CH584987A5 - DC motor control system - includes power convertor supplying current to motor when load torque varies irregularly - Google Patents

DC motor control system - includes power convertor supplying current to motor when load torque varies irregularly

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CH584987A5
CH584987A5 CH649173A CH649173A CH584987A5 CH 584987 A5 CH584987 A5 CH 584987A5 CH 649173 A CH649173 A CH 649173A CH 649173 A CH649173 A CH 649173A CH 584987 A5 CH584987 A5 CH 584987A5
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
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    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
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Abstract

The system for an elevator car motor includes a second power convertor (CRf) supplying current to the motor field windings (F). A reference speed instruction signal is applied from a tachometer (TG), and the difference between it and a signal representing the actual speed of the motor being integrated at (SI). The integrator has a saturating transfer characteristic. The second power convertor is controlled in accordance with the difference between the sum of the output of the integrator and the reference speed instruction signal, and the signal representing the actual speed of the motor. A signal, proportional to the field current, is fed back to the control circuit of the second power convertor.

Description

  

  
 



   La présente invention concerne un dispositif de commande de la vitesse d'un moteur à courant continu comprenant un premier convertisseur de puissance pour alimenter l'induit du moteur.



   Les moteurs à courant continu (que nous appellerons dorénavant: moteurs DC) équipant les élévatrices ont presque toujours un système de commande Ward Leonard. Récemment cependant, il fut proposé un système Leonard statique, utilisant des moyens de redressement comprenant un thyristor (que nous appellerons par la suite: convertisseur statique thyristorisé) pour avoir un courant qui permette l'emploi d'éléments de circuit statiques. Ce système Leonard statique comprend deux ensembles de convertisseurs statiques thyristorisés pour de manipulations en marche normale et en marche arrière. On sait généralement que le système Leonard statique procède selon deux méthodes, à savoir: une méthode à courant non circulant et une méthode à courant circulant.

  Dans le cas de la première méthode, I'inversion de la direction du couplemoteur ne peut pas être suivie en douceur par le courant d'induit et occasionne des à-coups. Par conséquent, I'utilisation de cette méthode pour piloter les moteurs des élévatrices ou des machines équivalentes n'est pas recommandée car les à-coups donnent un sentiment d'inconfort aux passagers. Par contre, la deuxième méthode est acceptable pour la commande d'un moteur tel que celui d'une élévatrice car l'inversion du courant d'induit peut se faire en douceur.



   Cependant, le système Leonard statique fonctionnant d'après la méthode à courant circulant demande des moyens de commande compliqués étant donné qu'il faut commander deux ensembles de convertisseurs tout en maintenant continuellement entre eux une certaine relation. A ce désavantage s'ajoute le fait qu'il faut les munir encore de moyens tels qu'un transformateur de puissance et une bobine de réactance DC, ce qui donne un dispositif volumineux et coûteux. Par conséquent on ne peut pas prétendre en l'état actuel que le système
Leonard statique est avantageux par rapport au système Ward
Leonard.



     n y    a longtemps qu'on connaît les défauts du système Leonard statique et différentes propositions ont déjà été faites pour pallier à ces défauts. Le système à commutateur de courant de champ constitue la proposition type. Selon ce système à commutateur de courant de champ, on ne place qu'un seul ensemble de convertisseur statique   thyristorisé    sur l'induit pour faire passer un courant d'induit dans une seule direction et on commute le courant de champ entre la marche normale et la marche arrière. Le système à commutateur de courant de champ fonctionne également selon deux méthodes.

  Selon la première de ces méthodes, la commutation entre la marche normale et la marche arrière est effectuée par la commutation de la direction du courant de champ et, la vitesse, dans les deux cas de couple normal et de coupe inversé est commandée par un convertisseur statique   thyristorisé    placé sur l'induit.



