fā)揮作用的啟動對象即另一個發(fā)電電動機IB(被驅(qū)動機側(cè))同步啟動的情況。發(fā)電電動機IA具有卷繞有電樞繞組3A的定子2A和卷繞有勵磁繞組5A的轉(zhuǎn)子 4A。通過從該圖中省略了圖示的電源電路經(jīng)勵磁斷路器6A供給的勵磁電流I fg對勵磁繞組5A勵磁。經(jīng)由軸7A將水輪機8A連結(jié)到轉(zhuǎn)子4A上。水輪機8A具有導(dǎo)葉9A，利用該導(dǎo)葉9A 的開度調(diào)整，就能夠控制流入水量。此外，與軸7A相對置地設(shè)置有機械制動器10A，由該機械制動器IOA來束縛軸7A的旋轉(zhuǎn)，從而束縛水輪機8A和轉(zhuǎn)子4A的旋轉(zhuǎn)。再有，發(fā)電電動機IB涉及的結(jié)構(gòu)要素也與上述同樣，因此省略重復(fù)的說明。并且， 定子2A的電樞繞組3A和定子2B的電樞繞組:3B通過斷路器11，由供電電路12進行連接， 在發(fā)電電動機IA進行發(fā)電運轉(zhuǎn)時，流過發(fā)電電動機間電流I。圖8是主要示出了圖7中的勵磁繞組5A的勵磁電路周圍的結(jié)構(gòu)的框圖。勵磁繞組5B側(cè)的結(jié)構(gòu)也相同。由晶閘管等半導(dǎo)體器件構(gòu)成作為電源電路的轉(zhuǎn)換器電路13。并且，轉(zhuǎn)換器電路13 輸入來自交流電源14的3相交流電力，利用轉(zhuǎn)換器控制電路15對半導(dǎo)體器件的開關(guān)控制來輸出直流電流。該直流電流作為勵磁電流Ifg，經(jīng)由勵磁斷路器6A、分路電阻16和電刷 17流到勵磁繞組5A。能夠利用勵磁電流設(shè)定單元18設(shè)定勵磁電流I fg的值。從勵磁電流設(shè)定單元18 輸出的設(shè)定信號，通過由勵磁斷路器接通指令單元19控制的開關(guān)20，輸入到減法器21的正側(cè)端子。另一方面，由勵磁電流檢測單元22檢測流經(jīng)分路電阻16的電流，將它作為檢測信號輸入到減法器21的負(fù)側(cè)端子。減法器21計算來自勵磁電流設(shè)定單元18的設(shè)定信號與來自勵磁電流檢測單元22 的檢測信號之間的偏差，將其偏差信號輸出到轉(zhuǎn)換器控制電路15。轉(zhuǎn)換器控制電路15基于 PID控制，對轉(zhuǎn)換器電路13的輸出進行控制，使得從減法器21輸入的偏差信號成為零。開關(guān)20根據(jù)來自勵磁斷路器接通指令單元19的接通指令而變?yōu)閷?dǎo)通，該接通指令也被輸出到勵磁斷路器控制單元23中。勵磁斷路器控制單元23根據(jù)該接通指令的輸入而輸出接通控制信號來接通勵磁斷路器6A。此外，來自勵磁斷路器控制單元23的接通控制信號也被輸出到機械制動器控制單元M中。機械制動器控制單元M具有定時器25，在由定時器25計量到了從收到該接通控制信號開始經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的時間(勵磁電流I fg達到額定設(shè)定值(100% )所需的充分時間)時，對機械制動器IOA輸出制動器解除指令。這樣，機械制動器IOA就解除此前的對軸7A的旋轉(zhuǎn)的束縛。來自機械制動器控制單元M的制動器解除指令也被輸出到導(dǎo)葉控制單元沈中。 導(dǎo)葉控制單元沈在輸入該制動器解除指令時，開始對導(dǎo)葉9A的開度控制。這樣，流入到水輪機8A中的水就經(jīng)過導(dǎo)葉9A流出，水輪機8A通過軸7A使轉(zhuǎn)子4A旋轉(zhuǎn)。圖9是示出勵磁電流I fg的上沿附近的過渡狀態(tài)的特性圖。如該圖所示，在接通了勵磁斷路器6A以后，勵磁電流I fg按照下述式子(1)增加，在經(jīng)過一定時間以后大致等于E/R。在此，E是轉(zhuǎn)換器電路13的輸出電壓，R是勵磁繞組5A的勵磁電路全體的電阻，L 是勵磁繞組5A的電感，t是時間。I fg = (E/R) · {1-exp (-Rt/L)}......(1)下面，基于圖10的時間圖說明如上所述地構(gòu)成的現(xiàn)有裝置的工作。在時刻t0，機械制動器10AU0B成為導(dǎo)通狀態(tài)、即制動動作狀態(tài)，軸7A、7B的旋轉(zhuǎn)被束縛。