JP2786632B2 - 電動機の制御装置 - Google Patents
電動機の制御装置Info
- Publication number
- JP2786632B2 JP2786632B2 JP63050608A JP5060888A JP2786632B2 JP 2786632 B2 JP2786632 B2 JP 2786632B2 JP 63050608 A JP63050608 A JP 63050608A JP 5060888 A JP5060888 A JP 5060888A JP 2786632 B2 JP2786632 B2 JP 2786632B2
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- Japan
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- motor
- speed
- output
- load torque
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動機の制御装置に関するものであり、
更に詳しくは、電機子電流の電流制御をマイナーループ
で行いながら、メインループで速度制御を行って負荷ト
ルク変動に対する速度変動を小さくおさえるようにした
電動機の制御装置に関するものである。
更に詳しくは、電機子電流の電流制御をマイナーループ
で行いながら、メインループで速度制御を行って負荷ト
ルク変動に対する速度変動を小さくおさえるようにした
電動機の制御装置に関するものである。
この種の制御装置として、第２図に示すような状態観
測器６を用いて推定した負荷トルク を速度調節器11の出力信号に加算して負荷５の急変時の
電動機Ｍの速度のインパクトドロップ，リカバリータイ
ムをより小さく制御するものが知られている。
測器６を用いて推定した負荷トルク を速度調節器11の出力信号に加算して負荷５の急変時の
電動機Ｍの速度のインパクトドロップ，リカバリータイ
ムをより小さく制御するものが知られている。
なお同図において、６は状態観測器、61,62はそれぞ
れ界磁模擬要素、63,64はそれぞれ比例ゲイン要素、66
は起動時定数要素、67は積分要素、１はサイリスタレオ
ナード速度制御装置、12は電流調節器、13はパルス発生
器、３は電流検出器、４は速度検出器、THはサイリスタ
変換器、である。
れ界磁模擬要素、63,64はそれぞれ比例ゲイン要素、66
は起動時定数要素、67は積分要素、１はサイリスタレオ
ナード速度制御装置、12は電流調節器、13はパルス発生
器、３は電流検出器、４は速度検出器、THはサイリスタ
変換器、である。
ところが、このような装置は、IC回路を用いて製作す
る必要があり、そのために部品の調達、選定という煩雑
さがあり、回路変更に対しても、柔軟性に欠けるという
欠点があった。また、状態観測器の出力である推定負荷
トルクを実際の負荷トルクに合うように調整するのに２
か所のゲインを調整する必要があり、多くの調整時間が
必要であった。
る必要があり、そのために部品の調達、選定という煩雑
さがあり、回路変更に対しても、柔軟性に欠けるという
欠点があった。また、状態観測器の出力である推定負荷
トルクを実際の負荷トルクに合うように調整するのに２
か所のゲインを調整する必要があり、多くの調整時間が
必要であった。
この発明の目的は、部品の調達、選定という煩雑さを
除き、回路変更に対しても柔軟性の持ち、更に、状態観
測器の出力を少ない時間で実際の負荷トルクに合うよう
に調整できるようにした電動機の制御装置を従来の状態
観測器を用いた電動機の制御装置と同等の性能で安価に
提供することにある。
除き、回路変更に対しても柔軟性の持ち、更に、状態観
測器の出力を少ない時間で実際の負荷トルクに合うよう
に調整できるようにした電動機の制御装置を従来の状態