  Selon l'autre méthode les convertisseurs statiques thyristorisés sont placés dans le champ latéral et utilisés pour piloter la vitesse sur tout le domaine du couple normal et du couple inverse, c'est-à-dire sur les quatre quadrants des caractéristiques ou coordonnées du couple vitesse.



   La première méthode n'est pas adaptée à une commande dans laquelle le couple de charge varie de manière irrégulière entre les valeurs positives et négatives. C'est pourquoi il est inévitable qu'apparaissent des temps morts pendant le fonctionnement, nécessaires à la commutation dans les directions du courant de champ et il est impossible de commander l'objet pendant ces temps morts. Cette méthode est donc essentiellement inadaptée à une application dans des machines telles que des élévatrices.



   Par contre, la seconde méthode est en principe capable d'effectuer une commande continue dans tout le domaine couvrant les quatre quadrants des coordonnées du couple vitesse. Actuellement cependant se posent encore les différents problèmes dont nous avons parlé plus haut en ce qui concerne la commande du courant de champ, et la seconde méthode n'a pas encore pu être réalisée pratiquement.



   1) La vitesse a tendance à osciller en réponse à un signal de commande en marche d'escalier appliqué à l'entrée. Un tel phénomène ne se produit pas lorsque le signal de commande varie lentement. Cependant la méthode décrite ci-dessus ne peut être adoptée sans qu'on développe un système de commande stable avec lequel on évite des oscillations de vitesse en réponse à un signal de commande en marche d'escalier dans une élévatrice destinée à fonctionner avec des signaux de commande variant lentement
 2) La réponse est lente. Le courant dans la bobine de champ réagit très lentement au signal de commande et l'exécution de cette commande est considérablement amoindrie par rapport aux autres systèmes de pilotage.



   3) I1 se produit un écart de réglage permanent indésirable.



  On peut avoir des erreurs pour les raisons indiquées en 2) et on ne peut pas obtenir le pilotage de la vitesse désiré.



   Un des buts de la présente invention est de fournir un dispositif de commande statique pour moteur DC qui soit amélioré et qui puisse être utilisé de manière satisfaisante dans les moyens de commande d'une machine mobile telle qu'une élévatrice pour laquelle il faut une grande stabilité.



   L'invention a également pour but un dispositif de commande dont le nombre d'eléments est moins grand que celui requis dans la première sorte de système Leonard statique et qui, par conséquent, est très économique et d'un fonctionnement sûr. Le dispositif de pilotage statique pour moteur DC doit être capable d'une commande continue sur les quatre quadrants des coordonnées du couple-vitesse, et ne doit pas produire d'oscillations dans la vitesse en réponse à un signal de commande en marche d'escalier; il doit avoir une réponse rapide et ne pas avoir d'écart de réglage permanent. n s'agit encore avec l'invention de prévoir un dispositif de commande statique qui puisse minimaliser les augmentations de température d'un moteur DC.



   Le dispositif de commande selon l'invention est caractérisé par:
 a) Un premier dispositif de commande dudit premier convertisseur de puissance pour la commande du courant d'induit, un second convertisseur de puissance pour l'alimentation en courant de l'enroulement de champ du moteur,
 b) un détecteur fournissant un signal image de la vitesse effective du moteur,
 c) un intégrateur ayant une caractéristique de saturation, intégrant la différence entre le signal image de la vitesse effective et un signal image d'une vitesse de référence fourni par un générateur,
 d) un second dispositif de commande comprenant un additionneur additionnant le signal de sortie dudit intégrateur au signal image de la vitesse de référence, 

   ledit second dispositif de commande pilotant ledit second convertisseur de puissance selon la différence entre le signal de sortie de l'additionneur et le signal image de la vitesse effective pour régler le courant de champ, et
 e) un détecteur de courant de champ produisant un signal proportionnel audit courant de champ et qui est ramené audit second dispositif de commande pour provoquer une contreréaction négative.



