JPS6277098A - Gas turbine generator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はガスタービン発電機、特に高速ガスタービンに
よって高周波発電機を回転させ、この結果得られた高周
波発電出力を一旦直流電力に変換した債にインバータを
用いて所望の交流電力に変換するガスタービン発電装置
の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas turbine generator, particularly a high-frequency generator that is rotated by a high-speed gas turbine, and the resulting high-frequency power output is converted into DC power. The present invention relates to an improvement of a gas turbine power generation device that uses an inverter to convert AC power into desired AC power.
[従来の技術]
商用周波数電源が簡単に入手できない離隔地あるいは屋
外、山間部等での一時的な電力の使用そして停電時にお
ける緊急用電源として各種の発電機か有用であり、各種
のエンジン、例えばガソリンエンジン、ジーゼルエンジ
ンなどのレシプロエンジンを用いて発電機を駆動する装
置あるいはガスタービンエンジンで発電機を駆動する装
置が実用化されている。[Prior Art] Various types of generators are useful as temporary power sources in remote areas where commercial frequency power sources are not easily available, outdoors, in mountainous areas, etc., and as emergency power sources in the event of a power outage. For example, devices that drive a generator using a reciprocating engine such as a gasoline engine or a diesel engine, or devices that drive a generator using a gas turbine engine have been put into practical use.
このような従来におけるエンジンにて駆動される発電機
の場合、その発電出力の周波数が発電機の回転速度に依
存するという問題があり、特に商用周波数電源に適合し
て作られた各種電気機器を作動させるためには、発電機
出力を通常の商用周波数に制御することが重要な課題と
なる。In the case of such conventional generators driven by engines, there is a problem in that the frequency of the generated output depends on the rotational speed of the generator, and this is especially true for various electrical equipment made to be compatible with commercial frequency power sources. For operation, controlling the generator output to the normal commercial frequency is an important issue.
前述したレシプロエンジンを駆動源とした場合、商用周
波数を得ることは比較的容易であり、第4図に示される
ごとく、レシプロエンジン10はその給配器と燃料Gの
供給制御により比較的低い、例えば数1100Orpの
回転出力を提供することができ、このレシプロエンジン
10に発電機12を直結t h ハ、ソノ出力端子14
U、14V、14Wにはほぼ安定した商用周波数の3相
出力を得ることができる。When the above-mentioned reciprocating engine is used as a drive source, it is relatively easy to obtain a commercial frequency, and as shown in FIG. A generator 12 is directly connected to the reciprocating engine 10, and a sono output terminal 14 can provide a rotational output of several 1100 orps.
Almost stable commercial frequency three-phase output can be obtained for U, 14V, and 14W.
しかしながら、発電機の駆動源としてガスタービンエン
ジンを用いた場合、周知のごとく、このようなガスター
ビンエンジンは高速回転したときに効率の良い回転を行
うので、発電機自体の出力が通常の商用周波数にり著し
く高い周波数の出力となってしまうという問題がめった
。However, when a gas turbine engine is used as the driving source for a generator, as is well known, such a gas turbine engine rotates efficiently when rotating at high speed, so the output of the generator itself does not exceed the normal commercial frequency. The problem was that the output was extremely high in frequency.
従って、従来におけるガスタービンエンジンを用いた発
電装置では、10.000〜10数万rpmで回転する
ガスタービンエンジンに減速機を組み込み、発電機の回
転数を数1100Orpまで低下させることが行われて
いる。Therefore, in conventional power generation devices using gas turbine engines, a reduction gear is incorporated into the gas turbine engine that rotates at 10,000 to 100,000 rpm to reduce the rotational speed of the generator to several 1100 rpm. There is.
第5図には従来における1軸型カスタービンエンジン1
6を用いて発電機12を回転する装置が示されている。Figure 5 shows a conventional single-shaft cast turbine engine 1.
6 is shown to rotate the generator 12.
ガスタービンエンジン16はそれ自体主軸18にて直結
されているタービン20とコンプレッサ22とを含み、
周知のごとくコンプレッサ22により圧縮された吸気は
燃焼器24にて燃料供給Gを受け、この燃焼ガスがター
ビン20を回転させて排気される。従って、この主軸1
8は高速回転してあり、これを減速歯車26.28にて
減速した後に発電機12を回転する。The gas turbine engine 16 includes a turbine 20 and a compressor 22, which are themselves directly coupled at a main shaft 18.