并且，為了開始同步啟動而在時刻tl接通了供電電路12的斷路器11后，在時刻t2，從勵磁斷路器接通指令單元19輸出接通指令，開關(guān)20變?yōu)閷?dǎo)通，并且通過勵磁斷路器控制單元23接通勵磁斷路器6A、6B。在接通了勵磁斷路器6A、6B后，從勵磁電流設(shè)定單元18輸出設(shè)定信號，基于該設(shè)定信號與勵磁電流檢測單元22的檢測信號之間的偏差，轉(zhuǎn)換器控制電路15對轉(zhuǎn)換器電路 13開始PID控制。這樣就開始向勵磁繞組5A、5B流過勵磁電流I fg、I fm。這時的勵磁電流I fg、I fm的變化狀態(tài)如圖9和式子(1)所示。機械制動器控制單元M在時刻t2收到了來自勵磁斷路器控制單元23的接通控制信號后，在定時器25計量到經(jīng)過了設(shè)定時間的時候即時刻t3，輸出制動器解除指令。這樣，機械制動器10AU0B就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)即制動器解除狀態(tài)。并且，若在時刻t3機械制動器控制單元M輸出制動器解除指令，則導(dǎo)葉控制單元26開始對導(dǎo)葉9A的開度控制。在時刻t3開始了導(dǎo)葉9A的開度控制后的時刻t4，水輪機8A、軸7A和轉(zhuǎn)子4A即發(fā)電電動機IA的旋轉(zhuǎn)開始，開始從發(fā)電電動機IA向發(fā)電電動機IB流過發(fā)電電動機間電流 I。然后，在時刻t5，發(fā)電電動機IB也開始旋轉(zhuǎn)，同步啟動結(jié)束。專利文獻1日本特開2004-48990號公報但是，在現(xiàn)有裝置中，如圖10的最下段的發(fā)電電動機間電流I的區(qū)域Rl、R2所示地發(fā)生大的電流搖動，因此產(chǎn)生了發(fā)電電動機IB的圓滑的同步啟動變得困難的情況。S卩，在時刻t2接通勵磁斷路器6A、6B，開始向勵磁繞組5A、5B流過勵磁電流I fg、 I fm起，直至達到100% (額定設(shè)定值)為止的過程中，在定子2A、2B的電樞繞組3A、3B中感應(yīng)電壓。這時，由于在電樞繞組3AJB之間產(chǎn)生的電位差而在區(qū)域Rl中開始流過發(fā)電電動機間電流I，但這時的發(fā)電電動機間電流I變化平緩并接近于直流，因此，定子2A、2B的鐵心被直流磁化。
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從而，直至與直流磁化了這些鐵心的電流相反方向的電流因為轉(zhuǎn)子4A的轉(zhuǎn)速上升而流到這些鐵心進行消磁為止，電樞繞組3A、3B中都不會正確地感應(yīng)3相交流電壓。因此，即使在時刻t4以后發(fā)電電動機IA開始旋轉(zhuǎn)，發(fā)電電動機IB也不立刻開始旋轉(zhuǎn)，而是直到時刻t5才開始旋轉(zhuǎn)。即，時刻t4 t5期間，發(fā)電電動機IB側(cè)成為在轉(zhuǎn)子4B被束縛下啟動的狀態(tài)，因此，區(qū)域R2中的發(fā)電電動機間電流I很大地?fù)u動。如上所述，因為發(fā)電電動機間電流I的區(qū)域Rl中的搖動而在定子側(cè)鐵心中發(fā)生直流磁化，因而在區(qū)域R2中發(fā)電電動機間電流I中發(fā)生更大的搖動。從而，為了極力抑制區(qū)域R2中的電流搖動，重要的是極力抑制區(qū)域Rl中的電流搖動。加之，關(guān)于該區(qū)域Rl中的電流搖動，根據(jù)轉(zhuǎn)子側(cè)的停止位置如何，能發(fā)生電流搖動的程度變得非常大的情況。S卩，在時刻t2使機械制動器10AU0B成為制動動作狀態(tài)，接通勵磁斷路器6A、6B， 但如圖11(a)、(b)、(c)所示，在這時的某一個轉(zhuǎn)子磁極與電樞繞組的U相、V相、W相中的某一個正對的狀態(tài)下，電樞繞組的感應(yīng)電壓也成為最大，發(fā)電電動機間電流I變得非常大。 