   Les autres buts, particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée d'un exemple de réalisation qui va suivre, expliqué à l'aide des dessins qui l'accompagnent dans lesquels:  
 La fig. 1 montre un schéma de circuit électrique d'un système de commande pour moteurs DC selon l'invention.



   La fig. 2 présente un graphique illustrant les variations de la vitesse des moteurs DC en fonction du temps dans la présente invention et dans la première sorte des systèmes, en réponse à un signal de commande en marche d'escalier.



   La fig. 3 illustre en fonction du temps les variations de la vitesse de référence, du courant de champ, du signal de sortie du circuit à retard, du courant de référence dans l'induit et de la vitesse de l'élévatrice illustrée dans la fig. 1.



   Le couple T dans un moteur DC est donné par:    T = 4)Ia.... - - - - (1)    où   Ia    est le courant d'induit et   q)    le flux magnétique. Par conséquent, le couple T est proportionnel au flux magnétique si le courant d'induit est constant. Donc, les quatre quadrants de coordonnées de couple-vitesse, à savoir: moteur, frein, rotation normale et marche arrière peuvent être pilotés de manière continue, si on maintient le courant d'induit   Ia    tout le temps constant et qu'on fasse varier de manière continue le courant de champ de valeurs positives à des valeurs négatives.



   La fig. 1 montre un circuit de commande pour un moteur
DC destiné à équiper une élévatrice CA, selon l'invention, telle, par exemple, que celle qu'on trouve sur un chariot élévateur. Un convertisseur statique thyristorisé ou convertisseur de puissance CRa est branché sur l'induit A du moteur DC pour l'alimenter en courant   Ia.    Un détecteur de courant d'induit CTa est branché à l'enroulement de commande d'un déphaseur magnétique MPSa pour ramener son signal de sortie en une contre-réaction négative à ce dernier: le convertisseur de puissance CRa constitue donc le moyen de pilotage du courant d'induit en combinaison avec le déphaseur MPSa.



   D'un autre côté, deux ensembles de convertisseurs statiques thyristorisés ou convertisseurs de puissance CRf placés têtebêche sont branchés sur la bobine de champ F du moteur, pour l'alimentation en courant de champ If. Ces deux ensembles de transformateurs de puissance CRf sont pilotés par un déphaseur magnétique MPSf dont les signaux d'entrée sont les suivants: Un générateur tachymétrique TG est relié au moteur pour détecter sa vitesse effective, le signal de sortie de ce générateur tachymétrique est amené à un intégrateur SI de même qu'un signal représentant une vitesse de référence.



  L'intégrateur SI se compose d'un amplificateur opérationnel   OP1,    d'une capacité d'intégration   C1    et de résistances d'entrée   R1    et R2: il a en outre une caractéristique de saturation. La différence entre la valeur représentant la vitesse de référence se verra donc intégrée par l'intégrateur SI jusqu'à ce qu'on obtienne une valeur déterminée. Le signal de sortie de l'intégrateur SI est amené à travers un résistance d'ajustage R3 à un premier enroulement de commande   C1    du déphaseur magnétique MPSf. Le signal représentant la vitesse de référence fourni par un générateur non représenté est également amené à un deuxième enroulement de commande C2 du déphaseur
MPSf à travers une résistance d'ajustage R4.

  Le signal de sortie de générateur tachymétrique est amené à un troisième enroulement de commande C3 en même temps qu'à l'intégrateur SI. De plus, le signal de sortie d'un détecteur de courant de champ CTf qui mesure le courant de champ If est connecté au quatrième enroulement C4 du déphaseur magnétique
MPSf, provoquant une contre-réaction négative.



   La différence entre le signal représentant la vitesse de référence et celui représentant la vitesse effective est intégrée dans l'intégrateur SI qui possède une caractérisitique de saturation: après l'addition du signal de sortie de l'intégrateur SI au signal représentant la vitesse de référence, le résultat de cette addition est comparé au signal représentant la vitesse effective pour obtenir un signal de commande pour le courant de champ. A ce dispositif est associée une contre-réaction négative du courant de champ. L'intégrateur SI qui possède une caractéristique de saturation est prévu spécialement pour éliminer les erreurs dues à des écarts de réglage permanent et la contre-réaction négative du courant de champ est prévu spécialement pour améliorer la vitesse de réponse.