As is well known, the intake air compressed by the compressor 22 receives fuel supply G in the combustor 24, and this combustion gas rotates the turbine 20 and is exhausted. Therefore, this main shaft 1
8 rotates at high speed, and after decelerating it with reduction gears 26 and 28, the generator 12 is rotated.
従って、発電機12の出力14U、14V、14〜■か
らは減速されたほぼ所要周波数の出力を得ることが可能
となる。Therefore, from the outputs 14U, 14V, and 14 to 1 of the generator 12, it is possible to obtain a decelerated output of approximately the required frequency.
第6図は従来におけるガスタービンエンジンを用いた発
電装置であるが、2軸型ガスタービン28が用いられて
いる。FIG. 6 shows a power generation device using a conventional gas turbine engine, and a two-shaft gas turbine 28 is used.
この2軸型カスタービンエンジン2Bによれば、コンプ
レッサ22はコンプレッサタービン30によって駆動さ
れ、コンプレッサタービン30を出た燃焼ガスがその下
流においてパワータービン32を回転してその軸34か
ら減速器を介して発電)幾12を回転駆動する。この2
軸型ガスタービンを用いた発電装置においても、同様に
減速器を用いなければ所望の所要周波数電源を得ること
ができない。According to this two-shaft type cast turbine engine 2B, the compressor 22 is driven by a compressor turbine 30, and the combustion gas leaving the compressor turbine 30 rotates the power turbine 32 downstream, and is transmitted from its shaft 34 via a reducer. (power generation) Rotationally drive the number 12. This 2
Even in a power generation device using a shaft-type gas turbine, it is impossible to obtain the desired frequency power unless a speed reducer is used.
そして、このような減速器は発電効率を著しく低下させ
、また減速器自体の磨耗、ノイズ発生などの各種の問題
を有しており、発電装置としての有用性を著しく低下さ
せていた。Such a speed reducer significantly reduces power generation efficiency, and also has various problems such as wear and noise generation of the speed reducer itself, which significantly reduces its usefulness as a power generation device.
また、数1100Orpで回転する発電機は高周波発電
機に比較してその容積及び重量が増大するという問題か
おった。In addition, a generator that rotates at several 1100 orps has a problem in that its volume and weight are larger than that of a high-frequency generator.
一般に、発電機出力Pは
P=kD2LN
で示され、ここに、k;定数、D;発電機ロータ径、L
:発電機ロータ長そして、N;発電機回転数とする。Generally, the generator output P is expressed as P=kD2LN, where k: constant, D: generator rotor diameter, L
: Generator rotor length, and N: Generator rotation speed.
従って、前記回転数Nを数11000ro以下に抑制す
る場合、所望の出力Pを1ワるためにはD2Lの太きな
すなわち大形で大重母の発電機を用いなければならず、
小型で可搬型の発電装置を得ることができないという問
題がおった。Therefore, when suppressing the rotation speed N to below several 11,000 ro, in order to increase the desired output P by 1, it is necessary to use a generator with a large D2L, that is, a large and heavy motherboard.
There was a problem that it was not possible to obtain a small and portable power generation device.
このような従来の各種問題に対して、従来の改良された
装置として、特開昭54−′11421で示される高速
タービン発電装置が提案されている。In order to solve these various conventional problems, a high-speed turbine power generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-'11421 has been proposed as an improved device.
この装置によれば、高速タービンを発電機に直結し、そ
の高周波電力を一旦整流器にて直流に変換し、更にこの
直流をインバータにて商用周波数に逆変換することを特
徴とし、これによって、減速器などを用いることなくガ
スタービンを発電機に直結し、また発電機自体も小型の
装置として)育成することができる利点を有する。This device is characterized by directly connecting a high-speed turbine to a generator, converting the high-frequency power into direct current using a rectifier, and then converting this direct current back to commercial frequency using an inverter. This has the advantage that the gas turbine can be directly connected to the generator without using any equipment, and the generator itself can be grown as a small device.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、前)ホした従来装置においても発電機出
力が負荷の必要に応じて急激に変化する場合には出力周
波数に変動が生じ安定した周波数か得られないという問
題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, even with the conventional device mentioned above, when the generator output changes rapidly depending on the load requirements, the output frequency fluctuates and a stable frequency cannot be obtained. There was a problem.