這時的發(fā)電電動機間電流I的增大還存在使轉(zhuǎn)子4A、4B中產(chǎn)生超過機械制動器10AU0B的束縛力的轉(zhuǎn)矩從而使電樞繞組的感應(yīng)電壓增大的憂慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供一種能抑制發(fā)電電動機間電流中產(chǎn)生的搖動的程度，從而進行圓滑的同步啟動的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置。作為用于解決上述問題的手段，技術(shù)方案1記載的發(fā)明是一種發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，在具有定子側(cè)電樞繞組和轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁繞組的多臺發(fā)電電動機中，通過一個發(fā)電電動機的發(fā)電運轉(zhuǎn)，使得作為啟動對象的另一個發(fā)電電動機在并聯(lián)的狀態(tài)下同步啟動，并且，在該同步啟動時，由機械制動器束縛兩個發(fā)電電動機的旋轉(zhuǎn)，在兩個發(fā)電電動機的勵磁電流達到了規(guī)定程度的設(shè)定值之后，解除機械制動器的束縛，使兩個發(fā)電電動機的轉(zhuǎn)速同步，其特征在于，具備變化率限制單元，該變化率限制單元限制上述兩個發(fā)電電動機的勵磁電流達到上述規(guī)定程度的設(shè)定值之前的電流變化率。技術(shù)方案2記載的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1記載的發(fā)明中，上述兩個發(fā)電電動機的勵磁電流的規(guī)定程度的設(shè)定值是啟動扭矩相當(dāng)設(shè)定值。技術(shù)方案3記載的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1或2記載的發(fā)明中，通過由定時器單元計量從勵磁斷路器接通時刻開始的經(jīng)過時間，或者基于勵磁電流檢測單元的電流檢測，判斷上述勵磁電流是否達到規(guī)定程度的設(shè)定值。技術(shù)方案4記載的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1記載的發(fā)明中，取代上述勵磁電流的控制，進行勵磁電壓的控制。技術(shù)方案5記載的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1記載的發(fā)明中，在上述同步啟動開始時刻，將上述機械制動器的束縛解除規(guī)定時間，在該解除期間接通勵磁斷路器，開始對勵磁繞組的電流供給，并在進一步經(jīng)過了規(guī)定時間后，再次進行機械制動器的束縛，直至勵磁電流達到上述規(guī)定程度的設(shè)定值為止。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制發(fā)電電動機間電流中產(chǎn)生的搖動的程度，從而進行圓滑的同步啟動。


圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置。圖2是用于說明第一實施方式的工作的時間圖。圖3是示出本發(fā)明的第二實施方式涉及的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的主要部件結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是用于說明第二實施方式的工作的時間圖。圖5是示出作為本發(fā)明的第三實施方式的主要部件的機械制動器控制單元M’的結(jié)構(gòu)的框圖。圖6是用于說明第三實施方式的工作的時間圖。圖7是現(xiàn)有的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖8是主要示出了圖7中的勵磁繞組5A的勵磁電路周圍的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是示出勵磁電流I fg的上沿附近的過渡狀態(tài)的特性圖。圖10是用于說明現(xiàn)有裝置的工作的時間圖。圖11是關(guān)于現(xiàn)有裝置的問題的說明圖，示出轉(zhuǎn)子磁極的停止位置與電樞繞組正對的狀態(tài)。
