励磁控制装置、励磁控制方法及使用它们的同步旋转设备的制造方法_3

文档序号:9423146阅读:来源:国知局
制运算部122及电压检测部123,以将同步旋转设备500的感应电动势控制在规定值。
[0059]第I减法部121将目标运转条件输入部110中输入的电压要求值减去从电压检测部123反馈的发电机电压值,输出电压偏差。
[0060]电压控制运算部122将来自第I减法部121的电压偏差作为输入,输出励磁电流修正要求值。电压控制运算部122存在单纯增益的情况、还存在具有积分要素的情况、还存在具有微分要素的情况,基于预想的特性,考虑稳定性、控制性来决定。
[0061]在先运算部130基于目标运转条件输入部110中输入的运转条件要求值,输出励磁电流在先要求值。在先运算部130具有依赖特性数据输入部131、依赖特性数据存放部132及电路计算部133。
[0062]依赖特性数据输入部131将基于无负载试验的结果计算出的互感Maf、同步电感Ls、等效铁损电阻Re等各参数对电枢绕组交链磁通数λ af的依赖特性作为来自外部的输入来接收。
[0063]依赖特性数据存放部132为存放依赖特性数据输入部131所输入的互感Maf、同步电感Ls、等效铁损电阻Re等各参数对电枢绕组交链磁通数λ af的依赖特性数据的数据库。
[0064]电路计算部133将从目标运转条件输入部10输出的上述运转条件要求值作为输入来接收,利用依赖特性数据存放部132中存放的各参数的依赖特性数据来进行电路计算,输出励磁电流在先要求值。
[0065]励磁调整部140具有加法部141、第2减法部142、励磁电流调整装置143及励磁电流检测部144。
[0066]加法部141将来自电压控制运算部122的励磁电流修正要求值与来自电路计算部133的励磁电流在先要求值进行相加,输出励磁电流设定值。
[0067]第2减法部142将来自加法部141的励磁电流设定值减去从励磁电流检测部144反馈的励磁电流值,输出励磁电流偏差。
[0068]励磁电流调整装置143基于来自第2减法部142的励磁电流偏差,调整励磁电流。
[0069]接下来,说明本实施方式的作用。
[0070]在同步旋转设备500的运转状态中,输入目标运转条件,保持其值。
[0071]目标运转条件输入部110基于目标运转条件,将该目标运转条件即发电机电压、发电机输出、转速、功率因数等要求值输出到在先运算部130的电路计算部133。
[0072]目标运转条件输入部110基于目标运转条件,将作为主要控制量的发电机电压的要求值输出到电压控制部120的第I减法部121。
[0073]在先运算部130的依赖特性数据存放部132中存放有依赖特性数据输入部131中输入的互感Maf、同步电感Ls、等效铁损电阻Re对电枢绕组交链磁通数λ af的依赖特性数据、即基于无负载试验的结果导出的依赖特性数据。
[0074]电路计算部133利用依赖特性数据存放部132中存放的依赖特性数据,计算出满足来自目标运转条件输入部110的目标运转条件的励磁电流If,并将其作为励磁电流在先要求值输出到励磁调整部140。
[0075]励磁电流在先要求值在励磁调整部140的加法部141中与电压控制部120的输出即励磁电流修正要求值相加,成为励磁电流设定值并被输出到励磁调整部140。
[0076]励磁调整部140将旋转设备主体450的励磁电流调整成励磁电流设定值。S卩,第2减法部142将励磁电流设定值减去从励磁电流检测部144反馈的励磁电流值,输出励磁电流偏差。
[0077]励磁电流调整装置143基于励磁电流偏差,对流过励磁绕组60的励磁电流值进行调整。
[0078]在由在先运算部130计算出的励磁电流在先要求值与满足目标运转条件中的作为主要控制量的发电机电压的要求值的励磁电流值一致的情况下,从电压检测部123反馈的发电机电压值与从目标运转条件输入部110输出的发电机电压的电压要求值一致,因此,第I减法部121的输出变为零,其结果是,电压控制运算部122的输出即励磁电流修正要求值也变为零。
[0079]另一方面,关于负载条件,由于预测出的依赖特性有误差,因此,例如,将由在先运算部130计算出的励磁电流在先要求值作为设定值而由励磁调整部140对励磁电流进行了调整的情况下,从电压检测部123反馈的发电机电压值与从目标运转条件输入部110输出的发电机电压的电压要求值不一致。
