JPS61128800A - フライホイ−ル発電機用駆動電動機の運転方法 - Google Patents
フライホイ−ル発電機用駆動電動機の運転方法Info
- Publication number
- JPS61128800A JPS61128800A JP25074684A JP25074684A JPS61128800A JP S61128800 A JPS61128800 A JP S61128800A JP 25074684 A JP25074684 A JP 25074684A JP 25074684 A JP25074684 A JP 25074684A JP S61128800 A JPS61128800 A JP S61128800A
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- JP
- Japan
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- output
- flywheel generator
- motor
- induction motor
- power
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K47/00—Dynamo-electric converters
- H02K47/18—AC/AC converters
- H02K47/20—Motor/generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野)
本発明は、例えば核融0合装置の電源であるフライホイ
ール発電機用の駆動電動機の運転方法に関する。
ール発電機用の駆動電動機の運転方法に関する。
近年、核融合装@電源用として回転エネルギーを瞬時に
大電力に変換するフライホイール発電機が使用されてい
る。
大電力に変換するフライホイール発電機が使用されてい
る。
大型のフライホイール発電機は、主として室軸水車発電
機の技術が用いられ、ポニーモータ始動方式の発電電動
機と類似した構造となる。
機の技術が用いられ、ポニーモータ始動方式の発電電動
機と類似した構造となる。
すなわち、第4図に概要構成図を示す様に、発電機回転
子1の上部に駆動電動機2が直結され、発電機回転子1
の下部には要求される放出エネルギーに応じて、フライ
ホイール3が直結される場合もある。
子1の上部に駆動電動機2が直結され、発電機回転子1
の下部には要求される放出エネルギーに応じて、フライ
ホイール3が直結される場合もある。
そしてこのフライホイール発電機は発電機回転子1およ
びフライホイール3全体に蓄えられた慣性エネルギーを
取り出して、電気エネルギーに変換するものである。
びフライホイール3全体に蓄えられた慣性エネルギーを
取り出して、電気エネルギーに変換するものである。
なお、5は内部の発熱を冷却する電動ファンである。
さて、このようなフライホイール発電機の運転方法は、
第5図に表わす様に、ある回転数n1から上限回転数n
2まで駆動電動機2により加速し、回転数がn (n
2>nl)になった時に加速を止めて発電を開始して、
フライホイール発電機に蓄えられたエネルギーを放出し
、回転数が低下する。そして下限回転数n1まで低下し
た時に発電を止め、再度駆動電動1!I2により加速を
開始する。
第5図に表わす様に、ある回転数n1から上限回転数n
2まで駆動電動機2により加速し、回転数がn (n
2>nl)になった時に加速を止めて発電を開始して、
フライホイール発電機に蓄えられたエネルギーを放出し
、回転数が低下する。そして下限回転数n1まで低下し
た時に発電を止め、再度駆動電動1!I2により加速を
開始する。
この加速→減速→加速→減速の運転を繰り返し、負荷に
大電力を間けつ的に供給する。
大電力を間けつ的に供給する。
この場合の一回の放出エネルギーの大きさは(1)式で
与えられる。
与えられる。
・・・・・・(1)
ここで、
巳は1回の放出エネルギー(GJ)、
GD2フライホイール効県(t−m”)、n2はエネル
ギー放出前の回転子の回転数つまり上限回転数(rpm
)、 nlはエネルギー放出復の回転子の回転数すなわち下限
回転数(rpm)、 である。
ギー放出前の回転子の回転数つまり上限回転数(rpm
)、 nlはエネルギー放出復の回転子の回転数すなわち下限
回転数(rpm)、 である。
また、駆動電動機2の出力はフライホイール発電機のフ
ライホイール効果、損失、および回転数がn からn2
まで変化する間の加速時間の要求から決定され、速度制
御を必要とすることから、誘導電動機が使用される。
ライホイール効果、損失、および回転数がn からn2
まで変化する間の加速時間の要求から決定され、速度制
御を必要とすることから、誘導電動機が使用される。
誘導電動機の定格回転数はすべりを考慮した上で、上限
回転数02よりやや高い同期速度となるように選定され
る。
回転数02よりやや高い同期速度となるように選定され
る。
誘導電動機の出力とトルクの間にはく2)式の関係があ
る。
る。
ここで
Tはトルク(N−m>、
Pは出力(W)、
nは回転数(rl)m)、
である。
従来、フライホイール発電磯駆勅用としての誘導電動機
の速度制御は、トルクを一定とした定トルク制御が一般
的に用いられている。
の速度制御は、トルクを一定とした定トルク制御が一般
的に用いられている。
通常、誘導雷′lJJ機の定格出力は同期速度における
出力で決定されるから、定トルク制御時の回転数と出力
の関係は、(2)式を変形して(3)式で示される。
出力で決定されるから、定トルク制御時の回転数と出力
の関係は、(2)式を変形して(3)式で示される。
ここに、
noは同期速度における回転数(定格回転数)、Poは
同期速度における出力(定格出力)、Sはすべり、 である。
同期速度における出力(定格出力)、Sはすべり、 である。
ところで、(3)式より定トルク制御時の誘導電動機の