具體實施例方式圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式涉及的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的主要部件結(jié)構(gòu)的框圖。圖1與圖8的不同點在于，在勵磁電流設(shè)定單元18與開關(guān)20之間插入了變化率限制單元27。變化率限制單元27將從勵磁電流設(shè)定單元18輸出的設(shè)定信號的變化率限制在一定程度以下，這樣就避免了流到勵磁繞組5A、5B中的勵磁電流I fg、I fm的急劇變化。下面，基于圖2的時間圖說明如上所述地構(gòu)成的第一實施方式的工作。在時刻t0， 機械制動器10AU0B成為導(dǎo)通狀態(tài)、即制動動作狀態(tài)，軸7A、7B的旋轉(zhuǎn)被束縛。然后，為了開始同步啟動而在時刻tl接通了供電電路12的斷路器11后，在時刻t2，從勵磁斷路器接通指令單元19輸出接通指令，開關(guān)20變?yōu)閷?dǎo)通，并且通過勵磁斷路器控制單元23接通勵磁斷路器6A、6B。在接通了勵磁斷路器6A、6B后，從勵磁電流設(shè)定單元18輸出設(shè)定信號，該設(shè)定信號被變化率限制單元27限制變化率。并且，基于該變化率被限制的設(shè)定信號與勵磁電流檢測單元22的檢測信號之間的偏差，轉(zhuǎn)換器控制電路15對轉(zhuǎn)換器電路13開始PID控制。這樣就開始向勵磁繞組5A、5B流過勵磁電流I fg、I fm。關(guān)于該勵磁電流I fg、I fm，對比圖2和圖10可知，圖2相比較而言緩慢上升，從而，從時刻t2開始直至達到規(guī)定程度的設(shè)定值(例如，額定設(shè)定值100%)為止需要較長時間。在此，該設(shè)定程度的設(shè)定值至少是啟動扭矩相當(dāng)值以上的勵磁電流。機械制動器控制單元M在時刻t2收到了來自勵磁斷路器控制單元23的接通控制信號后，在定時器25計量到經(jīng)過了設(shè)定時間(考慮變化率限制單元27產(chǎn)生的影響而設(shè)定了比圖10的情況長的時間)的時刻即時刻t3，輸出制動器解除指令。這樣，機械制動器10A、IOB就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)即制動器解除狀態(tài)。并且，若在時刻t3機械制動器控制單元M輸出制動器解除指令，則導(dǎo)葉控制單元26開始對導(dǎo)葉9A的開度控制。在時刻t3開始了導(dǎo)葉9A的開度控制后的時刻t4，水輪機8A、軸7A和轉(zhuǎn)子4A即發(fā)電電動機IA的旋轉(zhuǎn)開始，開始從發(fā)電電動機IA向發(fā)電電動機IB流過發(fā)電電動機間電流 I。然后，在時刻t5，發(fā)電電動機IB也開始旋轉(zhuǎn)，同步啟動結(jié)束。關(guān)于這時的發(fā)電電動機間電流I，對比圖2和圖10可知，相當(dāng)于圖10的區(qū)域Rl的區(qū)域中的搖動程度大幅度降低。從而，定子側(cè)鐵心的直流磁化的程度也變小，相當(dāng)于區(qū)域R2 的區(qū)域中搖動程度也大幅度降低。因此，能夠圓滑地進行時刻t5以后的發(fā)電電動機IB的同步啟動。這樣地，根據(jù)第一實施方式，通過設(shè)置變化率限制單元27而成為緩慢地提升勵磁電流I fg、I fm的結(jié)構(gòu)，因此，能抑制發(fā)電電動機間電流中產(chǎn)生的搖動的程度，從而進行圓滑的同步啟動。圖3是示出本發(fā)明的第二實施方式涉及的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置的主要部件結(jié)構(gòu)的框圖。圖3的結(jié)構(gòu)是將圖1中的變化率限制單元27置換成變化率限制單元 28而成的，因附圖空間的關(guān)系省略了圖1中的開關(guān)20的右面和下方所示出的其他結(jié)構(gòu)要