  Le courant d'induit   Ia    du moteur peut être maintenu constant, ou bien il peut être augmenté seulement quand l'élévatrice accélère ou décélère, c'est-à-dire seulement pendant que la vitesse de référence varie. Si le courant d'induit est maintenu constant, il doit être choisi de telle sorte que sa valeur permette d'obtenir un couple suffisant pendant l'accélération et la décélération. A cet effet, il faut alimenter continuellement un moteur conventionnel avec un courant dont la valeur est presque trois fois supérieure à la valeur nominale. Il a été démontré qu'une telle valeur de courant peut être largement utilisée en améliorant toutefois de manière adéquate la structure du moteur.

  Si on utilise un moteur conventionnel sans aucune modification de structure, une alimentation ininterrompue en courant d'induit dont la valeur est près de trois fois supérieure à la valeur nominale endommagerait le moteur. Dans ce cas, il faut faire en sorte que le niveau du courant d'induit constant puisse être augmenté seulement pendant l'accélération et la décélération.



   Un différentiateur D, se composant d'un condensateur de différentiation C2, d'un amplificateur opérationnel OP2 et d'une résistance R5 émet un signal de sortie correspondant au degré de variation de la vitesse de référence quand celle-ci varie. Le signal de sortie du différentiateur D est amené à un circuit de valeur absolue AV. Ce circuit de valeur absolue AV se compose de deux diodes RE1 et RE2 et d'un amplificateur opérationnel OP3: il émet des signaux d'une polarité déterminée malgré les variations positives ou négatives de la vitesse de référence. Un circuit à retard DC qui se compose de deux amplificateurs opérationnels OP4 et OP5, d'une résistance R6 et d'un condensateur C3 permet de transformer la pente raide des flancs ascendants et descendants du signal d'entrée venant du circuit de valeur absolue AV en pente douce.

  Le signal de sortie de ce circuit à retard DC est amené à un premier enroulement de commande du déphaseur magnétique MPSa. Un signal de commande à courant de référence constant est amené à un second enroulement de commande C6 du déphaseur
MPSa. Enfin, on amène le signal de sortie du détecteur de courant d'induit CTa à un troisième enroulement de commande C7 du déphaseur magnétique MPSa ce qui provoque une contre-réaction négative comme nous l'avons décrit précédemment. Le moteur est relié à une poulie S actionnant l'élévatrice CA et un contre-poids CW dans la direction verticale.



   Comme nous l'avons dit plus haut, généralement on ne donne pas à une élévatrice un signal de commande pour la vitesse, en forme de marche d'escalier, cependant, le système de commande doit être conçu de telle sorte qu'il puisse fonctionner de manière stable, sans oscillation dans la vitesse même si on donne à l'élévatrice un signal de commande en marche d'escalier.



   La fig. 2 montre les variations de vitesse en fonction du temps pour des élévatrices pilotées par un système selon l'invention et par des systèmes de commande de la première sorte, en réponse à l'introduction d'un signal de commande pour la   vitesse, en forme de marche d'escalier, commandant une vitesse de 30 tours/minute (t/m). La courbe en traitillés 1 de la    fig. 2 montre un cas où le signal de commande pour la vitesse n'est pas amené au second enroulement de commande C2 du déphaseur magnétique MPSf. La courbe en   traitillés    2 montre un cas où le signal de sortie de l'intégrateur à saturation SI n'est pas amené au premier enroulement   C1    du déphaseur
MPSf. 

