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JPS61128770A - Main shaft drive generator system - Google Patents

Main shaft drive generator system

Info

Publication number
JPS61128770A
JPS61128770A JP59249132A JP24913284A JPS61128770A JP S61128770 A JPS61128770 A JP S61128770A JP 59249132 A JP59249132 A JP 59249132A JP 24913284 A JP24913284 A JP 24913284A JP S61128770 A JPS61128770 A JP S61128770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
inverter
self
shaft drive
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59249132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Kitagawa
北川 重夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP59249132A priority Critical patent/JPS61128770A/en
Publication of JPS61128770A publication Critical patent/JPS61128770A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the energy conversion efficiency by determining the output waveform by a self-excited inverter, and controlling a constant-voltage output by an automatic voltage regulator, and an output (kW) by a DC voltage regulator. CONSTITUTION:A stationary inverter type main shaft drive generator (S/G) system has a neutral-point led phase double winding main shaft drive synchronous generator 20, a converter 30 for converting the AC output into positive and negative DCs, and a pulse width-modulation/demodulation self-excited inverter 40 for reconverting it to AC of reference frequency reference waveform. Further, an automatic voltage regulator 50 for suppressing the output voltage drop at the load increasing time to hold at the constant voltage, and a controller 60 therefor are provided. Thus, the output waveform is obtained by the inverter 40, the constant voltage output is obtained by the regulator 50, the output (kW) is controlled by the DC voltage regulator in the converter 30, and a drooping characteristic is set by the inverter 40 and the converter 30.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば船舶用として用いられる主軸駆動発電
システムに関し、特に高調波による弊害除去手段および
変換効率改善手段に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a main shaft drive power generation system used for example on ships, and particularly to a means for removing harmful effects caused by harmonics and a means for improving conversion efficiency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、船舶に搭載される発電システムとして、省エネル
ギー、低運転費の観点から、静止形インバータ式の主軸
駆動発電システム(以下S/Gシステムと略称する)が
多用されるに至っている。
BACKGROUND ART Recently, stationary inverter-type main shaft drive power generation systems (hereinafter abbreviated as S/G systems) have come into widespread use as power generation systems mounted on ships from the viewpoint of energy saving and low operating costs.

一般に、この種の発電システムは、主機の回転数変動に
よる発電機出力の周波数および電圧変動をなくすため、
主軸駆動発電機の電力をコンバータで一旦直流に変換し
、インバータにて上記直流を定周波数・定電圧の交流に
再変換するものとなっている。
Generally, this type of power generation system eliminates frequency and voltage fluctuations in the generator output due to fluctuations in the rotational speed of the main engine.
The power from the main shaft drive generator is first converted to DC using a converter, and then the DC is reconverted to AC with constant frequency and constant voltage using an inverter.

第3図は上記S/Gシステムの基本原理を示すブロック
図である。図中1は主機であり、この主機1の回転軸に
は例えばギヤ機構等からなる変速機構2を介して送風フ
ァン3および主軸駆動発電114が結合されている。主
軸駆動発電機4の出力端にはコンバータ5が接続されて
おり、主軸駆動発電機4の出力を直流に変換している。
FIG. 3 is a block diagram showing the basic principle of the S/G system. In the figure, reference numeral 1 denotes a main engine, and a blower fan 3 and a main shaft drive power generator 114 are connected to a rotating shaft of the main engine 1 via a speed change mechanism 2 consisting of, for example, a gear mechanism. A converter 5 is connected to the output end of the main shaft drive generator 4, and converts the output of the main shaft drive generator 4 into direct current.

上記コンバータ5の出力端にはりアクドル6を介してサ
イリスクインバータ7が接続されており、上記直流を定
周波数・定電圧の交流に再変換して出力するものとなっ
ている。
A silice inverter 7 is connected to the output end of the converter 5 via a beam axle 6, and reconverts the direct current into alternating current of constant frequency and constant voltage and outputs the converted alternating current.