ο變化率限制單元觀至少包括輸出啟動扭矩相當(dāng)?shù)膭畲烹娏髟O(shè)定信號的勵磁電流設(shè)定單元四、對從勵磁電流設(shè)定單元18J9輸出的設(shè)定信號進行切換的切換開關(guān)30、以及輸入來自勵磁斷路器接通指令單元19的接通指令和轉(zhuǎn)子4B側(cè)的轉(zhuǎn)速檢測信號并進行對切換開關(guān)30的切換控制的設(shè)定值切換控制單元31。下面，基于圖4的時間圖說明如上所述地構(gòu)成的第二實施方式的工作。在時刻t0， 機械制動器10AU0B成為導(dǎo)通狀態(tài)、即制動動作狀態(tài)，軸7A、7B的旋轉(zhuǎn)被束縛。然后，為了開始同步啟動而在時刻tl接通了供電電路12的斷路器11后，在時刻t2，從勵磁斷路器接通指令單元19輸出接通指令，開關(guān)20變?yōu)閷?dǎo)通，并且通過勵磁斷路器控制單元23接通勵磁斷路器6A、6B。設(shè)定值切換控制單元31收到這時的來自勵磁斷路器接通指令單元19的接通指令，將此前處于中立位置上的切換開關(guān)30的觸點切換到a側(cè)。這樣，來自勵磁電流設(shè)定單元四的設(shè)定信號就通過切換開關(guān)30和開關(guān)20輸入到減法器21中。減法器21計算該設(shè)定信號與來自勵磁電流檢測單元22的檢測信號之間的偏差，將該偏差信號輸出到轉(zhuǎn)換器控制電路15中。轉(zhuǎn)換器控制電路15基于輸入的偏差信號，對轉(zhuǎn)換器電路13開始PID控制。 這樣就開始向勵磁繞組5A、5B流過勵磁電流I fg、I fm，但該勵磁電流I fg、I fm的上限被抑制成比額定設(shè)定值低1級的啟動扭矩相當(dāng)?shù)某潭取C械制動器控制單元M在時刻t2收到了來自勵磁斷路器控制單元23的接通控制信號后，在定時器25計量到經(jīng)過了設(shè)定時間(勵磁電流I fg、Ifm達到啟動扭矩相當(dāng)?shù)某潭鹊某浞謺r間)的時刻即時刻t3，輸出制動器解除指令。這樣，機械制動器10AU0B就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)即制動器解除狀態(tài)。并且，在時刻t3機械制動器控制單元M輸出制動器解除指令時，導(dǎo)葉控制單元沈開始對導(dǎo)葉9A的開度控制。在時刻t3開始了導(dǎo)葉9A的開度控制后的時刻t4，水輪機8A、軸7A和轉(zhuǎn)子4A即發(fā)電電動機IA的旋轉(zhuǎn)開始，開始從發(fā)電電動機IA向發(fā)電電動機IB流過發(fā)電電動機間電流I。然后，在時刻t5，發(fā)電電動機IB也開始旋轉(zhuǎn)，同步啟動結(jié)束。這時的發(fā)電電動機間電流I與圖2的情況同樣，相當(dāng)于圖10的區(qū)域Rl的區(qū)域中的搖動程度大幅度降低，因此，相當(dāng)于區(qū)域R2的區(qū)域中搖動程度也大幅度降低。并且，在時刻t5以后發(fā)電電動機IB也開始旋轉(zhuǎn)，圓滑地進行同步啟動。設(shè)定值切換控制單元31在根據(jù)轉(zhuǎn)子4B的轉(zhuǎn)速檢測信號判斷為已進行了發(fā)電電動機IB的同步啟動時，在時刻t6，將切換開關(guān)30的觸點從a側(cè)切換到b側(cè)。這樣，這次來自勵磁電流設(shè)定單元18的設(shè)定信號通過切換開關(guān)30和開關(guān)20輸入到減法器21中。從而，流到勵磁繞組5A、5B中的勵磁電流I fg、I fm的程度提高至高1級的額定電流相當(dāng)(100%)。在第一實施方式中成為利用變化率限制單元27的作用，對緩慢且連續(xù)地提升勵磁電流I fg、I frn直至達到額定電流為止的變化率進行限制的結(jié)構(gòu)，但在第二實施方式中成為利用變化率限制單元觀的作用，將勵磁電流I fg、I fm的電流程度分成啟動扭矩相當(dāng)和額定相當(dāng)(100%) 2個級別，分步地限制變化率的結(jié)構(gòu)。從而，在第二實施方式的結(jié)構(gòu)中也能抑制發(fā)電電動機間電流中產(chǎn)生的搖動的程度，從而進行圓滑的同步啟動。