專利名稱：發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制裝置，具體而言，是涉及一種由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源進(jìn)行并列運(yùn)行時(shí)的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置。
作為已有技術(shù)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的并列運(yùn)行(系統(tǒng)連接)，向規(guī)定的機(jī)械、設(shè)備等供電。
當(dāng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的系統(tǒng)連接時(shí)，首先，使發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源同步，之后過(guò)渡為系統(tǒng)連接。該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的同步例如通過(guò)利用開(kāi)-關(guān)接點(diǎn)的脈沖信號(hào)控制而以慢的速度變動(dòng)率來(lái)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)，從而使同步容易。另外，在過(guò)渡為系統(tǒng)連接后，也以與同步時(shí)相同的慢速度變動(dòng)率來(lái)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)。即，使用單一的速度變動(dòng)率。
當(dāng)進(jìn)行這種系統(tǒng)連接時(shí)，為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)，只能減少商用電源占全部電負(fù)荷的比例，而發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)承擔(dān)大部分的比例。
但是，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的系統(tǒng)連接時(shí)，會(huì)發(fā)生負(fù)荷的急劇減少等負(fù)荷變動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)由慢速度變動(dòng)率來(lái)旋轉(zhuǎn)，所以不能響應(yīng)于負(fù)荷的急劇減少，如

圖12所示，引起發(fā)電機(jī)電力流入商用電源中的現(xiàn)象(逆潮流)S。該逆潮流S是法律所禁止的，由于引起這種逆潮流，不僅必須停止發(fā)電機(jī)，而且還存在經(jīng)濟(jì)上蒙受重大損失的問(wèn)題。另外，如果加速速率變動(dòng)率以不引起逆潮流，則同步又變得困難。這里，全部電負(fù)荷A與發(fā)電機(jī)負(fù)荷B的差為商用電源的負(fù)荷C。
因此，如圖13所示，雖然考慮到通過(guò)減少發(fā)電機(jī)負(fù)荷B占全部電負(fù)荷A的比例來(lái)防止逆潮流S，但此時(shí)，因?yàn)樵黾恿艘蕾囉谏逃秒娫吹谋壤灾荒軠p少商用電負(fù)荷C占全部電負(fù)荷A的比例，脫離了節(jié)約經(jīng)費(fèi)的主題，并存在由于引入發(fā)電機(jī)而引起的經(jīng)濟(jì)效益降低的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置，在容易地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的同步的同時(shí)，可防止系統(tǒng)連接時(shí)的逆潮流，并且，由于引入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)而得到經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置，可用于可并列運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的并列運(yùn)行裝置，其特征在于具有在通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源進(jìn)入并列運(yùn)行時(shí)的同步操作時(shí)或并列運(yùn)行中的負(fù)荷增減時(shí)可變化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速度變動(dòng)率的速度變動(dòng)率可變裝置。
在上述本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)于同步操作、并列運(yùn)行(系統(tǒng)連接)等各種操作時(shí)的狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)變化速率變動(dòng)率，容易進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的同步而加速到達(dá)同步的時(shí)間，并能對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)連接時(shí)的負(fù)荷增減來(lái)防止逆潮流。因此，可由逆潮流警報(bào)來(lái)防止發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的停止，另外，提高發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的負(fù)荷比例，因?yàn)橐种屏松逃秒娫吹谋壤?，所以由于引入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)而可得到經(jīng)濟(jì)效益。
在本發(fā)明中，速度變動(dòng)率可變裝置最好具有在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的同步操作時(shí)減慢速度變動(dòng)率、在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源并列運(yùn)行中加速速率變動(dòng)率的功能。另外，如果具有這種功能，則可由模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制。
在本發(fā)明中，速度變動(dòng)率可變裝置最好具有在通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源進(jìn)入并列運(yùn)行時(shí)的同步操作時(shí)延緩發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速度變動(dòng)率的功能。
