JP2000078873A - 電動機のトルク／速度制御の切換装置 - Google Patents
電動機のトルク／速度制御の切換装置Info
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- JP2000078873A JP2000078873A JP10259174A JP25917498A JP2000078873A JP 2000078873 A JP2000078873 A JP 2000078873A JP 10259174 A JP10259174 A JP 10259174A JP 25917498 A JP25917498 A JP 25917498A JP 2000078873 A JP2000078873 A JP 2000078873A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機の制御システムにおいて、トルク制御
から速度制御へ切り換える期間に急激なトルク変動や速
度整定に時間がかかることを解消することにある。 【解決手段】 速度制御ループの比例器および積分器に
おいて、トルク制御時は比例器、積分器の入力である速
度偏差を強制的に０とし、且つ、積分器初期値を制御し
たいトルク指令値とし、また、速度制御時は、比例器、
積分器の入力の偏差は速度指令値と電動機速度の差と
し、且つ、積分器初期値は速度制御に切り換わる直前の
トルク制御時のトルク指令値とするよう構成したもので
ある。
から速度制御へ切り換える期間に急激なトルク変動や速
度整定に時間がかかることを解消することにある。 【解決手段】 速度制御ループの比例器および積分器に
おいて、トルク制御時は比例器、積分器の入力である速
度偏差を強制的に０とし、且つ、積分器初期値を制御し
たいトルク指令値とし、また、速度制御時は、比例器、
積分器の入力の偏差は速度指令値と電動機速度の差と
し、且つ、積分器初期値は速度制御に切り換わる直前の
トルク制御時のトルク指令値とするよう構成したもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のトルク制
御から速度制御に切り換える切替装置に関するものであ
る。
御から速度制御に切り換える切替装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は電動機のトルク／速度制御の構成
を表わした図である。図２において、電動機Ｍは、制御
部Ｃから与えられるトルク指令値Ｔｍを入力とする電力
変換装置ＤＲＶにより供給電源が適切な電力に変換さ
れ、トルク指令値Ｔｍに相当するトルクを発生するよう
駆動されている。また、電動機速度に比例した信号を発
生する速度検出器ＴＧにより制御部Ｃには、電動機速度
がフィードバックＮｆｂされているものとする。なお、
ここでは、電動機Ｍと電力変換装置ＤＲＶの組み合わせ
が、誘導電動機とインバータや直流電動機と静止レオナ
ードなどがあるが、特定するものではない。
を表わした図である。図２において、電動機Ｍは、制御
部Ｃから与えられるトルク指令値Ｔｍを入力とする電力
変換装置ＤＲＶにより供給電源が適切な電力に変換さ
れ、トルク指令値Ｔｍに相当するトルクを発生するよう
駆動されている。また、電動機速度に比例した信号を発
生する速度検出器ＴＧにより制御部Ｃには、電動機速度
がフィードバックＮｆｂされているものとする。なお、
ここでは、電動機Ｍと電力変換装置ＤＲＶの組み合わせ
が、誘導電動機とインバータや直流電動機と静止レオナ
ードなどがあるが、特定するものではない。
【０００３】さらに本図により従来のトルク／速度制御
の切り換え方式を説明する。図中、ＴＡＴＲは電動機Ｍ
をトルク制御する場合のトルク指令値であり、Ｎ＊は電
動機Ｍを速度制御する場合の速度指令値である。また、
Ｎｆｂは電動機Ｍの速度に比例した信号を出力する回転
数検出器ＴＧよりえられる電動機速度である。速度指令
値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとで、その差（以後偏差と云
う）がとられ、この偏差を任意の定数倍する比例器Ｐ
と、偏差を時間積分する積分器Ｉの各出力を加算し、そ
の出力ＴＡＳＲを比較器Ｃｏｍｐに入力する。比較器Ｃ
ｏｍｐは、信号ＴＡＴＲとＴＡＳＲを入力して比較し、
小さいほうの値を最終トルク指令値としてＴｍを出力
し、図２の電力変換装置ＤＲＶへ与えている。
の切り換え方式を説明する。図中、ＴＡＴＲは電動機Ｍ
をトルク制御する場合のトルク指令値であり、Ｎ＊は電