第7図には従来装置の発電特性が示されている。FIG. 7 shows the power generation characteristics of the conventional device.
第7図において、時刻↑ 、t2は負荷が急激に増大し
てエンジン出力の増加を求める状態を示し、また時刻t
3は負荷の要求量か急激に減少した状態を示す。In FIG. 7, time ↑, t2 indicates a state where the load increases rapidly and an increase in engine output is required, and time t
3 indicates a state in which the required amount of load has suddenly decreased.
ガスタービンエンジン自体は燃料制御装置を有し、負荷
の増大に応じてエンジン出力を増加するか、この増加作
用には時間的な遅れが伴ない負荷の急激な変動には直ち
に追従できない。The gas turbine engine itself has a fuel control device that increases engine output in response to an increase in load, or this increase is accompanied by a time delay and cannot immediately follow sudden changes in load.
従って、エンジン回転数はこの過渡期において低下(1
1,12>おるいは上昇(t3)する。従って、このエ
ンジン回転数の変動は従来の血精型発電装置においては
直ちに発電機出力変動をもたらすことが理解される。Therefore, the engine speed decreases (1
1, 12>or rises (t3). Therefore, it is understood that this variation in the engine speed immediately causes a variation in the generator output in the conventional blood-sperm type power generator.
すなわち、従来装置においては、発電出力の制御がガス
タービンエンジンの燃料供給制御による回転数の調整に
より行われていたので、実際には負荷の急激な変化に対
してエンジン回転数に遅れが生じ、この遅れ時には発電
出力自体が低下しあるいは上昇するという問題を生じて
いた。In other words, in the conventional device, the power generation output was controlled by adjusting the rotation speed by controlling the fuel supply of the gas turbine engine, so in reality, there was a delay in the engine rotation speed in response to sudden changes in load. When this delay occurs, a problem arises in that the power generation output itself decreases or increases.
本発明は上記従来の課題に鑑み成されたもので、その目
的は、負荷の急激な変動時にも安定した発電出力を得る
ことができ、かつ小型軽量で可「0型発電装置としても
用いることのできるカスタービン発電装置を提供するこ
とにおる。The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to be able to obtain stable power generation output even when the load fluctuates rapidly, and to be able to use it as a small and lightweight power generation device. Our objective is to provide a cast turbine power generation system that can perform the following functions.
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービンエ
ンジンと高周波発電機とを直結して得られた高周波電力
を一旦直流に整流した後にこれをインバータにて逆変換
して所望の周波数の交流電力を得るとともに、ガスター
ビンエンジン自体はその燃料制御によって回転速度を一
定化させ、負荷の急激な変動時に生じるエンジン出力の
低下は発電機自体の界磁制御を行うことによって発電機
出力電力の低下を補い、両制御の組み合わせによって発
電出力及び周波数を常に一定に保つことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention first rectifies the high frequency power obtained by directly connecting a gas turbine engine and a high frequency generator into direct current, and then converts this into an inverter. In addition, the gas turbine engine itself uses fuel control to maintain a constant rotational speed, and the reduction in engine output that occurs when the load fluctuates is controlled by the field control of the generator itself. This feature compensates for the drop in generator output power, and the combination of both controls always keeps the power generation output and frequency constant.
[実施例] 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。[Example] Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図には本発明の好適な実施例が示されている。FIG. 1 shows a preferred embodiment of the invention.
図において、ガスタービンエンジン40は前述した第5
.6図の1軸型ガスタービンあるいは2軸型ガスタービ
ンのいずれでも構成でき、その主軸42は高速回転し、
実施例においては、主軸40に回転数は8B、 OOO
rpmに設定されている。In the figure, the gas turbine engine 40 is the fifth engine mentioned above.
.. It can be configured as either a single-shaft gas turbine or a two-shaft gas turbine as shown in FIG. 6, and its main shaft 42 rotates at high speed.