因此，對(duì)應(yīng)于同步操作時(shí)的狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)延遲速度變動(dòng)率，因?yàn)槿菀鬃優(yōu)橥?，所以可加速到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)對(duì)商用電源的同步的時(shí)間。
在本發(fā)明中，速度變動(dòng)率可變裝置最好具有在并列運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源時(shí)急劇減少負(fù)荷的情況下、加速發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速率變動(dòng)率的功能。
因此，當(dāng)與商用電源并列運(yùn)行時(shí)，通過(guò)在急劇減少負(fù)荷的情況下加速速率變動(dòng)率，因?yàn)榭身憫?yīng)于負(fù)荷的急劇減少，所以可防止向商用電源側(cè)流入發(fā)電機(jī)功率的逆潮流，從而可由逆潮流警報(bào)來(lái)防止發(fā)電機(jī)的停止，并且可通過(guò)引入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)得到經(jīng)濟(jì)效益。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置的框圖；圖2是表示根據(jù)上述實(shí)施例的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置的主要部分的框圖3是表示上述實(shí)施例的三階段速率變動(dòng)率的特性的圖；圖4是表示上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)輸出特性的圖；圖5是表示上述實(shí)施例的電負(fù)荷和時(shí)間的關(guān)系的圖；圖6是表示上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)流程圖；圖7是上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)同步流程圖的一部分；圖8是表示上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)同步中圖7的后續(xù)流程圖；圖9是上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)自動(dòng)負(fù)荷分擔(dān)的流程圖；圖10是上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)解列(正常停止)的流程圖；圖11上述實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的異常停止的流程圖；圖12是表示已有電負(fù)荷和時(shí)間的關(guān)系的圖；圖13是表示已有的其它電負(fù)荷和時(shí)間的關(guān)系的圖。
下面根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置(下面簡(jiǎn)稱為控制裝置)10被用于可并列運(yùn)行(系統(tǒng)連接)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2和商用電源3的并列運(yùn)行裝置1中。
控制裝置10具有彼此連接的發(fā)電機(jī)控制裝置11和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12而構(gòu)成，發(fā)電機(jī)控制裝置11的一側(cè)連接于電線5，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12的一側(cè)連接于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2。
在電線5中，平時(shí)流過(guò)商用電源3的電力，在系統(tǒng)連接時(shí)，流過(guò)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的電力和來(lái)自商用電源3的電力，另外，在電線5上裝有由負(fù)荷G1-3n構(gòu)成的全部電負(fù)荷A。
如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2由發(fā)電機(jī)部2A和發(fā)動(dòng)機(jī)部2B構(gòu)成，在發(fā)動(dòng)機(jī)2B中設(shè)置電子調(diào)速器帶有的噴射泵2C。
返回圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的一側(cè)通過(guò)斷路器(遮斷器)6連接于上述電線5，必要時(shí)對(duì)斷路器6進(jìn)行開(kāi)＝關(guān)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2和商用電源3之間的電流的連接、遮斷。
在斷路器6和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2之間設(shè)置第一變流器7A和電壓檢測(cè)端7B，該變流器7A和電壓檢測(cè)端7B分別檢測(cè)發(fā)電機(jī)2的負(fù)荷和發(fā)電機(jī)2的電壓，同時(shí)，將這些檢測(cè)值作為信號(hào)輸出到發(fā)電機(jī)控制裝置11。
另外，在電線5的途中設(shè)置第二變流器8A和電壓檢測(cè)端8B，該變流器8A在系統(tǒng)連接時(shí)檢測(cè)流過(guò)電線5的全部電負(fù)荷A、即商用電源3的負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的負(fù)荷的總和負(fù)荷，在單獨(dú)使用商用電源3時(shí)檢測(cè)商用電源3的負(fù)荷，同時(shí)將這些檢測(cè)值作為信號(hào)輸出到發(fā)電機(jī)控制裝置11。另外，電壓檢測(cè)端8B在檢測(cè)商用電源3的電壓的同時(shí)，將其檢測(cè)值作為信號(hào)輸出到發(fā)電機(jī)控制裝置11。
在這種并列運(yùn)行裝置1內(nèi)的各裝置間的各信號(hào)的接收發(fā)送如圖1、2所示。
即，如上所述，分別從第二變流器8A和電壓檢測(cè)端8B向發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)送全部電負(fù)荷檢測(cè)信號(hào)、商用電壓檢測(cè)信號(hào)、從第一變流器7A和電壓檢測(cè)端7B向發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)送發(fā)電機(jī)負(fù)荷檢測(cè)信號(hào)、發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)信號(hào)，另外，從斷路器6向向發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)送斷路器控制操作確認(rèn)信號(hào)。