動機Ｍを速度制御する場合の速度指令値である。また、
Ｎｆｂは電動機Ｍの速度に比例した信号を出力する回転
数検出器ＴＧよりえられる電動機速度である。速度指令
値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとで、その差（以後偏差と云
う）がとられ、この偏差を任意の定数倍する比例器Ｐ
と、偏差を時間積分する積分器Ｉの各出力を加算し、そ
の出力ＴＡＳＲを比較器Ｃｏｍｐに入力する。比較器Ｃ
ｏｍｐは、信号ＴＡＴＲとＴＡＳＲを入力して比較し、
小さいほうの値を最終トルク指令値としてＴｍを出力
し、図２の電力変換装置ＤＲＶへ与えている。
【０００４】今トルク制御状態を考える。この時電動機
Ｍには、設定されたトルク指令値ＴＡＴＲに等しいトル
クを発生させたいので、比較器ＣｏｍｐはＴＡＴＲを選
択し、Ｔm=ＴＡＴＲとする必要があり、ＴＡＴＲ＜ＴＡ
ＳＲである必要がある。この為、通常Ｎ＊は相当大きな
値（Ｎ＊＞Ｎｆｂ）としている。この結果電動機ＭはＴ
ｍ＝ＴＡＴＲとしてトルク制御される事になる。
Ｍには、設定されたトルク指令値ＴＡＴＲに等しいトル
クを発生させたいので、比較器ＣｏｍｐはＴＡＴＲを選
択し、Ｔm=ＴＡＴＲとする必要があり、ＴＡＴＲ＜ＴＡ
ＳＲである必要がある。この為、通常Ｎ＊は相当大きな
値（Ｎ＊＞Ｎｆｂ）としている。この結果電動機ＭはＴ
ｍ＝ＴＡＴＲとしてトルク制御される事になる。
【０００５】次に速度制御状態を考える。この時は、ト
ルク制御状態とは逆に、ＴＡＴＲを相当大きな値に、ま
た、Ｎ＊を制御したい速度の指令値とし、ＴＡＴＲ＞Ｔ
ＡＳＲの関係にする。この結果、速度指令値Ｎ＊と電動
機速度Ｎｆｂの偏差を比例、積分する比例器Ｐおよび積
分器Ｉの出力和ＴＡＳＲが比較器Ｃｏｍｐにより選択さ
れ、Ｔｍとなり電力変換装置ＤＲＶを駆動、電動機Ｍは
Ｎ＊の速度で運転される。
ルク制御状態とは逆に、ＴＡＴＲを相当大きな値に、ま
た、Ｎ＊を制御したい速度の指令値とし、ＴＡＴＲ＞Ｔ
ＡＳＲの関係にする。この結果、速度指令値Ｎ＊と電動
機速度Ｎｆｂの偏差を比例、積分する比例器Ｐおよび積
分器Ｉの出力和ＴＡＳＲが比較器Ｃｏｍｐにより選択さ
れ、Ｔｍとなり電力変換装置ＤＲＶを駆動、電動機Ｍは
Ｎ＊の速度で運転される。
【０００６】これらを整理すると下記となる。 トルク制御時 速度制御時 ＴＡＴＲ 制御したいトルク値 大きな値 ＴＡＳＲ 大きな値 トルク指令値 Ｔｍ ＝ＴＡＴＲ ＝ＴＡＳＲ Ｎ＊ 大きな値 制御したい速度指令値 Ｎｆｂ 不定 ＝Ｎ＊
【０００７】次に、トルク制御状態から速度制御状態へ
切り換わる期間を考える。切り換え前後においてＴＡＴ
Ｒは、制御したいトルク指令値→大きな値とし、Ｎ＊は
大きな値→制御したい速度指令値にする必要があり、こ
うする事でトルク制御から速度制御へと切り換えること
ができる。
切り換わる期間を考える。切り換え前後においてＴＡＴ
Ｒは、制御したいトルク指令値→大きな値とし、Ｎ＊は
大きな値→制御したい速度指令値にする必要があり、こ
うする事でトルク制御から速度制御へと切り換えること
ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この切り換え
期間においてＴＡＳＲに着目すると、トルク制御時にお
いては強制的にＮ＊＞Ｎｆｂとしている為、ＴＡＳＲは
非常に大きな値を有しており、速度制御にする為、Ｎ＊
を大きな値から制御したい速度指令値まで下げても、積
分器Ｉに出力が残っているので、この速度制御の結果の
トルク指令値にＴＡＳＲが落ち着くまでに時間がかかっ
てしまう。また、この時ＴＡＴＲは大きな値に持ち上げ
られている為、比較器ＣｏｍｐはＴＡＳＲが速度制御に
必要な適正値に落ち着くまでの間、大きなトルク指令値
を出力せざるを得ず、この時急激なトルク変動が発生
し、速度整定に時間を要すると言う課題を有していた。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目
的とするところは、トルク指令値にＴＡＳＲが落ち着く
までの時間が短時間で、また速度整定に時間がかからな
いようにするトルク／速度制御の切替装置を提供するも
のである。
期間においてＴＡＳＲに着目すると、トルク制御時にお
いては強制的にＮ＊＞Ｎｆｂとしている為、ＴＡＳＲは
非常に大きな値を有しており、速度制御にする為、Ｎ＊
を大きな値から制御したい速度指令値まで下げても、積
分器Ｉに出力が残っているので、この速度制御の結果の
トルク指令値にＴＡＳＲが落ち着くまでに時間がかかっ
てしまう。また、この時ＴＡＴＲは大きな値に持ち上げ
