JP2672652B2 - サイリスタレオナードの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電動機の制御装置に係り、特に可逆通電の可
能な正逆切換方式によるサイリスタレオナードの制御装
置に関する。

（従来の技術） 直流電動機に可逆の電流を流して制御する正逆切換方
式によるサイリスタレオナードのおいては、正逆切換直
後の過渡状態が小さく、且つ短時間で通常の制御状態に
入るようにするため、従来から正逆切換動作中に電流制
御回路の積分コンデンサを初期充電する回路が用いられ
ている。

第３図は従来のサイリスタレオナード装置の制御系統
図である。第３図において、変換器１は正，逆電流用サ
イリスタ1a,1bを備え、交流電源２から供給される交流
を直流に変換し直流電動機３に与えて該電動機３を制御
するものである。速度制御回路４は、速度基準信号S1と
直流電動機３に直結された回転計発電機５の出力を速度
検出器６に与えてフィードバックされる速度フィードバ
ック信号S2とを入力してその偏差を電流基準信号S3とし
て出力する。電流制御回路７は、電流基準信号S3と交流
電源２に設けられた変流器８の出力を電流検出器９に与
えてフィードバックされる電流フィードバックS4および
電圧検出器11により検出された電動機３の電圧フィード
バック信号S5とを入力し、詳細を後述する演算処理を行
って位相制御信号S6を出力する。位相制御回路10は、位
相制御信号S6を入力し、正逆切換回路12から与えられる
変換器１の正逆電流用サイリスタ1a,1bを選択する正側
および逆側選択信号S7,S8により、交流電源２の位相に
同期させて変換器１の正側サイリスタ1aに対してゲート
信号S9を、また逆側サイリスタ1bに対してゲート信号S1
0を出力して変換器１の出力電圧を調整し、直流電動機
３の速度を制御するものである。ここで、正逆切換回路
12は速度制御回路４から加えられる電流基準信号S3の極
性に応じて正側または逆側選択信号S7,S8を出力する。

第４図は従来のサイリスタレオナード装置の切換時の
動作を説明するための電流制御回路７の詳細図である。

通常の運転中においては正逆切換回路12からの運転中
信号S11により、リレー13がオンしており、このリレー1
3の接点13aは閉となり、接点13b1,13b2,13b3は開とな
る。これにより、電流基準信号S3と、電流フィードバッ
ク信号S4を演算増幅器16aにそれぞれ抵抗器14b,14aを介
して差動的に入力し、これらの回路と抵抗器14eおよび
コンデンサ15よりなる比例積分回路を通して位相制御信
号S6を出力する。

これに対し、正逆切換動作中においては正逆切換回路
12からの運転信号S11が“0"となることで、リレー13が
オフし、リレー13の接点13aは開となり、接点13b1,13b
2,13b3は閉なる。これにより、演算増幅器16aの出力は
電圧フィードバック信号S5に比例した電圧信号となり、
この電圧によりコンデンサ15は充電される。このときの
電圧信号はそのまま位相制御信号として点弧したときの
変換器１の平均出力電圧が直流電動機の電機子誘起電圧
に等しくなるように設定される。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来のサイリスタレオナードの制
御装置では、正逆切換直後に変換器１が直流電動機３の
電機子誘起電圧に相当する位相で点弧され、電流基準信
号S3は入力されないので、電流基準値に対して電流の応
答が遅れるという問題がある。

本発明は変換器の正逆切換直後においても電流基準に
対して電流の応答性を良好にすることができるサイリス
タレオナードの制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、交流電圧を直流
電圧に変換し正方向電流及び逆方向電流を直流電動機に
供給する正側サイリスタ及び逆側サイリスタの並列回路
からなる変換器と、電流基準の極性に基づいて前記正側
サイリスタ及び逆側サイリスタのいずれかを動作状態と
する正逆切換手段と、速度基準と前記直流電動機の速度
検出値とを比較して前記電流基準を出力する速度制御手
段と、前記電流基準と直流電動機に供給される電流検出
値との電流偏差に基づいて位相制御信号を出力する比例
積分増幅器からなる電流制御手段と、前記位相制御信号
に基づいて前記変換器を制御する位相制御回路とを備
え、前記電流基準の極性が反転し前記正逆切換手段が前
記正側サイリスタと逆側サイリスタの切換えを行う切換
動作期間に、前記比例積分増幅器に入力される前記電流
偏差を切離し前記比例積分増幅器の積分値を前記直流電
動機の電圧検出値に追従させると共に前記電流偏差を前
記積分値に加える切換制御手段を設けるようにしたもの
である。