在從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12發(fā)送模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)、同步操作信號(hào)和系統(tǒng)連接信號(hào)等發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)的同時(shí)，分別從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)2B、電子調(diào)速器帶有的噴射泵2C發(fā)送旋轉(zhuǎn)傳感器信號(hào)、齒條(ラック)傳感器信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12向電子調(diào)速器帶有的噴射泵2C發(fā)送調(diào)速器傳動(dòng)裝置控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)調(diào)速器傳動(dòng)裝置，控制噴射泵的噴射量。
在這種發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12中設(shè)置速度變動(dòng)率可變裝置15。該速度變動(dòng)率可變裝置15接收從發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)后，根據(jù)發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，由PID控制進(jìn)行圖3所示的三個(gè)階段的速度切換。
即，在圖3中，縱軸為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)，橫軸為時(shí)間(秒)，切換可將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速切換成以下三個(gè)階段提高PID控制靈敏度以對(duì)橫軸的傾斜度變陡的快的速度變動(dòng)率N1、降低PID控制靈敏度的傾斜度變平緩或過(guò)濾的慢的速度變動(dòng)率N3和PID控制靈敏度為中等的傾斜度稍平緩或過(guò)濾的中等速度的速度變動(dòng)率N2。
調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性、穩(wěn)定性，由此，控制電子調(diào)速器帶有的噴射泵2C的噴射量以變化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速。
另外，因?yàn)镻ID控制將電信號(hào)分成比例要素P、積分要素I和微分要素D來(lái)控制，所以優(yōu)化了穩(wěn)定性和響應(yīng)性。
當(dāng)設(shè)定快的速率變動(dòng)率N1時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率變?yōu)槔?10rpm/sec，當(dāng)急劇減少全部電負(fù)荷時(shí)，該旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率為跟隨其時(shí)的高速用。當(dāng)設(shè)定為中等速度的速度變動(dòng)率N2時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率變?yōu)槔?50rpm/sec，該旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率為通常的系統(tǒng)連接時(shí)用。另外，當(dāng)設(shè)定為慢的速度變動(dòng)率N3時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率變?yōu)槔?1rpm/sec，該旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)率為同步操作用。
圖4中示出了發(fā)電機(jī)的輸出特性。
該圖4的縱軸和橫軸分別表示發(fā)電機(jī)負(fù)荷和頻率及模擬旋轉(zhuǎn)控制電壓，表示頻率為50Hz或60Hz時(shí)的DROOP(額定頻率和無(wú)負(fù)荷頻率的差)為3％的特性。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2和商用電源3同步時(shí)，緩慢提高發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的輸出頻率(旋轉(zhuǎn))以進(jìn)行控制。
在系統(tǒng)連接時(shí)，當(dāng)將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的輸出頻率(旋轉(zhuǎn))控制為50Hz(1500rpm)或60Hz(1800rpm)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的負(fù)荷為0％、即無(wú)負(fù)荷的情況下，有必要將來(lái)自發(fā)電機(jī)控制裝置11的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)的電壓變?yōu)?.16V。
另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的負(fù)荷為100％、即額定負(fù)荷的情況下，可將來(lái)自發(fā)電機(jī)控制裝置11的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)的電壓變?yōu)?V。
對(duì)應(yīng)于該模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)的電壓增加，增加從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)12向電子調(diào)速器帶有的噴射泵2C的輸出，并增加向發(fā)動(dòng)機(jī)2B的燃料供應(yīng)量，還增加發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
當(dāng)在上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的額定負(fù)荷時(shí)、即進(jìn)行系統(tǒng)連接的情況下，雖然通常有或多或少的負(fù)荷變動(dòng)，但該負(fù)荷變動(dòng)為1-2％。因此，僅對(duì)于這種負(fù)荷變動(dòng)而言，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的輸出響應(yīng)不必要如此急劇進(jìn)行進(jìn)行，所以可以上述圖3中的中等速度的速度變動(dòng)率N2來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