上記インバータ7によるDC−AC変換方式によって、
(1)他励式インバータS/Gシステム、(2)自励式
インバータS/Gシステム、の二つに分類される。
By the DC-AC conversion method using the inverter 7,
They are classified into two types: (1) separately excited inverter S/G systems and (2) self-excited inverter S/G systems.

第4図は上記(1)他励式インバータS/Gシステムの
一例を示している。第4図において8は励磁コイル、9
は同期調相機、10は気中しゃ断器である。また6aは
直流リアクトル、6bは交流リアクトルである。図中実
線矢印は有効電力供給経路を示し、破線矢印は無効電力
供給経路を示している。かくして気中しゃ断器10の負
荷側には図中、枠で囲った部分に示すような波形の出力
が得られる。
FIG. 4 shows an example of the above (1) separately excited inverter S/G system. In Fig. 4, 8 is an excitation coil, 9
is a synchronous phase modifier, and 10 is an air breaker. Further, 6a is a DC reactor, and 6b is an AC reactor. In the figure, solid line arrows indicate active power supply paths, and broken line arrows indicate reactive power supply paths. Thus, on the load side of the air breaker 10, an output having a waveform as shown in the boxed area in the figure is obtained.

第5図は前記(2)自動式インバータS/Gシステムの
一例を示している。図中7A、7B、7Cはインバータ
装置を示しており、各インバータ装置はそれぞれ点弧位
相角が0°、15゜30°、45” のユニットインバ
ータ11.12゜13.14を備えており、これらのユ
ニットインバータ11.12.13.14の出力がタッ
プ変圧器15を介して合成され、出力されるものとなっ
ている。16は各インバータ装置7A、7B。
FIG. 5 shows an example of the automatic inverter S/G system (2). In the figure, 7A, 7B, and 7C indicate inverter devices, and each inverter device is equipped with unit inverters 11.12°13.14 with firing phase angles of 0°, 15°30°, and 45”, respectively. The outputs of these unit inverters 11, 12, 13, and 14 are combined and outputted via a tap transformer 15. 16 is each inverter device 7A, 7B.

7Cの出力端に共通に設けられた昇圧用多重トランスで
あり、この昇圧用多重トランス16の出力は気中しゃ断
器10A、10B、IOCを介して出力バス17へ送出
されるものとなっている。なお図中、各部の出力電圧波
形は、枠で囲った部分に示すようなものとなる。
A step-up multiple transformer 16 is commonly provided at the output end of 7C, and the output of this step-up multiple transformer 16 is sent to the output bus 17 via the air breaker 10A, 10B, and IOC. . In the figure, the output voltage waveforms of each part are as shown in the boxed parts.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第4図に示した(1)他励式インバータS/Gシステム
には次のような問題がある。
The (1) separately excited inverter S/G system shown in FIG. 4 has the following problems.

a、インバータ7を構成している非自己消弧形半導体(
具体的には転流ターンオフ形サイリスタ)の転流源とし
て同期調相機9が必要なため、この同期調相機9の運転
に必要なエネルギー分だけエネルギー変換効率が自励式
のものより劣る。
a. Non-self-extinguishing semiconductor (
Specifically, since the synchronous phase modifier 9 is required as a commutation source for the commutating turn-off type thyristor, the energy conversion efficiency is inferior to that of the self-excited type by the amount of energy required to operate the synchronous phase modifier 9.

b、転流ターンオフ形サイリスタの転流に伴い、インバ
ータ出力には高調波が含まれる。しかるにS/Gシステ
ムに接続される負荷としての大部分の電気機器は、正弦
波入力を基準として設計されている。このため電気機器
によっては、上記高調波によって障害を被る場合もある
。S/Gシステムの出力の高調波成分を少なく、するに
は、同期調相機9の大容量化、低インピーダンス化をは
かればよい。しかし同期調相819を大形化すると、運
転エネルギーの増大を招き、高価格化、低効率化してし
まうという問題がある。
b. Due to the commutation of the commutated turn-off thyristor, the inverter output contains harmonics. However, most electrical equipment as loads connected to the S/G system are designed based on sine wave input. For this reason, some electrical equipment may suffer from interference due to the above-mentioned harmonics. In order to reduce the harmonic components of the output of the S/G system, the synchronous phase modifier 9 should be made larger in capacity and lower in impedance. However, increasing the size of the synchronous phase modifier 819 results in an increase in operating energy, leading to higher prices and lower efficiency.