  Il apparaît clairement des courbes 1 et 2 que la vitesse du moteur oscille dans les deux cas précités: cela résulte de la difficulté à piloter le courant de champ. La courbe en trait  plein 3 de la fig. 2 montre la caractéristique vitesse-temps qu'on obtient avec un système de commande amélioré selon la présente invention. Cette courbe 3 montre clairement que, avec le dispositif selon l'invention, on obtient une réponse extrèmement stable.



   La fig. 3 illustre un diagramme-temps montrant les résultats des essais effectués avec une élévatrice utilisant un système de commande selon l'invention. Pour ces assais, on a utilisé un moteur DC de construction conventionnelle et le courant d'induit n'était augmenté jusqu'à trois fois la valeur de référence constante que pendant la période où le signal de commande pour la vitesse variait. La fig. 3 montre bien que l'élévatrice peut fonctionner avec une caractéristique de vitesses idéale.

 

   Le système de commande selon l'invention présente, par rapport à la première sorte de système Ward Leonard,   I'avan-    tage de coûter environ la moitié de ce que coûte ce dernier, si on utilise un pont à thyristor triphasé comme source de courant d'induit. De plus, les variations de température dans la résistance de circuit de l'induit exercent une influence particulièrement néfaste sur la commande d'un moteur DC de construction conventionelle: I'invention présente un avantage supplémentaire très intéressant étant donné que le fonctionnement de la commande ne dépend pas des variations de la température parce que la résistance mentionnée ci-dessus se trouve à l'extérieur du système de commande. 



  
 



   The present invention relates to a device for controlling the speed of a direct current motor comprising a first power converter for supplying the armature of the motor.



   Direct current motors (which we will now call: DC motors) fitted to elevators almost always have a Ward Leonard control system. Recently, however, a static Leonard system has been proposed, using rectifying means comprising a thyristor (which we will call hereafter: thyristorized static converter) to have a current which allows the use of static circuit elements. This Leonard static system includes two sets of thyristorized static converters for normal operation and reverse operation. It is generally known that the static Leonard system operates according to two methods, namely: a non-circulating current method and a circulating current method.

  In the case of the first method, the reversal of the direction of the motor torque cannot be followed smoothly by the armature current and causes jerks. Therefore, the use of this method to control the motors of elevators or equivalent machines is not recommended because the jerks give a feeling of discomfort to the passengers. On the other hand, the second method is acceptable for controlling a motor such as that of an elevator because the inversion of the armature current can be done smoothly.



   However, the static Leonard system operating according to the circulating current method requires complicated control means since it is necessary to control two sets of converters while continuously maintaining a certain relation between them. To this disadvantage is added the fact that they must still be provided with means such as a power transformer and a DC reactance coil, which gives a bulky and expensive device. Consequently, we cannot claim in the current state that the system
Static Leonard is advantageous over the Ward system
Leonard.



     The faults of the static Leonard system have long been known and various proposals have already been made to remedy these faults. The field current switch system is the typical proposition. According to this field current switch system, only one set of thyristorized static converter is placed on the armature to pass an armature current in one direction only and the field current is switched between normal operation and reverse gear. The field current switch system also operates in two ways.

  According to the first of these methods, the switching between normal and reverse operation is carried out by switching the direction of the field current and, the speed, in both cases of normal torque and reverse cutting is controlled by a converter. static thyristorized placed on the armature.



  According to the other method, the thyristorized static converters are placed in the lateral field and used to control the speed over the entire range of normal torque and reverse torque, that is to say on the four quadrants of the characteristics or coordinates of the torque. speed.



   The first method is not suitable for a control in which the load torque varies irregularly between positive and negative values. Therefore, it is inevitable that idle times appear during operation, necessary for switching in the directions of the field current, and it is impossible to control the object during these idle times. This method is therefore essentially unsuitable for application in machines such as elevators.



   On the other hand, the second method is in principle capable of carrying out a continuous control in the whole domain covering the four quadrants of the speed torque coordinates. Currently, however, the various problems we have spoken of above still arise with regard to the control of the field current, and the second method has not yet been practically possible.