（作用） このような構成のサイリスタレオナードの制御装置に
あっては、正側サイリスタと逆側サイリスタの切換えを
行う切換動作期間に、比例積分増幅器に入力される電流
偏差を切離し、比例積分増幅器の積分値を直流電動機の
電圧検出値に追従させると共に、電流偏差を積分値に加
えて位相制御信号として出力しているので、正逆切換直
後、電流は電流基準信号に速やかに追従することにな
り、応答性の良い制御が可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるサイリスタレオナードの制御装
置における電流制御回路７の構成例を示す結線図であ
り、第４図と同一部品には同一記号を付して示す。制御
装置全体の系統図は第３図と同様なので、ここではその
説明を省略する。本実施例では第１図に示すように演算
増幅器16aに入力される電流基準信号S3と電流フィード
バック信号S4を抵抗14g,14fを介して帰還抵抗14hを有す
る演算増幅器16bに差動的に入力し、その出力と演算増
幅器16a側の出力とを抵抗14i,14jを介して加算的に帰還
抵抗14kを有する演算増幅器16cに加え、この演算増幅器
16cの出力を位相制御信号S6として送出するように構成
したもので、他の構成については第４図と同じである。
この場合、演算増幅器16bの出力はリレー13がオフのと
き閉じる接点13b4を通して取出されるようになってい
る。

次に上記のように構成された電流制御回路７の作用を
述べる。

通常の運転中において正逆切換回路12からの運転中信
号S11が“1"でリレー13がオンしているので、その接点1
3aは閉となり、また接点13b1〜13b4は開となる。これに
より、電流基準信号S3と電流フィードバック信号S4は演
算増幅器16aにそれぞれ抵抗14b,14aを介して差動的に入
力され、この入力回路と抵抗14eおよびコンデンサ15よ
りなる比例積分回路を通して位相制御信号S6が出力され
る。

これに対して正逆切換動作中においては、正逆切換回
路12からの運転中信号S11が“0"となり、リレー13がオ
フとなるので、リレー13の接点13aが開となり、接点13b
1〜13b4が閉となる。これにより、演算増幅器16aの出力
は電流フィードバック信号S5に比例した電圧信号とな
り、コンデンサ15はその電圧に充電される。このときの
電圧信号はそのまま位相制御信号として点弧したときの
変換器１の平均出力電圧が直流電動機の電機子誘起電圧
に等しくなるように設定される。

また、電流基準信号S3と電流フィードバック信号S4は
演算増幅器16bにそれぞれ抵抗14g,14fを介して差動的に
入力され、この演算増幅器16bの出力と前述した電圧フ
ィードバック信号S5に比例した電圧信号がそれぞれ抵抗
14j,14iを介して加算的に演算増幅器16cに入力されて位
相制御信号S6が出力される。

正逆切換動作終了後は、再び正逆切換回路12からの運
転中信号が“1"となることにより、リレー13がオンし、
その接点13aが閉となり、接点13b1〜13b4が開となり、
前述の動作が行われる。

このように本実施例では、正逆切換動作中においても
電流制御回路７は電流基準信号と電流フィードバック信
号の差が零となるように位相制御信号を出力するので、
正逆切換直後、電流基準信号に対して電流を速やかに追
従させることができる。