再有，在上述的第一實施方式和第二實施方式中，在勵磁電流I fg、Ifm達到了該規(guī)定程度的設(shè)定值(第一實施方式中是額定設(shè)定值，第二實施方式中是啟動扭矩相當(dāng)設(shè)定值)的時刻(即解除機械制動器10AU0B的束縛的時刻)，基于定時器25的計量，判斷為從機械制動器控制單元M從勵磁斷路器控制單元23輸入了接通指令之后經(jīng)過了充分的時間，從而進行制動器解除，但也可以基于來自勵磁電流檢測單元22的檢測信號的輸入進行判斷來進行斷路器解除。此外，在第一實施方式和第二實施方式中，利用勵磁電流的控制進行同步啟動控制，但也可以利用勵磁電壓的控制進行同步啟動控制。該情況下，第一實施方式和第二實施方式中的“勵磁電流”和“電流變化率”等換成“勵磁電壓”和“電壓變化率”等。下面，關(guān)于本發(fā)明的第三實施方式進行說明。該第三實施方式對于第一或第二實施方式中的機械制動器控制單元M附加了用于使轉(zhuǎn)子的磁極位置穩(wěn)定化的功能。圖5是示出作為該第三實施方式的主要部件的機械制動器控制單元24’的結(jié)構(gòu)的框圖。機械制動器控制單元24’與圖1或圖8中的機械制動器控制單元M同樣地具有用于計量從收到來自勵磁斷路器控制單元23的接通控制信號的時刻開始的設(shè)定時間的定時器25，而且還具有磁極位置穩(wěn)定化用定時器32，該磁極位置穩(wěn)定化用定時器32用于計量從收到同步啟動開始指令的時刻開始使轉(zhuǎn)子的磁極位置穩(wěn)定化所需的時間。并且，與圖1或圖8中的機械制動器控制單元M同樣地，從機械制動器控制單元24’輸出到機械制動器 IOA(或10B)中的制動器解除指令和制動器指令也被輸出到導(dǎo)葉控制單元沈中，但本實施方式的機械制動器控制單元24’還將上述指令輸出到勵磁斷路器接通指令單元19中。下面，基于圖6的時間圖說明第三實施方式的工作。但是，在該圖6的時間圖中， 僅關(guān)于與圖2不同的地方即時刻t20 t21附近的工作進行說明，關(guān)于其他地方的說明與圖2相同，故省略。為了開始同步啟動而在時刻tl接通供電電路12的斷路器11，這時，機械制動器控制單元24’輸入了來自同步啟動開始指令輸出單元(未圖示)的同步啟動開始指令，在時刻tl后的成為時刻t20的時刻，暫時解除機械制動器IOA的制動器。磁極位置穩(wěn)定化用定時器32計量用于磁極位置穩(wěn)定化的時間即時刻t20 t21的時間，在成為時刻t21的時刻，再次使機械制動器IOA的制動器動作。從而，能夠在從接通了勵磁斷路器6A的時刻t2 開始直至制動器IOA再次進行動作的時刻即時刻t21為止的期間，使轉(zhuǎn)子4A的磁極移動到穩(wěn)定的位置上。S卩，在軸7A的旋轉(zhuǎn)被束縛的時刻t20以前，有可能如圖11所示地成為某個轉(zhuǎn)子磁極與電樞繞組的U相、V相、W相中的某一個正對的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，由于是束縛著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下使勵磁電流上升到了額定設(shè)定值，因此電樞繞組的感應(yīng)電壓變大，如圖10的發(fā)電電動機間電流I的區(qū)域Rl所示，電流搖動變大。因此，在該第三實施方式中，在接通勵磁斷路器6A時僅在較短的期間t20 t21 解除機械制動器10A，使轉(zhuǎn)子4A成為自由狀態(tài)。若設(shè)置有這樣地使轉(zhuǎn)子4A自由的期間，即使轉(zhuǎn)子4A的磁極在時刻t20以前被保持在如圖11所示的最差位置上，在接通了勵磁斷路器6A以后維持著該自由狀態(tài)的期間t2 t21中，也能夠利用電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子4A的磁極自動地移動到離開電樞繞組的U相、V相、W相中的任何一個的位置、即穩(wěn)定的位置上。 從而，能夠進一步降低相當(dāng)于圖10的發(fā)電電動機間電流I的區(qū)域Rl的地方上的搖動程度和/或相當(dāng)于區(qū)域R2的地方上的搖動程度。符號說明