[0080]在此情况下,第I减法部121输出从电压检测部123反馈的发电机电压值与从目标运转条件输入部I1输出的发电机电压的电压要求值之差,电压控制运算部122基于此来输出励磁电流修正要求值。
[0081]其结果是,即使由在先运算部130计算出的励磁电流在先要求值具有误差等,也可通过电压控制循环进行修正,满足目标运转条件。
[0082]如上所述,根据本实施方式,在现场的试验之前,预测旋转设备主体450的特性,能实现反映该特性的励磁控制。
[0083][实施方式2]
图10是表示实施方式2的同步旋转设备的结构的框图。
[0084]本实施方式为实施方式I的变形。实施方式I的主要控制量为发电机电压,但实施方式2的主要控制量为功率因数。因此,本实施方式的励磁控制装置400具有功率因数检测部223。另外,励磁控制装置400具有功率因数控制运算部222,以代替电压控制运算部 122。
[0085]目标运转条件输入部110向第I减法部221输出功率因数要求值。第I减法部221将来自目标运转条件输入部110的功率因数要求值减去从功率因数检测部223反馈的发电机功率因数值,输出功率因数偏差。
[0086]功率因数控制运算部222存放关于预先评价设定的同步旋转设备500的相位特性曲线(V曲线)即电枢电流Ia相对于励磁电流If的依赖特性。
[0087]功率因数控制运算部222在基于功率因数偏差进行运算的基础上,输出励磁电流修正要求值。功率因数控制运算部222存在单纯增益的情况、还存在具有积分要素的情况、还存在具有微分要素的情况,基于预想的特性,考虑稳定性、控制性来决定。
[0088]在如上构成的本实施方式中,与实施方式I同样,即使由在先运算部130计算出的励磁电流在先要求值有误差的情况下,第I减法部221输出从功率因数检测部223反馈的发电机功率因数值与从目标运转条件输入部110输出的功率因数要求值之差,功率因数控制运算部222基于此来输出励磁电流修正要求值。
[0089]其结果是,即使由在先运算部130计算出的励磁电流在先要求值具有误差等,也可通过功率因数控制循环进行修正,满足目标运转条件。
[0090]如上所述,根据本实施方式,在现场的试验之前,预测同步旋转设备500的特性,能实现反映该特性的励磁控制。
[0091][实施方式3]
图11是表示实施方式3的同步旋转设备的结构的框图。
[0092]本实施方式为实施方式I的变形。本实施方式中的同步旋转设备500为同步电动机。
[0093]同步电动机的情况下的目标运转条件例如为转矩。主要控制量也同样为转矩。
[0094]本实施方式中,励磁控制装置400具有检测同步旋转设备500的输出的输出检测部324、检测转速的转速检测部325、根据输出和转速计算转矩的转矩计算部323及转矩控制运算部322。
[0095]另外,由于为同步旋转设备500,因此,转速基本上为与电源频率对应的转速,也可以不必设置转速检测部325。
[0096]目标运转条件输入部210向第I减法部321输出转矩要求值。第I减法部321将来自目标运转条件输入部210的转矩要求值减去由转矩计算部323计算出的转矩值,输出转矩偏差。
[0097]转矩控制运算部322在基于转矩偏差进行运算的基础上,输出励磁电流修正要求值。转矩控制运算部322存在单纯增益的情况、还存在具有积分要素的情况、还存在具有微分要素的情况,基于预想的特性,考虑稳定性、控制性来决定。
[0098]此外,即使在本实施方式的等效电路中,与实施方式I中的式(3)对应的下式(11)成立。
[0099]Eaf-Z.1 = 0...(11)
其中,Eaf为电枢中的感应电动势矢量,Z为电枢绕组70的电抗与电源侧的电抗的合成电抗矢量,I为磁化电流矢量。
[0100]此外,各参数的依赖特性作为电枢绕组交链磁通数λ af的函数,由下式(3)至式
(5)所示的特性函数来表示。
[0101]Maf = Maf ( λ af)...(3)
Ls = Ls ( λ af)...⑷
Re = Re ( λ af)...(5)
使用该依赖特性,基于目标运转条件输入部210
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