另一方面，在系統(tǒng)連接時(shí)，因任何原因產(chǎn)生大幅度、例如數(shù)十％的負(fù)荷變動(dòng)的情況下，因?yàn)樵谏鲜龅闹械人俣茸儎?dòng)率N2中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)不能充分響應(yīng)于大幅度的負(fù)荷變動(dòng)，所以變?yōu)樵诟咚偎俣茸儎?dòng)率N1中進(jìn)行切換以響應(yīng)于負(fù)荷變動(dòng)。因此，如圖5所示，即使全部電負(fù)荷A急劇減少的情況下，也可對(duì)應(yīng)于該急劇減少，因此，不會(huì)產(chǎn)生逆潮流。
下面參照?qǐng)D6-11的流程圖來(lái)說(shuō)明控制裝置1的作用。
首先，根據(jù)圖6來(lái)說(shuō)明控制裝置1啟動(dòng)時(shí)的流程圖。
當(dāng)在ST(步驟)1中開(kāi)始時(shí)，在ST2中，操作員接入控制電源，在ST3中，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)部2B。在ST4中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)部2B的旋轉(zhuǎn)是否在規(guī)定旋轉(zhuǎn)以上，當(dāng)在規(guī)定旋轉(zhuǎn)以上時(shí)進(jìn)行到ST5。
在ST4中，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)沒(méi)有達(dá)到規(guī)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，在ST6中等待3分鐘，當(dāng)即使經(jīng)過(guò)3分鐘仍未達(dá)到規(guī)定旋轉(zhuǎn)以上時(shí)，在ST7中認(rèn)為啟動(dòng)停滯，發(fā)出警報(bào)。
在ST5中，發(fā)動(dòng)機(jī)部2B向作為規(guī)定低速旋轉(zhuǎn)的Li(低速空轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)移動(dòng)，在ST8中Li旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)3分鐘。經(jīng)過(guò)3分鐘后，進(jìn)行到ST9，將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)增加到額定運(yùn)轉(zhuǎn)的50Hz(1500rpm)/60Hz(1800rpm)，作為規(guī)定的Hi(高速空轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)。
由發(fā)電機(jī)控制裝置11進(jìn)行這些ST2-ST8，通過(guò)在發(fā)電機(jī)控制裝置11中控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12來(lái)進(jìn)行ST9。另外，在ST5、ST8、ST9的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器PID控制變平緩。
根據(jù)圖7、8來(lái)說(shuō)明使啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2與商用電源3同步的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)同步流程圖。
如圖7所示，在ST11中開(kāi)始后，在ST12中，將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2作為無(wú)負(fù)荷、高速空轉(zhuǎn)(Hi)，在ST13中，通過(guò)發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸入同步信號(hào)ON(接通)。在ST14中，判斷與商用電源3的電壓差是否在±2V以內(nèi)，若在±2V以內(nèi)則進(jìn)行到ST15，若在±2V以上，則在ST16中作為電壓差大而由發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)出警報(bào)。事先調(diào)整發(fā)電機(jī)2的電壓。與商用電源3的電壓差的識(shí)別時(shí)間例如為1秒，這由發(fā)電機(jī)控制裝置11進(jìn)行控制。
在ST15中，判斷與商用電源3的頻率差是否在±2Hz以內(nèi)，若在±2Hz以內(nèi)則進(jìn)行到ST17，若在±2Hz以上，則在ST18中重復(fù)ST15至ST1860秒，當(dāng)即使經(jīng)過(guò)60秒后頻率差仍未變?yōu)椤?Hz以內(nèi)時(shí)，在ST19中，作為同步停滯而由發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)出警報(bào)。
從由發(fā)電機(jī)控制裝置11控制的同步信號(hào)開(kāi)始計(jì)算ST18中的60秒的時(shí)間。
在ST17中，開(kāi)始發(fā)電機(jī)2的同步測(cè)定，在ST20中確認(rèn)與商用電源3的頻率差和相位差，在ST21中從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸入模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12中，對(duì)于發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，通過(guò)速度變動(dòng)率可變裝置15由慢的速度變動(dòng)率N3來(lái)進(jìn)行同步控制。
接著，在ST23中，判斷與商用電源3的相位差是否在±5度以內(nèi)，進(jìn)行同步控制直到相位差變?yōu)椤?度以內(nèi)，在相位差變?yōu)椤?度時(shí)進(jìn)行到ST24，在ST24中，判斷相位差變?yōu)椤?度以內(nèi)后是否經(jīng)過(guò)1秒，等待經(jīng)過(guò)1秒后，當(dāng)確認(rèn)相位差確實(shí)處于±5度后，如圖8所示，進(jìn)行到ST25。
在ST25中，為了確實(shí)操作而僅在2秒中輸出同步接通信號(hào)(斷路器ON)后，在ST26中，判斷是否輸入同步結(jié)束信號(hào)ON輸入(斷路器輔助接點(diǎn)ON)，如果輸入，則進(jìn)行到ST27。當(dāng)未進(jìn)行同步結(jié)束信號(hào)ON輸入時(shí)，在ST28中，在同步接通信號(hào)ON后的60秒內(nèi)進(jìn)行檢查，當(dāng)同步接通信號(hào)原樣保持非ON而經(jīng)過(guò)60秒時(shí)，在ST29中作為同步停滯而由發(fā)電機(jī)控制裝置11發(fā)出警報(bào)。在ST27中，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12發(fā)送同步信號(hào)OFF，在ST30中結(jié)束同步，在ST31中，結(jié)束發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2與商用電源的同步操作。