第5図に示した(2)自励式インバータS/Gシステム
には次のような問題がある。
The (2) self-excited inverter S/G system shown in FIG. 5 has the following problems.

a、現状の自励式S/Gシステムの出力波形は、本質的
に矩形波であり、高調波による電気機器の障害は他励式
よりも一層発生し易い。自励式S/Gシステムの出力波
形を、負荷となる大多数の電気機器の基準入力波形であ
る正弦波となすためには、多数のユニットインバータ1
1〜14を組合わせると共に、各インバータ装置7A、
7B、7Cの出力を合成する昇圧用多重トランス16を
設ける必要がある上、交流側に高調波フィルターを設け
る必要がある。したがって高価格なものになる。また昇
圧用多重トランス16の挿入により、通常2〜3%程度
の損失が生じる。このように波形改善手段を講じると、
変換効率の低下をきたすことになる。
a. The output waveform of current self-excited S/G systems is essentially a rectangular wave, and harmonics are more likely to cause damage to electrical equipment than in separately-excited systems. In order to make the output waveform of the self-excited S/G system a sine wave, which is the reference input waveform of the majority of electrical devices that serve as loads, a large number of unit inverters 1 are required.
1 to 14, and each inverter device 7A,
It is necessary to provide a step-up multiplex transformer 16 for combining the outputs of 7B and 7C, and it is also necessary to provide a harmonic filter on the AC side. Therefore, it becomes expensive. Furthermore, insertion of the step-up multiple transformer 16 usually causes a loss of about 2 to 3%. By taking measures to improve the waveform in this way,
This results in a decrease in conversion efficiency.

b、前記他動式のものでは同期調相機9を負荷短絡時の
持続短絡電流供給源として使用できるため、確実な選択
遮断が行なえるが、自励式では選択遮断が行なえるよう
にするためには、特別な工夫が必要で構成が複雑化する
b. In the passive type, the synchronous phase changer 9 can be used as a sustained short-circuit current supply source when the load is short-circuited, so reliable selective cutoff can be performed; however, in the self-excited type, in order to enable selective cutoff, requires special measures and the configuration becomes complicated.

このように自励式、他励式のいずれのものにも種々の欠
点があるが、価格およびS/Gシステムの高調波を含ん
だ出力波形による電気機器への障害、すなわち加熱、誤
動作、雑音等に対する対策の容易性の点から、他励式の
ものが多用されているのが現状である。
Both self-excited and separately-excited types have various drawbacks, but they are expensive and have low resistance to damage to electrical equipment due to harmonic-containing output waveforms of the S/G system, such as heating, malfunction, and noise. Currently, separately excited types are often used due to the ease of countermeasures.

ところで最近は、GTOサイリスタや81サイリスタ等
の自己消弧形サイリスタやパワートランジスタなどの自
己消弧形の電力用半導体素子の開発が進んでおり、これ
らの素子を用いればS/Gシステムにて要求されている
性能をある程度は満たし得る筈であり、かつ上記自己消
弧形の電力用半導体素子と変復調技術とを組合わせれば
、正弦波出力の自動式S/Gシステムが実現可能であろ
うと思われる。
Recently, the development of self-extinguishing power semiconductor devices such as self-extinguishing thyristors such as GTO thyristors and 81 thyristors, and power transistors has been progressing, and the use of these devices can meet the requirements of S/G systems. It should be possible to meet the required performance to some extent, and if we combine the above-mentioned self-extinguishing power semiconductor device with modulation/demodulation technology, we believe that an automatic S/G system with sine wave output can be realized. It will be done.