In the embodiment, the rotation speed of the main shaft 40 is 8B, OOO
It is set to rpm.
本発明において、前記ガスタービンエンジン42は高周
波発電機44が直結されており、この結果、このような
例えば86.000rpmで運転される高周波発電機は
従来の数11000rDで回転する装置に比較して同一
出力を得るために従来より著しく小型軽量な装置として
形成することが可能であり、実施例においてその容積及
び重量は従来型に比して1720程度に軽減される。In the present invention, a high frequency generator 44 is directly connected to the gas turbine engine 42, and as a result, the high frequency generator 44, which operates at, for example, 86,000 rpm, is faster than the conventional device which rotates at several 11,000 rD. In order to obtain the same output, it is possible to form a device that is significantly smaller and lighter than the conventional type, and in the embodiment, its volume and weight are reduced to about 1720 mm compared to the conventional type.
従って、本発明においては、このようなカスタービンエ
ンジン40と高周波発電機44の組み合わせにて小型で
持ち運び可能な発電装置を得ることか可能となる。Therefore, in the present invention, it is possible to obtain a small and portable power generation device by combining the cast turbine engine 40 and the high frequency power generator 44.
第1図における高周波発電機44は2恒機から成り、前
述した86.00Orpmで回転駆動される場合、1.
433Hzの高周波電力を出力する。The high frequency generator 44 in FIG. 1 consists of two machines, and when driven to rotate at the aforementioned 86.00 rpm, 1.
Outputs high frequency power of 433Hz.
前記発電ui44の高周波電力はこのように通常の商用
周波数より著しく高周波であり、通常このままでは使用
できないので、本発明においては、これを一旦直流信号
に変換し、更にインバータを用いて所望の周波数変換を
行い、必要な交流周波数を1qる構成から成る。The high-frequency power of the power generation UI 44 is thus significantly higher in frequency than the normal commercial frequency, and cannot normally be used as is. Therefore, in the present invention, this is first converted into a DC signal, and then the desired frequency is converted using an inverter. It consists of a configuration that performs the following and calculates the necessary AC frequency by 1q.
前記直流変換は、図において整流器46及び平滑コンデ
ンサ48により行われ、更に、この直流出力がインバー
タ50を介して逆変換され、出力端子52U、52V、
52Wから商用周波数を持った電力として出力される。The DC conversion is performed by a rectifier 46 and a smoothing capacitor 48 in the figure, and this DC output is further inversely converted via an inverter 50 to output terminals 52U, 52V,
52W is output as power with commercial frequency.
前記インバータ50の周波数変換は周波数制御回路54
及び基準信号発生回路56によって行われている。The frequency conversion of the inverter 50 is performed by a frequency control circuit 54.
and a reference signal generation circuit 56.
第2図には前記整流及び周波数変換の具体的な回路偶成
か示されてあり、整流器46は全波整流回路からなり、
またインバータ50は1〜ランシスタを用いたインバー
タ回路からなる。FIG. 2 shows a specific circuit configuration for the rectification and frequency conversion, in which the rectifier 46 consists of a full-wave rectification circuit;
Further, the inverter 50 is composed of an inverter circuit using 1 to RANCISTORs.
すなわち、第1図に示した高周波発電機44の高周波3
相出力44U、4.4V、44Wは整流器46のダイオ
ード46a、46b、46c、46d、46e、46f
によって全波整流され、直流電力に変換される。That is, the high frequency 3 of the high frequency generator 44 shown in FIG.
The phase outputs 44U, 4.4V, 44W are the diodes 46a, 46b, 46c, 46d, 46e, 46f of the rectifier 46.
is full-wave rectified and converted to DC power.
そして、この直流電力はコンデンサ48によって平滑化
され、またサージ電圧が吸収される。This DC power is smoothed by the capacitor 48, and the surge voltage is absorbed.