下面根據(jù)圖9來(lái)說(shuō)明控制裝置1的自動(dòng)負(fù)荷分擔(dān)、即系統(tǒng)連接時(shí)的流程圖。
在圖8中結(jié)束同步操作的同時(shí)，在ST41中的開(kāi)始和在ST42中的向發(fā)電機(jī)控制裝置11的同步結(jié)束信號(hào)ON(斷路器輔助接點(diǎn)ON)后，為了穩(wěn)定其狀態(tài)，在ST43中等待2秒。經(jīng)過(guò)2秒后在ST44中，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸入系統(tǒng)連接信號(hào)ON。接著，在ST45中，為了負(fù)荷分擔(dān)而從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸入模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，在ST46中，對(duì)應(yīng)于發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12的速度變動(dòng)率可變裝置15切換成中等速度的速度變動(dòng)率N2來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
在ST47中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2對(duì)于事先在發(fā)電機(jī)控制裝置11中設(shè)定的目標(biāo)負(fù)荷來(lái)判斷是否進(jìn)行與其對(duì)應(yīng)的分擔(dān)，同時(shí)，等待至進(jìn)行目標(biāo)負(fù)荷分擔(dān)，達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷分擔(dān)后進(jìn)行到ST48，在ST48中繼續(xù)進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)控制。在ST49中，負(fù)荷分擔(dān)控制持續(xù)中判斷負(fù)荷是否急劇減少，在ST49中，當(dāng)判斷負(fù)荷未急劇減少時(shí)，返回ST47之前，重復(fù)ST47-ST49，直到檢測(cè)出負(fù)荷急劇減少。
在ST49中，在判斷負(fù)荷急劇減少時(shí)進(jìn)行到ST50，在ST50中，發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸出大量模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，當(dāng)負(fù)荷急劇減少時(shí)以使發(fā)電機(jī)2的電流不會(huì)逆潮流。
在ST51中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12檢測(cè)出模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)的變化量變大，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12的速度變動(dòng)率可變裝置15切換成高速速率變動(dòng)率N1來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。接著，重復(fù)ST47后的步驟，通過(guò)有無(wú)負(fù)荷急劇減少來(lái)進(jìn)行速率變動(dòng)率可變裝置15的速度變動(dòng)率的切換。此時(shí)，當(dāng)急劇減少平穩(wěn)并增加的情況下，也可是在其負(fù)荷的增加突變的情況下，進(jìn)行控制以將速度變動(dòng)率變?yōu)镹1。
下面根據(jù)圖10來(lái)說(shuō)明發(fā)電機(jī)解列(正常停止)的流程圖。
在ST61中開(kāi)始后，在ST62中將發(fā)電機(jī)控制裝置11中的解列信號(hào)ON(接通)。當(dāng)解列信號(hào)ON時(shí)，在ST63中，由發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12發(fā)送模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12中，對(duì)應(yīng)于發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，內(nèi)部速度變動(dòng)率可變裝置15選擇中等速度的速度變動(dòng)率N2，并變慢發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度，將發(fā)電機(jī)負(fù)荷緩慢向商用電源3移動(dòng)。
在ST64中，判斷解列機(jī)、即應(yīng)解列的發(fā)電機(jī)是否無(wú)負(fù)荷，若無(wú)負(fù)荷則進(jìn)行到ST65，如有負(fù)荷則返回ST63之前，重復(fù)ST63、ST64的步聚直到變?yōu)闊o(wú)負(fù)荷。
在ST65中，斷開(kāi)(OFF)應(yīng)解列的發(fā)電機(jī)2的斷路器6。在ST66中，將發(fā)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)切換為L(zhǎng)i(低速空轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)，在ST67中，移動(dòng)到冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，當(dāng)進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)后，在ST68中，從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸出停止信號(hào)，在ST69中，停止發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)部2B。
下面根據(jù)圖11來(lái)說(shuō)明發(fā)電機(jī)2異常停止時(shí)的流程圖。
當(dāng)在ST71中發(fā)生異常時(shí)，在ST72中發(fā)電機(jī)2的斷路器6斷開(kāi)的同時(shí)，在ST73中發(fā)出警報(bào)。發(fā)電機(jī)2的斷路器6OFF后，在ST74中從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12輸出停止信號(hào)，在ST75中發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)2B停止。
根據(jù)上述實(shí)施例具有如下效果。