本発明はこのような事情に基いてなされたものであり、
その目的は、少なくとも現状の自励式のもの以上の変換
効率を有し、しかも出力波形が通常の電気機器に支障を
及ぼさない正弦波出力を送出可能なS/Gシステムを提
供することにある。
The present invention was made based on these circumstances,
The purpose is to provide an S/G system that has a conversion efficiency that is at least higher than that of the current self-excited type, and that can send out a sine wave output whose output waveform does not cause any problems with ordinary electrical equipment.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
如き手段を講じたことを特徴としている。
The present invention is characterized by taking the following measures in order to solve the above problems and achieve the objects.

すなわち本発明の主軸駆動発電システムは、パルス幅変
復調方式の自励式インバータで出力波形を決定し、主軸
駆動発電機の自動電圧調整器で定電圧出力機能を確保し
、コンバータ内の直流電位調整器で出力(KW)を制御
し、前記自励式インバータとコンバータとでドループ特
性を設定するようにしたことを特徴としている。
In other words, the main shaft drive power generation system of the present invention determines the output waveform with a self-excited inverter using pulse width modulation and demodulation, ensures constant voltage output function with the automatic voltage regulator of the main shaft drive generator, and ensures constant voltage output function with the automatic voltage regulator of the main shaft drive generator. The invention is characterized in that the output (kW) is controlled by the self-excited inverter and the converter, and droop characteristics are set by the self-excited inverter and the converter.

〔作用〕[Effect]

上記の如き手段を講じたことにより、同期調相機が不要
になり、エネルギー変換効率を高め得ると共に、従来の
自励式インバータで必要としていた正弦波出力用の多重
トランスが不要となり、トランスでの損失が発生しない
ものとなる。
By taking the above measures, a synchronous phase modifier is no longer required, which increases energy conversion efficiency, and also eliminates the need for multiplex transformers for sine wave output, which were required in conventional self-commutated inverters, reducing losses in the transformer. will not occur.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例の概略的構成を示す図である
。この実施例は、パルス幅変復調技術による任意周波数
、任意波形出力の静止形自励式インバータを使用した高
効率、低歪率の主軸駆動発電システムの概略的構成を示
している。第1図に示すように、本S/Gシステムは、
中性点引出し各相二重巻線主軸駆動同期発iff (J
:、!、下下軸軸駆動発電機略称する)20と、この主
軸駆動発電機20からの交流出力をプラス、マイナスの
二種類の直流に変換するコンバータ30と、上記コンパ
−930の二種類の直流電源出力を基準周波数。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. This example shows a schematic configuration of a high efficiency, low distortion spindle drive power generation system using a stationary self-excited inverter with arbitrary frequency and arbitrary waveform output using pulse width modulation and demodulation technology. As shown in Figure 1, this S/G system:
Neutral point extraction each phase double winding main shaft drive synchronous generation iff (J
:,! , a lower and lower shaft drive generator (abbreviated as below) 20, a converter 30 that converts the AC output from this main shaft drive generator 20 into two types of DC, positive and negative, and two types of DC power supplies, the comparator 930. Output as reference frequency.

基準波形の交流に再変換するパルス幅変復調自励式イン
バータ40と、゛本S/Gシステムの負荷が増加した際
に出力電圧低下を許容範囲内に抑制し、出力電圧を一定
に保持する自動電圧調整器50と、これらの各装置をコ
ントロールする制御装置60とからなっている。
A pulse width modulation/demodulation self-excited inverter 40 that reconverts the reference waveform to alternating current, and an automatic voltage that suppresses the output voltage drop within an allowable range and maintains the output voltage constant when the load of the S/G system increases. It consists of a regulator 50 and a control device 60 that controls each of these devices.

第2図は第1図のU相1相分を取出して詳細に示したブ
ロック図である。主軸駆動発電機20は、主機の回転に
より巻線21−22間1巻線22−N点間にそれぞれ交
流起電力Eを発生させる。上記交流起電カビは、図示の
如く端子T I −TN間。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail one phase of the U phase in FIG. 1. The main shaft drive generator 20 generates an alternating current electromotive force E between the windings 21 and 22 and between the first winding 22 and N points by the rotation of the main engine. The AC electromotive mold is connected between terminals TI and TN as shown in the figure.