IA一個發(fā)電電動機(發(fā)電機)
IB另一個發(fā)電電動機(泵用電動機)
2A、2B 定子
3A、3B 電樞繞組
4A、4B 轉(zhuǎn)子
5A、5B 勵磁繞組
6A、6B 勵磁斷路器
7A、7B 軸
8A、8B 水輪機
9A、9B 導(dǎo)葉
10/ulOB 機械制動器
11斷路器
12供電電路
13轉(zhuǎn)換器電路
14交流電源
15轉(zhuǎn)換器控制電路
16分路電阻
17電刷
18勵磁電流設(shè)定單元
19勵磁斷路器接通指令單元
20開關(guān)
21減法器
22勵磁電流檢測單元
23勵磁斷路器控制單元
9
24,24'機械制動器控制單元
25定時器
26導(dǎo)葉控制單元
27變化率限制單元
28變化率限制單元
29勵磁電流設(shè)定單元
30切換開關(guān)
31設(shè)定值切換控制單元
32磁極位置穩(wěn)定化用定時器
I fg、I fm:勵磁電流
I 發(fā)電電動機間電流
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，在具有定子側(cè)電樞繞組和轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁繞組的多臺發(fā)電電動機中，通過一個發(fā)電電動機的發(fā)電運轉(zhuǎn)，使得作為啟動對象的另一個發(fā)電電動機在并聯(lián)的狀態(tài)下同步啟動，并且，在該同步啟動時，由機械制動器束縛兩個發(fā)電電動機的旋轉(zhuǎn)，在兩個發(fā)電電動機的勵磁電流達到了規(guī)定程度的設(shè)定值之后，解除機械制動器的束縛，使兩個發(fā)電電動機的轉(zhuǎn)速同步，其特征在于，具備變化率限制單元，該變化率限制單元限制上述兩個發(fā)電電動機的勵磁電流達到上述規(guī)定程度的設(shè)定值之前的電流變化率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，其特征在于，上述兩個發(fā)電電動機的勵磁電流的規(guī)定程度的設(shè)定值是啟動扭矩相當(dāng)設(shè)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，其特征在于，通過由定時器單元計量從勵磁斷路器接通時刻開始的經(jīng)過時間，或者基于勵磁電流檢測單元的電流檢測，判斷上述勵磁電流是否達到規(guī)定程度的設(shè)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，其特征在于，取代上述勵磁電流的控制，進行勵磁電壓的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，其特征在于，在上述同步啟動開始時刻，將上述機械制動器的束縛解除規(guī)定時間，在該解除期間接通勵磁斷路器，開始對勵磁繞組的電流供給，并在進一步經(jīng)過了規(guī)定時間后，再次進行機械制動器的束縛，直至勵磁電流達到上述規(guī)定程度的設(shè)定值為止。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電電動機的同步啟動控制裝置，能夠抑制發(fā)電電動機間電流中產(chǎn)生的搖動的程度，從而進行圓滑的同步啟動。在同步啟動時，在機械制動器(10A)束縛了轉(zhuǎn)子(4A)的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下接通勵磁斷路器(6A)，向勵磁繞組(5A)供給勵磁電流(I fg)。這時，由變化率限制單元(27)對來自勵磁電流設(shè)定單元(18)的設(shè)定信號限制勵磁電流的變化率，因此，能夠在勵磁斷路器(6A)接通之后立刻降低與啟動對象側(cè)發(fā)電電動機之間流過的發(fā)電電動機間電流(I)的搖動程度。
文檔編號H02P9/08GK102195549SQ20111007193
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者山口慎司, 早川光正 申請人:株式會社東芝