次にこの直流電力はインバータ50にて所望の3相交流
に変換され、実施例においてこのインバータ50はトラ
ンジスタ50aU、50aV、50aW、50bU、5
0bV、50bWとこれら各トランジスタ5Qa、50
bに並列接続されたダイオード50cU、50cV、5
0cW、50dU、50dV、50dWを含み、各トラ
ンジスタ50a、50bの各ベース端子50e、5Of
。Next, this DC power is converted into a desired three-phase AC power by an inverter 50, and in the embodiment, this inverter 50 includes transistors 50aU, 50aV, 50aW, 50bU, 5
0bV, 50bW and each of these transistors 5Qa, 50
Diode 50cU, 50cV, 5 connected in parallel to b
0 cW, 50 dU, 50 dV, 50 dW, and each base terminal 50e, 5Of of each transistor 50a, 50b.
.
5oc+、 5oh、 5oi、 5ojに供給される
信号によってスイッチング制御され、入力された直流電
力が端子52に所望の例えば50H2の商用電力として
出力される。前記トランジスタの各ベース端子506〜
50jに供給される制御信号は前述した周波数制御回路
54によって制御されており、制御回路54は基準信号
発生回路56から与えられる出力信号を基準として所定
のタイミングでその出力e〜jを前記トランジスタの各
ベース端子50e〜50jに供給し、これらのスイッチ
ング切り換えによって所望の周波数変換作用が行われる
。Switching is controlled by signals supplied to 5oc+, 5oh, 5oi, and 5oj, and the input DC power is outputted to the terminal 52 as desired commercial power of, for example, 50H2. Each base terminal 506 of the transistor
The control signal supplied to 50j is controlled by the frequency control circuit 54 described above, and the control circuit 54 outputs the outputs e to j of the transistors at a predetermined timing based on the output signal provided from the reference signal generation circuit 56. The signal is supplied to each base terminal 50e to 50j, and a desired frequency conversion effect is performed by switching these.
従って、本発明に係る発電装置によれば、その出力電力
周波数は制御回路54の信号によってのみ制御され、常
に安定した出ツク周波数を得ることができる。Therefore, according to the power generating apparatus according to the present invention, its output power frequency is controlled only by the signal from the control circuit 54, and a stable output frequency can always be obtained.
前述した実施例において、インバータ50はトランジス
タを用いたスイッチング作用に利用しているが、トラン
ジスタの代わりにサイリスあるいはGTOを用いること
も可能である。In the embodiments described above, the inverter 50 uses transistors for the switching action, but it is also possible to use SIRIS or GTO instead of transistors.
本発明において特徴的なことは、前述したガスタービン
エンジン40と高周波発電機44の直結による小型軽罪
な装置に加えて、ガスタービンエンジン40がその回転
速度を一定にするための燃料制御が行われ、また高周波
発電機44が発電機出力の変動に応じて界磁制御されて
いることを特徴とする。What is characteristic about the present invention is that in addition to the above-mentioned small-sized device that directly connects the gas turbine engine 40 and the high-frequency generator 44, the gas turbine engine 40 is equipped with fuel control to keep its rotational speed constant. It is also characterized in that the high frequency generator 44 is subjected to field control in accordance with fluctuations in the generator output.
ガスタービンエンジン40の燃料制御を行うために燃料
供給制御回路60が設けられ、燃料タンク62から燃料
ポンプ64によってガスタービンエンジン40の燃焼器
へ供給される燃料供給量が燃料弁66の制御によって調
整される。また、燃料供給制御回路60へはガスタービ
ンエンジン40から回転数検出信Rvが供給され、これ
によってガスタービン40の主軸42の回転を常に一定
とするように燃焼器への燃料供給が制御され、エンジン
出力が一定化される。A fuel supply control circuit 60 is provided to control the fuel of the gas turbine engine 40, and the amount of fuel supplied from the fuel tank 62 to the combustor of the gas turbine engine 40 by the fuel pump 64 is adjusted by controlling the fuel valve 66. be done. Further, a rotation speed detection signal Rv is supplied from the gas turbine engine 40 to the fuel supply control circuit 60, thereby controlling the fuel supply to the combustor so that the rotation of the main shaft 42 of the gas turbine 40 is always constant. Engine output is stabilized.
実施例においては、燃料バルブ66の制御によって供給
量が制御されているが、本発明において、このような燃
料バルブを除去し、燃料ポンプ64の圧力を燃料供給制
御回路60によって調整することも可能である。In the embodiment, the supply amount is controlled by controlling the fuel valve 66, but in the present invention, it is also possible to remove such a fuel valve and adjust the pressure of the fuel pump 64 by the fuel supply control circuit 60. It is.