観測器を用いた電動機の制御装置と同等の性能で安価に
提供することにある。
このような目的は、本発明によれば、電動機速度を制
御する速度調節メインループに対して電動機電流を制御
する電流制御マイナーループを有する電動機の制御装置
において、電動機速度実際値及び電動機電流実際値を与
えられ推定負荷トルクを演算して出力する状態観測器を
備え、この状態観測器を、電動機速度実際値と電動機速
度に相当する信号との偏差を求める加算器と、この加算
器からの偏差に所定ゲインを掛けて推定負荷トルクを出
力する比例ゲイン要素と、電動機トルクと比例ゲイン要
素から出力された推定負荷トルクとの偏差が与えられる
電動機起動時定数要素と、この電動機起動時定数要素の
出力信号が与えられ電動機速度に相当する信号を出力す
る遅延演算子とから構成し、前記状態観測器の比例ゲイ
ン要素から出力された推定負荷トルクと速度調節ループ
における速度調節器の出力とを加算した加算量を電流制
御ループに与えることによって達成される。
御する速度調節メインループに対して電動機電流を制御
する電流制御マイナーループを有する電動機の制御装置
において、電動機速度実際値及び電動機電流実際値を与
えられ推定負荷トルクを演算して出力する状態観測器を
備え、この状態観測器を、電動機速度実際値と電動機速
度に相当する信号との偏差を求める加算器と、この加算
器からの偏差に所定ゲインを掛けて推定負荷トルクを出
力する比例ゲイン要素と、電動機トルクと比例ゲイン要
素から出力された推定負荷トルクとの偏差が与えられる
電動機起動時定数要素と、この電動機起動時定数要素の
出力信号が与えられ電動機速度に相当する信号を出力す
る遅延演算子とから構成し、前記状態観測器の比例ゲイ
ン要素から出力された推定負荷トルクと速度調節ループ
における速度調節器の出力とを加算した加算量を電流制
御ループに与えることによって達成される。
このような本発明によれば、このような状態観測器
は、計算機のソフトウエアとして装置を実現できるもの
であり、１個の比例ゲイン要素によって状態観測器の出
力を調整できることにより、調整時間を短縮でき、さら
にアルゴリズムの単純化により状態推定に要する時間を
短縮できる。
は、計算機のソフトウエアとして装置を実現できるもの
であり、１個の比例ゲイン要素によって状態観測器の出
力を調整できることにより、調整時間を短縮でき、さら
にアルゴリズムの単純化により状態推定に要する時間を
短縮できる。
第１図は本発明の一実施例としての電動機の制御装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
第１図において、１はサイリスタレオナード速度制御
装置、２は状態観測器、３は電流検出器、４は速度検出
器、５は負荷である。
装置、２は状態観測器、３は電流検出器、４は速度検出
器、５は負荷である。
直流電動機Ｍの電機子回路に給電するサイリスタ変換
器THを制御するサイリスタレオナード速度制御装置１に
おいて、11は速度調節器、12は電流調節器、13はパルス
発生器である。電動機Ｍの速度は速度検出器４にて検出
され、速度設定値ｎ＊に等しくなるように速度調節器11
により制御される。その速度調節器11の出力は、電流指
令として電流調節器12へ与えられ、パルス発生器13を介
してサイリスタ変換器THにより電動機Ｍの電機子電流ia
が制御される。
器THを制御するサイリスタレオナード速度制御装置１に
おいて、11は速度調節器、12は電流調節器、13はパルス
発生器である。電動機Ｍの速度は速度検出器４にて検出
され、速度設定値ｎ＊に等しくなるように速度調節器11
により制御される。その速度調節器11の出力は、電流指
令として電流調節器12へ与えられ、パルス発生器13を介
してサイリスタ変換器THにより電動機Ｍの電機子電流ia
が制御される。