られている為、比較器ＣｏｍｐはＴＡＳＲが速度制御に
必要な適正値に落ち着くまでの間、大きなトルク指令値
を出力せざるを得ず、この時急激なトルク変動が発生
し、速度整定に時間を要すると言う課題を有していた。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目
的とするところは、トルク指令値にＴＡＳＲが落ち着く
までの時間が短時間で、また速度整定に時間がかからな
いようにするトルク／速度制御の切替装置を提供するも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、速度制御しようとする速度指令値と
電動機速度との偏差を任意定数で比例倍する比例器の出
力と偏差を時間積分する積分器の出力との和を電動機の
トルク指令値として電力変換装置へ与えるシステム構成
を基本とし、電動機をトルク制御させる場合には、偏差
が０となるよう速度指令値の代わりに電動機速度が選ば
れる第１の切換器を有し、さらに、積分器初期値が制御
させたいトルク指令値になるように選択する第２の切換
器を有し、比例器出力と積分器出力の和でもって電力変
換装置を駆動し電動機をトルク制御し、また、電動機を
速度制御させる場合には、第１および第２の切換器を切
り換え、偏差は速度指令値と電動機速度の差とし、ま
た、積分器初期値は切り換え直前のトルク指令値に固定
し、比例器および積分器出力の和でもって電力変換装置
を駆動し、電動機を速度制御するものである。以下、本
発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
するための手段は、速度制御しようとする速度指令値と
電動機速度との偏差を任意定数で比例倍する比例器の出
力と偏差を時間積分する積分器の出力との和を電動機の
トルク指令値として電力変換装置へ与えるシステム構成
を基本とし、電動機をトルク制御させる場合には、偏差
が０となるよう速度指令値の代わりに電動機速度が選ば
れる第１の切換器を有し、さらに、積分器初期値が制御
させたいトルク指令値になるように選択する第２の切換
器を有し、比例器出力と積分器出力の和でもって電力変
換装置を駆動し電動機をトルク制御し、また、電動機を
速度制御させる場合には、第１および第２の切換器を切
り換え、偏差は速度指令値と電動機速度の差とし、ま
た、積分器初期値は切り換え直前のトルク指令値に固定
し、比例器および積分器出力の和でもって電力変換装置
を駆動し、電動機を速度制御するものである。以下、本
発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すブロ
ック図であり、図中、図２と同一記号のものは同一機能
を有するものとする。図１において、速度制御しようと
する速度指令値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとの速度差を、
任意定数で比例倍する比例器Ｐの出力と、前記速度差を
時間積分する積分器Ｉの出力との和を電動機Ｍのトルク
指令値として電力変換器ＤＲＶへ与え、電動機Ｍをトル
ク制御させる場合には、速度差が０となるよう速度指令
値Ｎ＊の代わりに電動機速度が選ばれる第１の切換器ｃ
ｏｓ１を設け、さらに、積分器Ｉの初期値が制御させた
いトルク指令値になるように選択する第２の切換器ｃｏ
ｓ２を設け、比例器Ｐの出力と積分器Ｉの出力の和でも
って電力変換器ＤＲＶを駆動することによって電動機Ｍ
をトルク制御する。
ック図であり、図中、図２と同一記号のものは同一機能
を有するものとする。図１において、速度制御しようと
する速度指令値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとの速度差を、
任意定数で比例倍する比例器Ｐの出力と、前記速度差を
時間積分する積分器Ｉの出力との和を電動機Ｍのトルク
指令値として電力変換器ＤＲＶへ与え、電動機Ｍをトル
ク制御させる場合には、速度差が０となるよう速度指令
値Ｎ＊の代わりに電動機速度が選ばれる第１の切換器ｃ
ｏｓ１を設け、さらに、積分器Ｉの初期値が制御させた
いトルク指令値になるように選択する第２の切換器ｃｏ
ｓ２を設け、比例器Ｐの出力と積分器Ｉの出力の和でも
って電力変換器ＤＲＶを駆動することによって電動機Ｍ
をトルク制御する。
【００１１】電動機Ｍを速度制御させる場合には、第１
および第２の切換器ｃｏｓ１，ｃｏｓ２を切り換え、速
度差は速度指令値と電動機速度の差とし、また、積分器
Ｉの初期値は切り換え直前のトルク指令値に固定し、比
例器Ｐおよび積分器Ｉの出力の和でもって電力変換器Ｄ