次に本発明の他の実施例を第２図により説明するに、
第１図と同一部分には同一記号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第１図では
演算増幅器16aの比例積分回路の構成要素となるコンデ
ンサ15をリレー13の接点13b3と抵抗14eの並列回路に直
接接続したが、第２図に示す実施例では接点13b3と抵抗
14eの並列回路を省略してコンデンサ15を直接接続した
ものである。

通常の運転中においては正逆切換回路12からの運転中
信号S11が“1"でリレー13がオンしているので、その接
点13aが閉となり、接点13b1〜13b2が開となる。これに
より、演算増幅器16aからは電流基準信号S3と電流フィ
ードバック信号S4の差分が出力される。演算増幅器16b
は電流基準信号S3と電流フィードバック信号S4の差分に
比例した信号が出力される。演算増幅器16cは演算増幅
器16aの出力に演算増幅器16bの出力を加算した値に比例
した信号を出力し、位相制御信号S6を得る。

これに対して切換動作中においては、正逆切換回路12
からの運転中信号S11が“0"となることから、リレー13
がオフし、その接点13aが開となり、接点13b1〜13b2が
閉となる。これにより、演算増幅器16aの出力は電圧フ
ィードバック信号S5に比例した電圧信号となり、コンデ
ンサ15はその電圧に充電される。演算増幅器16bは電流
基準信号S3と電流フィードバック信号S4の差分に比例し
た信号を出力する。演算増幅器16cは演算増幅器16aと演
算増幅器16bの出力を加算した値に比例した信号を出力
し、位相制御信号S6を得る。

このように本実施例においても本発明の主旨はまった
く同じであり、第１図と同様の効果が得られることは明
らかである。

［発明の効果］ 以上のべたように本発明によれば、正逆動作中におい
ても電流制御回路より誘起電圧相当値と電流制御の比例
値により決まる位置制御信号が出力されるようにしたの
で、正逆切換直後、電流基準信号に対して電流の応答性
を良好にできるサイリスタレオナードの制御装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサイリスタレオナードの制御装置
の一実施例における電流制御回路を示す結線図、第２図
は本発明の他の実施例における電流制御回路を示す結線
図、第３図は従来のサイリスタレオナードの制御装置の
構成例を示す系統図、第４図は第３図に示す電流制御回
路を示す結線図である。 １……変換器、２……交流電源、３……直流電動機、４
……速度制御回路、５……回転計発電機、６……速度検
出器、７……電流制御回路、８……変流器、９……電流
検出器、10……位相制御回路、11……電圧検出器、12…
…正逆切換回路、13……リレー、13a,13b1〜13b4……接
点、14a〜14k……抵抗、15……コンデンサ、16a〜16c…
…演算増幅器、S1……速度基準信号、S2……速度フィー
ドバック信号、S3……電流基準信号、S4……電流フィー
ドバック信号、S5……電圧フィードバック信号、S6……
位相信号、S9,S10……ゲート信号、S11……運転中信
号。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電圧を直流電圧に変換し正方向電流及
   び逆方向電流を直流電動機に供給する正側サイリスタ及
   び逆側サイリスタの並列回路からなる変換器と、電流基
   準の極性に基づいて前記正側サイリスタ及び逆側サイリ
   スタのいずれかを動作状態とする正逆切換手段と、速度
   基準と前記直流電動機の速度検出値とを比較して前記電
   流基準を出力する速度制御手段と、前記電流基準と直流
   電動機に供給される電流検出値との電流偏差に基づいて
   位相制御信号を出力する比例積分増幅器からなる電流制
   御手段と、前記位相制御信号に基づいて前記変換器を制
   御する位相制御回路とを備え、 前記電流基準の極性が反転し前記正逆切換手段が前記正
   側サイリスタと逆側サイリスタの切換えを行う切換動作
   期間に、前記比例積分増幅器に入力される前記電流偏差
   を切離し前記比例積分増幅器の積分値を前記直流電動機
   の電圧検出値に追従させると共に前記電流偏差を前記積
   分値に加える切換制御手段を設け、切換え完了後の制御
   応答を良くすることを特徴とするサイリスタレオナード
   の制御装置。