TN−72間に極性の反転した二種類の出力として取出
される。上記二種類の交流起電力Eは、コンバータ30
の転流ターンオフ形サイリスタ31a〜31dおよびダ
イオード328〜32dにより整流制御され、直流リア
クトル33を介してコンデンサ34に+E/π(1+C
O5α)なる直流平均電位としてチャージされると共に
、直流リアクトル35を介してコンデンサ36に−E/
π(1+CO5α)なる直流平均電位としてチャージさ
れる。ここで上記αは転流ターンオフ形サイリスタ31
a〜31dの制m遅れ角である。パルス幅変復調自励式
インバータ40は、自己消弧形半導体素子41.42お
よび低域フィルタ43等を備えている。上記自己消弧形
半導体素子41゜42の通電時間は、制御装置60のキ
ャリア発振回路61で発生したキャリア波により、基準
波形発生器71で発生した基準波形をパルス幅変調回路
64で変調したパルス幅となるので、通電期間中にP−
に間、Q−に間に直流電位差があれば電流が流れること
になる。この際、インバータ出力端であるに−M闇には
低域フィルタ43が挿入されているので、周知のパルス
幅変復調技術により低域フィルタ43の端子44とM点
との間に基準波形の交流出力が取出される。
Two types of outputs with reversed polarity are taken out between TN-72. The above two types of AC electromotive force E are generated by the converter 30
Rectification is controlled by the commutating turn-off type thyristors 31a to 31d and diodes 328 to 32d, and +E/π (1+C
O5α) is charged as a DC average potential, and -E/ is charged to the capacitor 36 via the DC reactor 35.
It is charged as a DC average potential of π(1+CO5α). Here, α is the commutation turn-off type thyristor 31
This is the control m delay angle of a to 31d. The pulse width modulation/demodulation self-excited inverter 40 includes self-extinguishing semiconductor elements 41 and 42, a low-pass filter 43, and the like. The energization time of the self-extinguishing semiconductor elements 41 and 42 is determined by the pulse width modulation circuit 64 modulating the reference waveform generated by the reference waveform generator 71 using the carrier wave generated by the carrier oscillation circuit 61 of the control device 60. During the energization period, P-
If there is a DC potential difference between Q and Q, a current will flow. At this time, since a low-pass filter 43 is inserted at the inverter output terminal (-M), the reference waveform is Output is retrieved.

制御装置60は次の如く構成されている。キャリア発振
回路61から発したキャリア波は波形整形回路62にて
波形を整形され、バッフ1回路63を介してパルス幅変
調回路64に供給される。
The control device 60 is configured as follows. The carrier wave emitted from the carrier oscillation circuit 61 has its waveform shaped by the waveform shaping circuit 62 and is supplied to the pulse width modulation circuit 64 via the buffer 1 circuit 63.

一方、図中下方の中央部に示す端子65に与えられる主
母線周波数Fは、周波数センサ66により検出され周波
数差動アンプ67の一方の入力となる。上記差動アンプ
67の他方の入力としては端子68から基準周波数fo
が与えられる。したがって上記差動アンプ67により主
母線周波数Fと基準周波数foとの偏差が得られ、その
偏差出力が関数発生器69に供給される。関数発生器6
9は、上記偏差出力と出力センサ70にて検出されるイ
ンバータ40の電力(kW)とに基いて、基準波形の周
波数を決定し、これを基準波形発生器71に供給する。
On the other hand, the main bus frequency F applied to the terminal 65 shown in the lower central part of the figure is detected by the frequency sensor 66 and becomes one input of the frequency differential amplifier 67. The other input of the differential amplifier 67 is the reference frequency fo from the terminal 68.
is given. Therefore, the differential amplifier 67 obtains the deviation between the main bus frequency F and the reference frequency fo, and the deviation output is supplied to the function generator 69. Function generator 6
9 determines the frequency of the reference waveform based on the deviation output and the power (kW) of the inverter 40 detected by the output sensor 70, and supplies this to the reference waveform generator 71.