ＲＶを駆動することによって電動機Ｍを速度制御するよ
う構成した事を特徴とするトルク／速度制御の切換装置
である。
および第２の切換器ｃｏｓ１，ｃｏｓ２を切り換え、速
度差は速度指令値と電動機速度の差とし、また、積分器
Ｉの初期値は切り換え直前のトルク指令値に固定し、比
例器Ｐおよび積分器Ｉの出力の和でもって電力変換器Ｄ
ＲＶを駆動することによって電動機Ｍを速度制御するよ
う構成した事を特徴とするトルク／速度制御の切換装置
である。
【００１２】今、電動機Ｍをトルク制御している場合を
考える。この時、切換器ｃｏｓ１およびｃｏｓ２は●印
側が選択されているものとする。したがって、比例器Ｐ
および積分器Ｉの入力、つまり偏差は電動機速度である
Ｎｆｂどおしで引き算され、偏差＝０となり、比例器Ｐ
と積分器Ｉは動作しないに等しい。但し、この時トルク
指令値ＴＡＴＲはｃｏｓ２により積分器Ｉの初期値にセ
ットされる為、積分器Ｉの出力はＴＡＴＲとなり、電力
変換装置ＤＲＶはＴＡＴＲにより駆動され、電動機Ｍは
ＴＡＴＲのトルクを出力し、トルク制御が行われる。
考える。この時、切換器ｃｏｓ１およびｃｏｓ２は●印
側が選択されているものとする。したがって、比例器Ｐ
および積分器Ｉの入力、つまり偏差は電動機速度である
Ｎｆｂどおしで引き算され、偏差＝０となり、比例器Ｐ
と積分器Ｉは動作しないに等しい。但し、この時トルク
指令値ＴＡＴＲはｃｏｓ２により積分器Ｉの初期値にセ
ットされる為、積分器Ｉの出力はＴＡＴＲとなり、電力
変換装置ＤＲＶはＴＡＴＲにより駆動され、電動機Ｍは
ＴＡＴＲのトルクを出力し、トルク制御が行われる。
【００１３】次に、電動機Ｍを速度制御している場合を
考える。この時、ｃｏｓ１は○印側が選ばれ、またｃｏ
ｓ２は切り離されている。この結果、偏差は制御したい
速度指令値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとの差となり、これ
が比例器Ｐおよび積分器Ｉの入力となり、一般的な速度
制御ループを構成している。また、この時ｃｏｓ２は切
り離されている為、ＴＡＴＲはもはや積分器Ｉの初期値
とはならず、積分器Ｉはｃｏｓ２が切り換わる寸前のＴ
ＡＴＲの値を初期値とし、偏差を時間積分する事にな
る。この比例器Ｐと積分器Ｉの和が電力変換器ＤＲＶを
駆動するので、電動機Ｍは速度制御される事になる。
考える。この時、ｃｏｓ１は○印側が選ばれ、またｃｏ
ｓ２は切り離されている。この結果、偏差は制御したい
速度指令値Ｎ＊と電動機速度Ｎｆｂとの差となり、これ
が比例器Ｐおよび積分器Ｉの入力となり、一般的な速度
制御ループを構成している。また、この時ｃｏｓ２は切
り離されている為、ＴＡＴＲはもはや積分器Ｉの初期値
とはならず、積分器Ｉはｃｏｓ２が切り換わる寸前のＴ
ＡＴＲの値を初期値とし、偏差を時間積分する事にな
る。この比例器Ｐと積分器Ｉの和が電力変換器ＤＲＶを
駆動するので、電動機Ｍは速度制御される事になる。
【００１４】次に課題である、トルク制御から速度制御
に切り換わる期間を考える。従来、この期間は、ＴＡＴ
ＲとＴＡＳＲは大きな値を持つ期間が有る為、急激なト
ルク変動や速度整定に時間を要する事になったが、本発
明では、切り換わった時点でのトルクは、今までトルク
制御されていたトルク指令値ＴＡＴＲから出発し、速度
制御に入っていく事が可能となったため、時間がかかる
ことがない。
に切り換わる期間を考える。従来、この期間は、ＴＡＴ
ＲとＴＡＳＲは大きな値を持つ期間が有る為、急激なト
ルク変動や速度整定に時間を要する事になったが、本発
明では、切り換わった時点でのトルクは、今までトルク
制御されていたトルク指令値ＴＡＴＲから出発し、速度
制御に入っていく事が可能となったため、時間がかかる
ことがない。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によれば、トルク制御
から速度制御への切換において、トルクの急激な変化が
無く、速度制御へ滑らかに移行ができ、速度製定に時間
を要する必要がなく、従来の課題を解消することができ
る。
から速度制御への切換において、トルクの急激な変化が
無く、速度制御へ滑らかに移行ができ、速度製定に時間
を要する必要がなく、従来の課題を解消することができ
る。
【図１】本発明のトルク／速度制御の切換の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】従来のトルク／速度制御の切換を説明したブロ
ック図である。
ック図である。