   1) The speed tends to oscillate in response to a staircase control signal applied to the input. Such a phenomenon does not occur when the control signal varies slowly. However, the method described above cannot be adopted without developing a stable control system with which speed oscillations are avoided in response to a staircase control signal in an elevator intended to operate with signals. slowly varying control
 2) The response is slow. The current in the field coil reacts very slowly to the control signal and the execution of this control is considerably reduced compared to other control systems.



   3) There is an unwanted permanent control deviation.



  We can have errors for the reasons indicated in 2) and we cannot obtain the control of the desired speed.



   One of the aims of the present invention is to provide a static control device for a DC motor which is improved and which can be used satisfactorily in the control means of a mobile machine such as an elevator for which a large amount of space is required. stability.



   Another object of the invention is a control device whose number of elements is less than that required in the first kind of static Leonard system and which, therefore, is very economical and reliable in operation. The DC motor static driver must be capable of continuous control over the four quadrants of the torque-speed coordinates, and must not produce oscillations in speed in response to a staircase control signal. ; it must have a rapid response and not have a permanent adjustment deviation. The invention also involves providing a static control device which can minimize the temperature increases of a DC motor.



   The control device according to the invention is characterized by:
 a) A first control device for said first power converter for controlling the armature current, a second power converter for supplying current to the field winding of the motor,
 b) a detector providing an image signal of the actual speed of the engine,
 c) an integrator having a saturation characteristic, integrating the difference between the image signal of the effective speed and an image signal of a reference speed supplied by a generator,
 d) a second control device comprising an adder adding the output signal of said integrator to the image signal of the reference speed,

   said second controller driving said second power converter according to the difference between the output signal of the adder and the image signal of the effective speed to adjust the field current, and
 e) a field current detector producing a signal proportional to said field current and which is fed back to said second controller to cause a negative feedback.



   The other aims, features and advantages of the present invention will appear in the detailed description of an exemplary embodiment which follows, explained with the aid of the accompanying drawings in which:
 Fig. 1 shows an electrical circuit diagram of a control system for DC motors according to the invention.



   Fig. 2 is a graph illustrating the variations in the speed of the DC motors as a function of time in the present invention and in the first kind of systems, in response to a staircase control signal.



   Fig. 3 illustrates as a function of time the variations of the reference speed, of the field current, of the output signal of the delay circuit, of the reference current in the armature and of the speed of the elevator illustrated in FIG. 1.



   The torque T in a DC motor is given by: T = 4) Ia .... - - - - (1) where Ia is the armature current and q) the magnetic flux. Therefore, the torque T is proportional to the magnetic flux if the armature current is constant. Therefore, the four quadrants of torque-speed coordinates, namely: motor, brake, normal rotation and reverse can be controlled continuously, if we keep the armature current Ia constant all the time and we vary continuously the field current from positive values to negative values.



   Fig. 1 shows a control circuit for a motor
DC intended to equip an elevator CA, according to the invention, such as, for example, that which is found on a forklift. A thyristorized static converter or CRa power converter is connected to the armature A of the DC motor to supply it with current Ia. An armature current detector CTa is connected to the control winding of a magnetic phase shifter MPSa in order to return its output signal in a negative feedback to the latter: the power converter CRa therefore constitutes the control means of the armature current in combination with the MPSa phase shifter.



   On the other hand, two sets of thyristorized static converters or CRf power converters placed head to tail are connected to the field coil F of the motor, for the supply of field current If. These two sets of CRf power transformers are driven by a magnetic phase shifter MPSf whose input signals are as follows: A TG tachometer generator is connected to the motor to detect its effective speed, the output signal of this tachometer generator is brought to an SI integrator as well as a signal representing a reference speed.