つまり上記周波数差動アンプ67および関数発生器71
は、主軸駆動発電*20のドループ特性による負荷時の
発電周波数の落込みを基準波形の周波数にも反映させる
如(作動する。かくして基準波形発生器71からは所定
の基準波形の出力が送出され、これが前記パルス幅変調
回路64に供給される。パルス幅変調回路64は、前述
したようにキャリア発振回路61で発生したキャリア波
により、基準波形発生器71で発生した基準波形につい
て所定のパルス幅変調を行なう。上記パルス幅変調回路
64の出力は点弧・消弧回路72に供給される。この点
弧・消弧回路72は、前記パルス幅変復講自励式インバ
ータ40における自己消弧形半導体素子41.42のゲ
ートに点弧・消弧パルスを与える。
In other words, the frequency differential amplifier 67 and the function generator 71
operates in such a way that the drop in the power generation frequency under load due to the droop characteristic of the spindle drive power generator*20 is reflected in the frequency of the reference waveform.In this way, the output of a predetermined reference waveform is sent from the reference waveform generator 71. , is supplied to the pulse width modulation circuit 64.The pulse width modulation circuit 64 uses the carrier wave generated by the carrier oscillation circuit 61 as described above to generate a predetermined pulse width for the reference waveform generated by the reference waveform generator 71. The output of the pulse width modulation circuit 64 is supplied to an ignition/extinguishing circuit 72. A firing/extinguishing pulse is applied to the gates of semiconductor elements 41 and 42.

なお負帰還回路73は負荷の力率によるパルス幅変調波
形の規則性の乱れを補正するものである。
Note that the negative feedback circuit 73 corrects disturbances in the regularity of the pulse width modulation waveform due to the power factor of the load.

また、ガバナスイッチ74、パルス・アナログ変換器7
5、ドループコントローラ76、周波数コントローラ3
0、電流センサ78および電流コント0−ラフ9、位相
コントローラ80は、本S/Gシステムの出力制御を行
なうための回路であり、最終的にはコンバータ30の転
流ターンオフ形サイリスタ318〜31dの制御遅れ角
度αを、点弧回路36を介して変化させることにより、
P−Kfm、Q−Kfmlの電位差を制御し出力制御を
行なう。また電流トランス81.電圧実行値センサ82
を通して得られる出力電圧は、出力電圧差動アンプ83
一方の入力となる。上記差動アンプ83の他方の入力と
しては端子84から基準電圧■0が与えられる。したが
って上記差動アンプ83からは上記基準電圧vOと前記
出力電圧との差電圧が出力され、この差電圧が自動電圧
調整器50に供給される。その結果、自動電圧調整器5
0により発電機20の界!i If tIOが行なわれ
、本S/Gシステムの出力電圧が一定に保持される。
In addition, a governor switch 74, a pulse/analog converter 7
5, droop controller 76, frequency controller 3
0, current sensor 78, current controller 0-rough 9, and phase controller 80 are circuits for controlling the output of this S/G system, and ultimately control the commutation turn-off type thyristors 318 to 31d of converter 30. By changing the control delay angle α via the ignition circuit 36,
The potential difference between P-Kfm and Q-Kfml is controlled to perform output control. Also, current transformer 81. Voltage actual value sensor 82
The output voltage obtained through the output voltage differential amplifier 83
This is one input. The reference voltage 0 is applied from a terminal 84 to the other input of the differential amplifier 83. Therefore, the differential amplifier 83 outputs a differential voltage between the reference voltage vO and the output voltage, and this differential voltage is supplied to the automatic voltage regulator 50. As a result, automatic voltage regulator 5
Generator 20 world by 0! i If tIO is performed and the output voltage of the S/G system is held constant.