(1)當(dāng)從發(fā)電機(jī)控制裝置11向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12發(fā)送模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)時(shí)，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)控制器12中，其內(nèi)部速度變動(dòng)率可變裝置15對(duì)應(yīng)于發(fā)送的模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)，將速度變動(dòng)率切換為快的速率變動(dòng)率N1、中等速率變動(dòng)率N2和慢的速率變動(dòng)率N3等三個(gè)階段，所以可靈活地對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2與商用電源3的同步和系統(tǒng)連接時(shí)的全部電負(fù)荷的變動(dòng)。
(2)因?yàn)樗俣茸儎?dòng)率可變裝置15可將上述速度變動(dòng)率切換為三個(gè)階段，所以當(dāng)將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2與商用電源3同步時(shí)，通過(guò)切換為慢的速率變動(dòng)率N3，可容易地進(jìn)行兩者的同步，可加速到達(dá)同步的時(shí)間。
(3)因?yàn)樗俣茸儎?dòng)率可變裝置15可將上述速度變動(dòng)率切換為三個(gè)階段，所以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)2與商用電源3并列運(yùn)行時(shí)，在負(fù)荷急劇減少的情況下，通過(guò)切換為快速速率變動(dòng)率N1來(lái)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2而可充分地跟隨負(fù)荷的急劇減少。因此，可防止向商用電源3中流入發(fā)電機(jī)2的電力的逆潮流，并因?yàn)榭商岣甙l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2的負(fù)荷比例而減少商用電源3的比例，可得到比引入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)高的經(jīng)濟(jì)效益。
(4)因?yàn)橥ㄟ^(guò)模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)來(lái)發(fā)電機(jī)控制裝置11的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12的控制，所以加速了響應(yīng)性，可迅速地移動(dòng)到同步操作和系統(tǒng)連接操作。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，只要能達(dá)到本發(fā)明的目的，也可包含其它變形例。
例如，在上述實(shí)施例中，雖然可由速度變動(dòng)率可變裝置15將速度變動(dòng)率切換為快速速率變動(dòng)率、中等速率變動(dòng)率和慢的速率變動(dòng)率等三個(gè)階段，但并不限于此，也可切換成兩個(gè)階段或四個(gè)階段以上的多個(gè)階段。
另外，在上述實(shí)施例中，雖然速度變動(dòng)率可變裝置15設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12中，但并不限于此，也設(shè)置在發(fā)電機(jī)空制裝置11中，因此，也可將模擬旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)作為切換為不同的多個(gè)階段的速率變動(dòng)率的信號(hào)，適當(dāng)選擇其以向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置，用于可并列運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源的并列運(yùn)行裝置，其特征在于具有在通過(guò)上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源進(jìn)入并列運(yùn)行時(shí)的同步操作時(shí)或并列運(yùn)行中的負(fù)荷增減時(shí)可變化上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速度變動(dòng)率的速度變動(dòng)率可變裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于上述速度變動(dòng)率可變裝置具有在通過(guò)上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源進(jìn)入并列運(yùn)行時(shí)的同步操作時(shí)減慢發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速度變動(dòng)率的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于上述速度變動(dòng)率可變裝置具有在并列運(yùn)行上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源時(shí)負(fù)荷急劇減少的情況下、加速上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速率變動(dòng)率的功能。
全文摘要
將發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制裝置10用于可并列運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2和商用電源3的并列運(yùn)行裝置1,該旋轉(zhuǎn)控制裝置10具有在通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)2和商用電源3進(jìn)入并列運(yùn)行時(shí)的同步操作時(shí)或并列運(yùn)行中的負(fù)荷增減時(shí)可變化上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的速度變動(dòng)率的速度變動(dòng)率可變裝置15。因此,可加速到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)和商用電源同步的時(shí)間,因?yàn)榭煞乐鼓娉绷?所以可防止發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的停止。
文檔編號(hào)H02P9/00GK1331511SQ0112331
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期2001年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
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