  The integrator SI is made up of an operational amplifier OP1, an integration capacitor C1 and input resistors R1 and R2: it also has a saturation characteristic. The difference between the value representing the reference speed will therefore be integrated by the integrator SI until a determined value is obtained. The output signal of the integrator S1 is fed through an adjustment resistor R3 to a first control winding C1 of the magnetic phase shifter MPSf. The signal representing the reference speed supplied by a generator not shown is also supplied to a second control winding C2 of the phase shifter
MPSf through an adjustment resistor R4.

  The tacho generator output signal is fed to a third control winding C3 together with the integrator S1. In addition, the output signal of a field current detector CTf which measures the field current If is connected to the fourth winding C4 of the magnetic phase shifter.
MPSf, causing negative feedback.



   The difference between the signal representing the reference speed and that representing the effective speed is integrated in the integrator SI which has a saturation characteristic: after the addition of the output signal of the integrator SI to the signal representing the reference speed , the result of this addition is compared with the signal representing the effective speed to obtain a control signal for the field current. With this device is associated a negative feedback of the field current. The SI integrator which has a saturation characteristic is specially designed to eliminate errors due to permanent adjustment deviations and the negative feedback of the field current is specially designed to improve the speed of response.

  The armature current Ia of the motor can be kept constant, or it can be increased only when the elevator is accelerating or decelerating, that is, only while the reference speed is varying. If the armature current is kept constant, it should be chosen such that its value allows sufficient torque to be obtained during acceleration and deceleration. To do this, a conventional motor must be continuously supplied with a current whose value is almost three times the nominal value. It has been shown that such a current value can be widely used while still adequately improving the structure of the motor.

  If a conventional motor is used without any structural modification, an uninterrupted supply of armature current of which the value is almost three times the nominal value would damage the motor. In this case, it must be ensured that the level of the constant armature current can be increased only during acceleration and deceleration.



   A differentiator D, consisting of a differentiation capacitor C2, an operational amplifier OP2 and a resistor R5 outputs an output signal corresponding to the degree of variation of the reference speed when the latter varies. The output signal of the differentiator D is fed to an absolute value circuit AV. This absolute value circuit AV is made up of two diodes RE1 and RE2 and an operational amplifier OP3: it emits signals of a determined polarity despite positive or negative variations in the reference speed. A DC delay circuit which consists of two operational amplifiers OP4 and OP5, a resistor R6 and a capacitor C3 allows to transform the steep slope of the rising and falling edges of the input signal coming from the absolute value circuit AV gently sloping.

  The output signal of this DC delay circuit is fed to a first control winding of the magnetic phase shifter MPSa. A constant reference current control signal is supplied to a second control winding C6 of the phase shifter
MPSa. Finally, the output signal of the armature current detector CTa is brought to a third control winding C7 of the magnetic phase shifter MPSa, which causes a negative feedback as we have described previously. The motor is connected to an S pulley operating the elevator CA and a counterweight CW in the vertical direction.



   As we said above, usually a lift is not given a control signal for speed, in the form of a staircase, however, the control system must be designed in such a way that it can operate. in a stable manner, without oscillation in speed, even if the lift is given a staircase control signal.



   Fig. 2 shows the speed variations as a function of time for elevators controlled by a system according to the invention and by control systems of the first kind, in response to the introduction of a control signal for the speed, in the form of staircase, controlling a speed of 30 revolutions / minute (rpm). The dashed curve 1 in FIG. 2 shows a case where the control signal for the speed is not supplied to the second control winding C2 of the magnetic phase shifter MPSf. The dotted curve 2 shows a case where the output signal of the saturation integrator SI is not fed to the first winding C1 of the phase shifter
MPSf.

  It clearly appears from curves 1 and 2 that the speed of the motor oscillates in the two aforementioned cases: this results from the difficulty in controlling the field current. The solid line curve 3 in FIG. 2 shows the speed-time characteristic obtained with an improved control system according to the present invention. This curve 3 clearly shows that, with the device according to the invention, an extremely stable response is obtained.