一方、本発明の特徴事項でおる高周波発電機44の界磁
制御は、界磁制御回路70により行われ、前記平滑コン
デンサ48の出力である発電機44の直流変換出力VD
Cを検出し、この直流出力電圧に応じて高周波発電機4
4の界磁コイル72へ供給される界磁電流が制御される
。On the other hand, field control of the high-frequency generator 44, which is a feature of the present invention, is performed by a field control circuit 70, and the DC conversion output VD of the generator 44, which is the output of the smoothing capacitor 48, is performed by a field control circuit 70.
C is detected, and the high frequency generator 4 is activated according to this DC output voltage.
The field current supplied to the No. 4 field coil 72 is controlled.
従って、本発明によれば、発電機出力の変動を迅速に検
出して界磁電流が調整され、出力電圧低下時には界磁電
流を増加させ、また出力電圧の増大時には界磁電流を減
少させて常に一定の発電は出力を得ることが可能となる
。Therefore, according to the present invention, the field current is adjusted by quickly detecting fluctuations in the generator output, increasing the field current when the output voltage decreases, and decreasing the field current when the output voltage increases. It is possible to always obtain constant power generation output.
第3図には本実施例の発電装置出力安定化作用が示され
ている。FIG. 3 shows the power generating device output stabilizing effect of this embodiment.
第3図において要求される負荷はtl、↑2゜t3のご
とく急激に変動する。In FIG. 3, the required load changes rapidly as tl, ↑2°t3.
このような負荷変動により、ガスタービンエンジン40
はその主N42の回転が低下(tl。Due to such load fluctuations, the gas turbine engine 40
The rotation of its main N42 decreases (tl.
シ、)又は上昇(t3)する傾向となるので燃料供給制
御回路60は燃料バルブ66を聞いて(閉じて)エンジ
ン出力を増加(減少)させるが、実際上この燃料供給制
御には必ず制御遅れが伴なうので、エンジン出力は負荷
の変動に追従することかできずに図示のごとく過渡的な
出力不足(過多〉を生じさせ、また主軸42のエンジン
回転数自体も一時的な回転数低下(上昇)現象を生じさ
せる。) or rise (t3), the fuel supply control circuit 60 listens to (closes) the fuel valve 66 and increases (decreases) the engine output, but in reality, there is always a control delay in this fuel supply control. As a result, the engine output is unable to follow the load fluctuations, resulting in a transient under-output (over-output) as shown in the figure, and the engine speed itself of the main shaft 42 also temporarily decreases. (rise) to cause a phenomenon.
しかしながら、本発明においては、このような負荷の急
激な変動時には、発電機44の出力か実施例においては
直流出力V。0として検出され、界磁制御回路70が迅
速に界磁コイル72に供給される界磁電流を図示のごと
く変化させ、前記過渡的なガスタービン出力変動を補償
するように発電機44の発電作用を調整する。However, in the present invention, when there is such a sudden change in load, the output of the generator 44 or the DC output V in the embodiment. 0, the field control circuit 70 quickly changes the field current supplied to the field coil 72 as shown in the figure, and adjusts the power generation action of the generator 44 to compensate for the transient gas turbine output fluctuation. do.
すなわら、時刻t1.t2においては界磁電流が一時的
に増大して発電機出力を増大ざぜ、同様に時刻t3にお
いては界磁電流を一時的に低下ざIて発電機出力を急激
に減少させる制御を行う。That is, at time t1. At time t2, the field current temporarily increases to increase the generator output, and similarly at time t3, the field current is temporarily lowered to rapidly decrease the generator output.
従って、本発明によれば、発電出力を常に負荷に応じて
迅速に遅れなく制御することが可能となる。Therefore, according to the present invention, it is possible to control the power generation output quickly and without delay in accordance with the load.