このように本S/Gシステムにおいては、パルス幅変復
調技術を、インバータ4oでの波形形成用としてのみ使
用している。このためインバータ出力中の高調波含有率
(歪率)を改善しているものでありながら、エネルギー
変換効率は低下しない。そして自励式であるために、エ
ネルギー変換効率は高いものとなる。さらに従来の自励
式のもので必要とされていた多重トランスが不要である
ため、この点でも効率の高いものとなる。そして波形の
歪率はキャリア周波数の値、低域フィルタ43のカット
オフ周波数の値、低域フィルタ43のスロープ特性値の
みで決定できるので、負荷が要求する波形歪率に適合し
た主軸駆動発電機を自由に設計できるという利点がある
。また簡単な電子回路からなる関数発生器、基準波形発
生器等により任意の周波数および任意の波形の出力が得
られる利点がある。さらに現在の電気機器の大部分は、
周波数が50〜6082の正弦波入力を基準として設計
されているので、本S/Gシステムの基準周波数および
基準波形をこれらに適合するものとすれば、従来のS/
Gシステムが抱えている問題点すなわち電気機器の高調
波障害をほとんどなくすことができる。
In this way, in this S/G system, pulse width modulation/demodulation technology is used only for waveform formation in the inverter 4o. Therefore, although the harmonic content rate (distortion rate) in the inverter output is improved, the energy conversion efficiency does not decrease. Since it is self-excited, the energy conversion efficiency is high. Furthermore, since there is no need for multiple transformers, which were required in conventional self-excited types, efficiency is high in this respect as well. Since the waveform distortion factor can be determined only by the carrier frequency value, the cutoff frequency value of the low-pass filter 43, and the slope characteristic value of the low-pass filter 43, the main shaft drive generator is suitable for the waveform distortion factor required by the load. It has the advantage of being able to design freely. Further, there is an advantage that outputs of arbitrary frequencies and arbitrary waveforms can be obtained using function generators, reference waveform generators, etc. made up of simple electronic circuits. Furthermore, most of today's electrical equipment is
Since it is designed based on a sine wave input with a frequency of 50 to 6082, if the reference frequency and reference waveform of this S/G system are adapted to these, it will be different from the conventional S/G system.
The problem faced by the G system, namely harmonic interference in electrical equipment, can be almost eliminated.

なお本発明は前記一実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiment.

たとえば前記実施例では、主軸駆動発電機として中性点
引出し各相二重巻線主軸駆動同期発電1lN20を用い
、コンバータとしてプラス、マイナス・二種類の直流電
源を出力する形式のコンバータ30を用い、零電位を中
心に交番する正弦波、パルス波等の基準波形を得るよう
にした場合を示したが、所定のバイアスを与えられた状
態の交番出力が得られるだけでよい場合には、主軸駆動
発電機として中性点引出し形の同期発電機を用い、コン
バータとして一種類の直流を送出するコンバータを用い
、インバータとして単一極性のインバータを用いるよう
にしてもよい。また前記実施例では本発明を船舶用の電
源システムに適用する場合を想定して説明したが、定電
圧・定周波電源装置1周波数変換装置、無停電電源装置
、N波誘導兵器の妨害装置等へ広く応用可能である。こ
のほか本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。
For example, in the above embodiment, a neutral-point-drawing, double-winding, main-shaft drive synchronous power generator 11N20 for each phase is used as the main-shaft drive generator, and a converter 30 that outputs two types of DC power, positive and negative, is used as the converter. Although we have shown the case where a standard waveform such as a sine wave or pulse wave alternating around zero potential is obtained, if it is only necessary to obtain an alternating output with a predetermined bias applied, the main shaft drive A neutral-point-drawing synchronous generator may be used as the generator, a converter that sends out one type of direct current may be used as the converter, and a single-polarity inverter may be used as the inverter. Furthermore, in the above embodiments, the present invention was explained assuming that the present invention is applied to a power supply system for a ship. It is widely applicable to It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の主軸駆動発電システムは、パルス幅変復調方式
の自励式インバータで出力波形を決定し、主軸駆動発電
機の自動電圧調整器で定電圧出力機能を確保し、コンバ
ータ内の直流電位調整器で出力(KW)を制御し、前記
自励式インバータとコンバータとでドループ特性を設定
するようにしたことを特徴としている。
The main shaft drive power generation system of the present invention determines the output waveform with a self-excited inverter using a pulse width modulation/demodulation method, ensures constant voltage output function with an automatic voltage regulator of the main shaft drive generator, and uses a DC potential regulator in the converter to ensure a constant voltage output function. The present invention is characterized in that the output (KW) is controlled and droop characteristics are set between the self-excited inverter and the converter.