出力は回転数に比例することから、フライホイール発電
機の上限回転数n2では、n2ζn なのでほぼ定格一
杯の出力を得る一方、下限回転数n においてはn
/ n Oまで出力が低下することになる。
出力は回転数に比例することから、フライホイール発電
機の上限回転数n2では、n2ζn なのでほぼ定格一
杯の出力を得る一方、下限回転数n においてはn
/ n Oまで出力が低下することになる。
この場合、通常第6図に示すようにセルビウス制御によ
り(3)式のSPoに相当する電力を入力側に回生じて
いるため、この回生電力弁だ(プ受電容量は活用されな
いことになる。
り(3)式のSPoに相当する電力を入力側に回生じて
いるため、この回生電力弁だ(プ受電容量は活用されな
いことになる。
また、核融合装置は建設に当り受電容量を厳しく制限さ
れる一方、試験の効率化を図るため、フライホイール発
電機の加速時間の短縮を要求されることがある。この様
な場合、受電容i fill IG内で最大限の出力の
誘導電動機を使用し、またフライホイール発電機自体の
損失を最小限としても、従来の定トルク制御では要求さ
れた加速時間以内でフライホイール発電機を加速するこ
とが困難となる。
れる一方、試験の効率化を図るため、フライホイール発
電機の加速時間の短縮を要求されることがある。この様
な場合、受電容i fill IG内で最大限の出力の
誘導電動機を使用し、またフライホイール発電機自体の
損失を最小限としても、従来の定トルク制御では要求さ
れた加速時間以内でフライホイール発電機を加速するこ
とが困難となる。
その一方で前述のように、受電容量を最大限に活用でき
ないという欠点があった。
ないという欠点があった。
(発明の目的)
ここにおいて本発明は、従来手段の難点を克服し、受電
容量を制限された中で、フライホイール発電機の最小限
の加速時間を得ることを可能とする駆動用誘導電動機の
運転方法を提供することを、その目的とする。
容量を制限された中で、フライホイール発電機の最小限
の加速時間を得ることを可能とする駆動用誘導電動機の
運転方法を提供することを、その目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、
フライホイール発電機の発電運転の下限回転数n1にお
ける出力が受電容量制限内で取り出し得る最大限の出力
P□となるような駆動用誘導電動機を使用し、 発電運転利用回転数範囲内で誘導電動機出力が最大限の
出力PIIlとなるような定出力制御運転を行ない、 かつ誘導電動機のすべり分に相当する電力をセルビウス
制御により入力側に回生じ、 常に受電容量最大限の電力を活用するような運転を行な
う フライホイール発N機駆動用電動機の運転方法である。
ける出力が受電容量制限内で取り出し得る最大限の出力
P□となるような駆動用誘導電動機を使用し、 発電運転利用回転数範囲内で誘導電動機出力が最大限の
出力PIIlとなるような定出力制御運転を行ない、 かつ誘導電動機のすべり分に相当する電力をセルビウス
制御により入力側に回生じ、 常に受電容量最大限の電力を活用するような運転を行な
う フライホイール発N機駆動用電動機の運転方法である。
先ず、本発明の詳細な説明する。
本発明では、フライホイール発電機駆動用誘導電動機の
出力を、第5図に表わす発電運転の下限回転数n1にお
ける出力が、受電容量制限内で取り出しつる最大限の出
力PIIlとなるように選定する。
出力を、第5図に表わす発電運転の下限回転数n1にお
ける出力が、受電容量制限内で取り出しつる最大限の出
力PIIlとなるように選定する。
すなわち、誘導電動機の定格出力は、(3)式より求ま
り(4〉式で示される。
り(4〉式で示される。
・・・・・・・・・(4)
ここに、Slは発電機の下限回転数n1における(4)
式において、no>nlであるので誘導電動機の定格出
力P。は受電容量を越える値となる。
式において、no>nlであるので誘導電動機の定格出
力P。は受電容量を越える値となる。
そこで、(4)式より定格出力をP。(Po>Pm)に
選定された誘導電動機はフライホイール発電機の利用回
転数範囲内で出力し、かつ受電容量から取り出しうる最
大出力PIIlに制限した定出力運転を実施する。
選定された誘導電動機はフライホイール発電機の利用回
転数範囲内で出力し、かつ受電容量から取り出しうる最
大出力PIIlに制限した定出力運転を実施する。
ところで、この場合、誘導電動機への入力は、電動機自
体の損失を無視すれば(5)式で表わされる。
体の損失を無視すれば(5)式で表わされる。
PmP、+P’ =PIll+SP ・・・・・・
(5)ただし、P′はすべり分に相当する損失(=SP
)である。
(5)ただし、P′はすべり分に相当する損失(=SP
)である。
ここで、すべり分に相当する損失分(P’ −8P)の
電力をセルビウス制御により入力側に回生ずれば、電動
機には受電容量にこのセルビウス回生分を合計した電力
の供給が可能となる。
電力をセルビウス制御により入力側に回生ずれば、電動
機には受電容量にこのセルビウス回生分を合計した電力
の供給が可能となる。
従って、誘導電動機出力を常に受電容量から取り出し得
る最大出力Pmに保つことができる。
る最大出力Pmに保つことができる。
第1図は、上記した手段に基づく本発明の一実施例にお
ける回転数−誘導電動機の入力および出力の関係を示し
た図である。
ける回転数−誘導電動機の入力および出力の関係を示し
た図である。
第1図の斜線部は入力側に返還される電力を表わす。
また、この時の回転数−トルクの関係図を第2図に示す
。
。
第2図に表わすように本発明の定出力制御時の構成によ
れば、発電運転利用回転数範囲n1〜n2において、回
転数が下がるほどトルクが定トルク制御時に比べて増加
する。
れば、発電運転利用回転数範囲n1〜n2において、回
転数が下がるほどトルクが定トルク制御時に比べて増加
する。