本実施例においては、前記界磁制御回路70と燃料供給
料′a回路60との間に所望の信号授受が行われてあり
、ガスタービンエンジン40の始動時には一定の回転速
度に達するまで界磁電流の供給を遮断したり、燃料がな
くなった場合においても界磁電流の遮断制御が行われ、
界磁制御回路70からは界磁制御信号が異常値を示した
ときに燃料供給を遮断するなどの信号か供給され、両制
御回路間の具体的な制御が行われている。In this embodiment, desired signals are exchanged between the field control circuit 70 and the fuel supply 'a circuit 60, and when the gas turbine engine 40 is started, the field current is kept constant until a constant rotational speed is reached. Even if the supply is cut off or the fuel runs out, field current cutoff control is performed.
The field control circuit 70 supplies signals such as cutting off fuel supply when the field control signal shows an abnormal value, and concrete control between the two control circuits is performed.
第1図のガスタービン発電装置においては、更に、ガス
タービンエンジン40の胎動装置及びその他の補機が設
けられている。The gas turbine power generation system shown in FIG. 1 is further provided with a fetal movement device for the gas turbine engine 40 and other auxiliary equipment.
すなわち、実施例においては、エンジン40を始動する
ために前述した高周波発電機44か始動モータとして用
いられ、ロータリインバータ80から発電機44に励磁
電流が供給され、これによって発電機44が始動電動機
としてエンジン40を回転させ所望の始動作用が行われ
る。That is, in the embodiment, the above-described high-frequency generator 44 is used as a starting motor to start the engine 40, and an exciting current is supplied from the rotary inverter 80 to the generator 44, thereby causing the generator 44 to function as a starting motor. The desired starting action is performed by rotating the engine 40.
ロータリインバータ80にはバッテリ82から接点84
を介して直流電力が供給され、ロータリインバータ80
はこの直流電力を3相交流電力に変換して接点86,8
81介して前記高周波発電機44の電機子コイルに供給
する。Contacts 84 are connected to the rotary inverter 80 from the battery 82 .
DC power is supplied through the rotary inverter 80.
converts this DC power into three-phase AC power and connects contacts 86 and 8.
81 to the armature coil of the high frequency generator 44.
従って、各接点84〜88が閉じられているときには、
発電機44が電動機として作動し、エンジン40を初期
始動することができる。もちろん、この胎動時にはイン
バータ5oの作動が停止され、エンジン40が所定の高
速回転領域に達するまで発電作用は停止される。Therefore, when each contact 84-88 is closed,
The generator 44 operates as an electric motor and can initially start the engine 40. Of course, during this fetal movement, the operation of the inverter 5o is stopped, and the power generation action is stopped until the engine 40 reaches a predetermined high speed rotation range.
本実施例において、装置には前述した補機92が設けら
れ、これらの補機92にはオイルポンプ、ファンあるい
はリレーなどから成り、バッテリ82からの直流電力に
よって駆動され、ガスタービンエンジン40の回転作用
を正しく保つことができる。In this embodiment, the device is provided with the auxiliary equipment 92 described above, and these auxiliary equipment 92 consists of an oil pump, a fan, a relay, etc., and is driven by DC power from the battery 82 to control the rotation of the gas turbine engine 40. Can maintain proper action.
以上のごとく、本発明によれば、高速回転するガスター
ビンエンジンを高周波発電機に直結することにより、発
電機自体が小型でありながら充分に大きな発電機出力を
1qることができ、小型軽量で持ち運び可能なエンジン
発電装置を構成することが可能となる。As described above, according to the present invention, by directly connecting a high-speed rotating gas turbine engine to a high-frequency generator, it is possible to generate a sufficiently large generator output of 1 q even though the generator itself is small. It becomes possible to construct a portable engine power generation device.
そして、前記高周波電力は一旦直流変換された後にこれ
をインバータによって所望周波数に交流変換され、通常
の例えば商用電源として各種の利用分野に用いることが
可能となる。The high-frequency power is once converted to DC and then converted to AC at a desired frequency by an inverter, and can be used in various fields of application as a normal commercial power source, for example.
前述したごとく発電機の出力が高周波数でおることから
、整流出力のリップル分が少なく、この結果平滑コンデ
ンサも小容量のもので充分にその作用を果たすことがで
き、装置全体を一体に構成した場合においでも極めて小
型軽量化可能である。As mentioned above, since the output of the generator is at a high frequency, there is little ripple in the rectified output, and as a result, a smoothing capacitor with a small capacity can sufficiently perform its function, and the entire device can be constructed in one piece. Even in some cases, it is possible to make the device extremely compact and lightweight.