   Fig. 3 illustrates a time diagram showing the results of the tests carried out with an elevator using a control system according to the invention. For these tests, a DC motor of conventional construction was used and the armature current was only increased to three times the constant reference value during the period when the control signal for the speed was varying. Fig. 3 shows that the elevator can operate with an ideal speed characteristic.

 

   The control system according to the invention has, over the first kind of Ward Leonard system, the advantage of costing about half of what the latter costs, if a three-phase thyristor bridge is used as the current source. armature. In addition, the temperature variations in the armature circuit resistance exert a particularly harmful influence on the control of a DC motor of conventional construction: the invention presents a very interesting additional advantage given that the operation of the control does not depend on temperature variations because the resistance mentioned above is outside the control system.

 

Claims (1)

REVENDICATION CLAIM Dispositif de commande de la vitesse d'un moteur à courant continu comprenant un premier convertisseur de puissance (CRa) pour alimenter l'induit du moteur, caractérisé par: a) Un premier dispositif de commande (MPSa) dudit premier convertisseur de puissance (CRa) pour la commande du courant d'induit, un second convertisseur de puissance (CRf) pour l'alimentation en courant de l'enroulement de champ du moteur, b) un détecteur (TG) fournissant un signal image de la vitesse effective du moteur, c) un intégrateur (SI) ayant une caractéristique de saturation, intégrant la différence entre le signal image de la vitesse effective et un signal image d'une vitesse de référence fourni par un générateur. A device for controlling the speed of a direct current motor comprising a first power converter (CRa) for supplying the motor armature, characterized by: a) A first control device (MPSa) of said first power converter (CRa) for controlling the armature current, a second power converter (CRf) for supplying current to the field winding of the motor, b) a detector (TG) providing an image signal of the effective speed of the engine, c) an integrator (SI) having a saturation characteristic, integrating the difference between the image signal of the effective speed and an image signal of a reference speed supplied by a generator. d) un second dispositif de commande (MPSf), comprenant un additionneur (C1, C2) additionnant le signal de sortie dudit intégrateur (SI) au signal image de la vitesse de référence, ledit second dispositif de commande pilotant ledit second convertisseur de puissance selon la différence entre le signal de sortie de l'additionneur et le signal image de la vitesse effective pour régler le courant de champ et, e) un détecteur de courant de champ (CTf) produisant un signal proportionnel audit courant de champ et qui est ramené audit second dispositif de commande pour provoquer une contre-réaction négative. d) a second control device (MPSf), comprising an adder (C1, C2) adding the output signal of said integrator (SI) to the image signal of the reference speed, said second control device controlling said second power converter according to the difference between the output signal of the adder and the image signal of the actual speed to adjust the field current and, e) a field current detector (CTf) producing a signal proportional to said field current and which is fed back to said second controller to cause negative feedback. SOUS-REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande selon la revendication, caractérisé par des moyens (D, AV, DC) pour fair croître le courant d'induit pendant la période durant laquelle la vitesse de référence varie. SUB-CLAIMS 1) Control device according to claim, characterized by means (D, AV, DC) for increasing the armature current during the period during which the reference speed varies. 2) Dispositif de commande selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour faire croître le courant d'induit comportent des moyens (D) pour différencier le signal image de la vitesse de référence et des moyens (AV) pour obtenir la valeur absolue du signal image de la vitesse de référence différencié, et en ce que ledit premier dispositif de commande (MPSa) comporte un additionneur (C5, C6) procédant à l'addition de ladite valeur absolue et d'un signal représentant une référence constante appliqué au premier dispositif de commande. 2) Control device according to sub-claim 1, characterized in that the means for increasing the armature current comprise means (D) for differentiating the image signal from the reference speed and means (AV) for obtaining the absolute value of the differentiated reference speed image signal, and in that said first control device (MPSa) comprises an adder (C5, C6) adding said absolute value and a signal representing a reference constant applied to the first controller.
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