ＤＲＶ 電力変換装置 Ｍ 電動機 ＴＧ 速度検出器 ｃｏｓ１・ｃｏｓ２ 切換器 Ｐ 比例器、 Ｉ 積分器 ＴＡＴＲ トルク指令値 ＴＡＳＲ トルク指令値 Ｔm ＤＲＶの入力 Ｎ＊ 速度指令値 Ｎｆｂ 電動機速度
Claims (1)
- 【請求項１】任意のトルクを電動機が発生するように、
供給電源を電力変換し電動機に与える電力変換装置を有
する電動機制御システムで、該電動機のトルク制御から
速度制御へ切り替える切替装置において、 速度制御しようとする速度指令値と電動機速度との速度
差を、任意定数で比例倍する比例器の出力と、前記速度
差を時間積分する積分器の出力との和を前記電動機のト
ルク指令値として前記電力変換器へ与え、電動機をトル
ク制御させる場合には、前記速度差が０となるよう前記
速度指令値の代わりに電動機速度が選ばれる第１の切換
器を設け、さらに、前記積分器の初期値が制御させたい
トルク指令値になるように選択する第２の切換器を設
け、前記比例器の出力と積分器の出力の和でもって電力
変換装置を駆動することによって電動機をトルク制御
し、 電動機を速度制御させる場合には、前記第１および第２
の切換器を切り換え、前記速度差は速度指令値と電動機
速度の差とし、また、前記積分器の初期値は切り換え直
前のトルク指令値に固定し、前記比例器および積分器出
力の和でもって電力変換装置を駆動することによって電
動機を速度制御するよう構成した事を特徴とするトルク
／速度制御の切換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10259174A JP2000078873A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 電動機のトルク／速度制御の切換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10259174A JP2000078873A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 電動機のトルク／速度制御の切換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078873A true JP2000078873A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17330397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10259174A Pending JP2000078873A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 電動機のトルク／速度制御の切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045912A (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Okuma Corp | モータ制御装置 |
| JP2017028810A (ja) * | 2015-07-18 | 2017-02-02 | 多摩川精機株式会社 | モータ安全停止構造、モータ制御システム、モータ制御方法およびヒューマノイドロボット |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10259174A patent/JP2000078873A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045912A (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Okuma Corp | モータ制御装置 |
| JP2017028810A (ja) * | 2015-07-18 | 2017-02-02 | 多摩川精機株式会社 | モータ安全停止構造、モータ制御システム、モータ制御方法およびヒューマノイドロボット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050309 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070910 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071017 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080226 |