したがって本発明によれば、同期調相曙が不要になり、
エネルギー変換効率を高め得ると共に、従来の自励式イ
ンバータで必要としていた正弦波出力用の多重トランス
が不要となり、トランスでの損失もなくなる。その結果
、少なくとも現状の自励式のもの以上の変換効率を有し
、しかも出力波形が通常の電気機器に支障を及ぼさない
正弦波出力を送出可能なS/Gシステムを提供できる。
Therefore, according to the present invention, there is no need for synchronization phase dawn,
In addition to increasing energy conversion efficiency, the multiple transformer for sine wave output required in conventional self-excited inverters is no longer required, and loss in the transformer is also eliminated. As a result, it is possible to provide an S/G system that has a conversion efficiency that is at least higher than that of the current self-excited type, and that can send out a sine wave output whose output waveform does not cause any problems with ordinary electrical equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の一実施例を示す因で、第
1図はS/Gシステムの概略的構成を示す図、第2図は
第1図のU相1相分を取出して詳細に示したブロック図
である。第3図〜第5図は従来例を示す図で、第3図は
S/Gシステムの基本原理を示すブロック図、第4因は
他動式インバータS/Gシステムの一例を示すブロック
図、第5図は自励式インバータS/Gシステムの一例を
示すブロック図である。 1・・・主機、4・・・主軸駆動発電機、5・・・コン
バータ、7・・・インバータ、7A、7B、7C・・・
インバータ装置、8・・・励磁コイル、9・・・同期調
相機、16・・・昇圧多重トランス、20・・・中性点
引出し各相二重巻線王軸駆動同期発電機、30・・・プ
ラス・マイナスニ電源出力コンバータ、40・・・パル
ス幅変復調自励式インバータ、50・・・自1lli!
圧調整器、60・・・制御装置。
Figures 1 and 2 show one embodiment of the present invention; Figure 1 shows the schematic configuration of the S/G system, and Figure 2 shows one phase of the U phase in Figure 1. FIG. 3 to 5 are diagrams showing conventional examples, FIG. 3 is a block diagram showing the basic principle of the S/G system, and the fourth factor is a block diagram showing an example of a passive inverter S/G system. FIG. 5 is a block diagram showing an example of a self-excited inverter S/G system. 1... Main engine, 4... Main shaft drive generator, 5... Converter, 7... Inverter, 7A, 7B, 7C...
Inverter device, 8... Excitation coil, 9... Synchronous phase modifier, 16... Step-up multiplex transformer, 20... Neutral point extraction, double winding royal shaft drive synchronous generator for each phase, 30...・Plus/minus two power output converter, 40... Pulse width modulation/demodulation self-excited inverter, 50... Self 1lli!
Pressure regulator, 60...control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] パルス幅変復調方式の自励式インバータで出力波形を決
定し、主軸駆動発電機の自動電圧調整器で定電圧出力機
能を確保し、コンバータ内の直流電位調整器で出力(K
W)を制御し、前記自励式インバータとコンバータとで
ドループ特性を設定するようにしたことを特徴とする主
軸駆動発電システム。
The output waveform is determined by a self-excited inverter using pulse width modulation and demodulation, the automatic voltage regulator of the main shaft drive generator ensures constant voltage output function, and the DC potential regulator in the converter determines the output waveform (K
W), and droop characteristics are set by the self-excited inverter and the converter.
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