そして、本発明においては、このような発電装置のガス
タービンエンジン出力を燃料供給制御によって負荷に適
合して制御し、このときの遅れを更に高周波発電機の界
磁制御によって補償するため、発電機出力を負荷の変動
に応じて正しく適合させることが可能となり、特に出力
不足などを生じることのない極めて安定した発電作用が
可能となる。In the present invention, the gas turbine engine output of such a power generation device is controlled according to the load by fuel supply control, and in order to further compensate for the delay at this time by field control of the high frequency generator, the generator output is controlled. It becomes possible to properly adapt to load fluctuations, and extremely stable power generation is possible without causing any shortage of output.
[発明の効果]
以上説明したごとく、本発明によれば、小型軽量でおり
ながら、出力及び周波数が安定した持ら運び可能なガス
タービン発電装置を提供可能である。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a portable gas turbine power generation device that is small and lightweight, and has stable output and frequency.
第1図は本発明に係るガスタービン発電装置の好適な実
施例を示す概略構成図、
第2図は第1図における整流インバータ装置の具体的な
回路図、
第3図は本発明における出力安定化作用を示す波形図
第4図は従来のレシプロエンジンを用いた発電装置の概
略図、
第5図は従来の1軸型ガスタービンエンジンを用いた発
電装置の概略図、
第6図は従来の2軸型ガスタービンエンジンを用いた発
電装置の概略図、
第7図は従来装置における発電出力特性を説明する波形
図である。
40 ・・・ ガスタービンエンジン
44 ・・・ 高周波発電酸
46 ・・・ 整流器
50 ・・・ インバータ
60 ・・・ 燃料供給制御回路
70 ・・・ 界磁制御回路。Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a preferred embodiment of the gas turbine power generation device according to the present invention, Fig. 2 is a specific circuit diagram of the rectifying inverter device in Fig. 1, and Fig. 3 is an output stabilization diagram according to the present invention. Figure 4 is a schematic diagram of a power generator using a conventional reciprocating engine, Figure 5 is a schematic diagram of a power generator using a conventional single-shaft gas turbine engine, and Figure 6 is a diagram of a conventional power generator using a single-shaft gas turbine engine. A schematic diagram of a power generation device using a two-shaft gas turbine engine. FIG. 7 is a waveform diagram illustrating power generation output characteristics in a conventional device. 40... Gas turbine engine 44... High frequency power generating acid 46... Rectifier 50... Inverter 60... Fuel supply control circuit 70... Field control circuit.
Claims (1)
ンに直結された高周波発電機と、該発電機の出力を整流
する整流器と、該整流器の出力を所望周波数の交流信号
に変換するインバータと、を含むガスタービン発電装置
において、前記ガスタービンエンジンにはエンジン回転
速度を一定にする燃料供給コントローラが接続され、ま
た前記高周波発電機には界磁電流の制御によって発電出
力を調整する界磁制御回路が接続され、高周波発電機の
出力変動に応じてガスタービンエンジンの燃料供給制御
と高周波発電機の界磁制御の両者を行うことによりイン
バータ出力の変動を防止したことを特徴とするガスター
ビン発電装置。(1) Includes a gas turbine engine, a high-frequency generator directly connected to the gas turbine engine, a rectifier that rectifies the output of the generator, and an inverter that converts the output of the rectifier into an alternating current signal of a desired frequency. In the gas turbine power generation device, the gas turbine engine is connected to a fuel supply controller that keeps the engine rotation speed constant, and the high frequency generator is connected to a field control circuit that adjusts the power generation output by controlling field current, A gas turbine power generation device characterized in that fluctuations in inverter output are prevented by performing both fuel supply control of the gas turbine engine and field control of the high frequency generator in response to fluctuations in the output of the high frequency generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60213176A JPS6277098A (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Gas turbine generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60213176A JPS6277098A (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Gas turbine generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6277098A true JPS6277098A (en) | 1987-04-09 |
Family
ID=16634801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60213176A Pending JPS6277098A (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Gas turbine generator |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS6277098A (en) |
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