その結果、第3図に示す様に、加速特性が改善され、下
限回転数日 から上限回転数n2まで到達する加速時間
tが短縮される。
限回転数日 から上限回転数n2まで到達する加速時間
tが短縮される。
また、利用回転数範囲n1〜n2において同一の電動機
出力となるため、制限された受電容量を常に最大限活用
可能となる。
出力となるため、制限された受電容量を常に最大限活用
可能となる。
しかして本発明は、上述した実施例の核融合装置用フラ
イホイール発電機の場合のみに限定されるものではない
。例えば、他の実施例として遮断器試験装置用あるいは
その他用途の短絡発電機の駆動にも応用可能である。
イホイール発電機の場合のみに限定されるものではない
。例えば、他の実施例として遮断器試験装置用あるいは
その他用途の短絡発電機の駆動にも応用可能である。
かくして本発明によれば、定出力運転時の誘導電動量の
トルク、出力が発電運転利用回転数範囲で、回転数の低
いほど定トルク制御時に比べて増加するため、フライホ
イール発電機の加速時間を短縮することが可能となる。
トルク、出力が発電運転利用回転数範囲で、回転数の低
いほど定トルク制御時に比べて増加するため、フライホ
イール発電機の加速時間を短縮することが可能となる。
また、セルビウス制御に基づく定出力制御により受電容
量を常に最大限活用可能となる等、その効果は極めて大
きい。
量を常に最大限活用可能となる等、その効果は極めて大
きい。
第1図は本発明の一実施例での定出力制御時における誘
導電動機の回転数−人力、出力の関係を表わす線図、 第2図はこの実施例の誘導電動機の回転数−トルクの関
係図、 第3図はフライホイール発電機の加速曲線図、第4図は
一般的なフライホイール発電機の構成を示す概略断面図
、 第5図はフライホイール発電機の運転パターン線図、 第6図は従来の定トルク制御時における誘導電動機の回
転数−人力、出力の関係図である。 1・・・発電機回転子、2・・・駆動電動機(誘導電動
機)、3・・・フライホイール、4・・・発電機固定子
、5・・・電動ファン。 出願人代理人 猪 股 消 光1図 第2図 @転牧− 第4図 亮5図 第6図 回転収 □
導電動機の回転数−人力、出力の関係を表わす線図、 第2図はこの実施例の誘導電動機の回転数−トルクの関
係図、 第3図はフライホイール発電機の加速曲線図、第4図は
一般的なフライホイール発電機の構成を示す概略断面図
、 第5図はフライホイール発電機の運転パターン線図、 第6図は従来の定トルク制御時における誘導電動機の回
転数−人力、出力の関係図である。 1・・・発電機回転子、2・・・駆動電動機(誘導電動
機)、3・・・フライホイール、4・・・発電機固定子
、5・・・電動ファン。 出願人代理人 猪 股 消 光1図 第2図 @転牧− 第4図 亮5図 第6図 回転収 □
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、回転体に蓄えられた回転エネルギーを利用して発電
するフライホイール発電機の運転方法において、 受電容量を超過する定格出力の誘導電動機を駆動用とし
てフライホイール発電機に直結し、エネルギーを取り出
すのに必要な発電利用回転数範囲内でかつ受電容量内で
取り出しうる最大出力にて誘導電動機の定出力制御を行
なうとともに、誘導電動機のすべり分に相当する損失分
の電力をセルビウス制御により入力側に回生する ことを特徴とするフライホイール発電機用駆動電動機の
運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25074684A JPS61128800A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | フライホイ−ル発電機用駆動電動機の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25074684A JPS61128800A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | フライホイ−ル発電機用駆動電動機の運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61128800A true JPS61128800A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17212418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25074684A Pending JPS61128800A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | フライホイ−ル発電機用駆動電動機の運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61128800A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595700A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Okinawa Denryoku Kk | フライホイール発電機の制御装置 |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP25074684A patent/JPS61128800A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595700A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Okinawa Denryoku Kk | フライホイール発電機の制御装置 |
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