負荷５の急激なトルク変動に対しては、状態観測器２
により推定された負荷トルク を電流に換算した値Ｌ（ｉ）を速度調節器11の出力信
号に加算することで、速度変動の抑制が行われる。
により推定された負荷トルク を電流に換算した値Ｌ（ｉ）を速度調節器11の出力信
号に加算することで、速度変動の抑制が行われる。
状態観測器２において、30は電動機モデル、21,22は
界磁磁束φに対応したゲイン1/φもしくはφを与える界
磁模擬要素、27は遅延演算子、23は比例ゲイン要素、26
はサンプリング周期ｔを関数にもつ電動機起動時定数で
ある。また は推定負荷トルク、τＭ（ｉ）は電動機トルク、
Ｌ（ｉ）は推定負荷トルクの電流換算値、ia（ｉ）は電
動機電流、ｎ（ｉ）は電動機速度、Ｗ（ｉ）は電動機モ
デルの出力である。
界磁磁束φに対応したゲイン1/φもしくはφを与える界
磁模擬要素、27は遅延演算子、23は比例ゲイン要素、26
はサンプリング周期ｔを関数にもつ電動機起動時定数で
ある。また は推定負荷トルク、τＭ（ｉ）は電動機トルク、
Ｌ（ｉ）は推定負荷トルクの電流換算値、ia（ｉ）は電
動機電流、ｎ（ｉ）は電動機速度、Ｗ（ｉ）は電動機モ
デルの出力である。
例えば、負荷５の急激なトルク変動により電動機速度
ｎ（ｉ）が速度設定値ｎ＊以下に下がった場合、比例ゲ
イン要素23をの値で設定すると、推定負荷トルク は増加していく。一方、この は電動機モデル30へ入力され、電動機速度に相当する出
力Ｗ（ｉ）を得る。推定負荷トルク は電動機モデル出力Ｗ（ｉ）と電動機速度ｎ（ｉ）の偏
差に比例ゲイン要素23のゲインを掛けて得られる量であ
るから、電動機速度ｎ（ｉ）が電動機速度設定値ｎ＊に
等しい量で安定したとき、推定負荷トルク は電動機トルクτＭ（ｉ）と完全に一致する。一般に、
電動機速度が一定の状態にあるとき、電動機トルクと負
荷トルクは等しい。
ｎ（ｉ）が速度設定値ｎ＊以下に下がった場合、比例ゲ
イン要素23をの値で設定すると、推定負荷トルク は増加していく。一方、この は電動機モデル30へ入力され、電動機速度に相当する出
力Ｗ（ｉ）を得る。推定負荷トルク は電動機モデル出力Ｗ（ｉ）と電動機速度ｎ（ｉ）の偏
差に比例ゲイン要素23のゲインを掛けて得られる量であ
るから、電動機速度ｎ（ｉ）が電動機速度設定値ｎ＊に
等しい量で安定したとき、推定負荷トルク は電動機トルクτＭ（ｉ）と完全に一致する。一般に、
電動機速度が一定の状態にあるとき、電動機トルクと負
荷トルクは等しい。
そこで、推定負荷トルク もまた、電動機速度ｎ（ｉ）が電動機速度設定値ｎ＊に
等しい量で安定しているとき、負荷トルクを推定してい
るということができる。また、電動機の加速を行う場
合、電動機トルクτＭ（ｉ）は加速トルクと負荷トルク
を含んだものであるが、負荷トルクが変動しない場合、
電動機トルクτＭ（ｉ）の中の負荷トルク分と が等しいとすると、加速トルク分のみが電動機起動時定
数26を介して電動機モデル出力Ｗ（ｉ）を変化させる。
電動機モデル30が実際の電動機と一致しているとき、電
動機速度ｎ（ｉ）と電動機モデル出力Ｗ（ｉ）の偏差は
一定のまま保持され、 も、また変化しない。
等しい量で安定しているとき、負荷トルクを推定してい
るということができる。また、電動機の加速を行う場
合、電動機トルクτＭ（ｉ）は加速トルクと負荷トルク
を含んだものであるが、負荷トルクが変動しない場合、
電動機トルクτＭ（ｉ）の中の負荷トルク分と が等しいとすると、加速トルク分のみが電動機起動時定
数26を介して電動機モデル出力Ｗ（ｉ）を変化させる。
電動機モデル30が実際の電動機と一致しているとき、電
動機速度ｎ（ｉ）と電動機モデル出力Ｗ（ｉ）の偏差は
一定のまま保持され、 も、また変化しない。
即ち、推定負荷トルク は電動機のトルク変動に対しては、小さな時間遅れでも
って追従する。しかし、加速、或いは減速時、負荷トル
クの変化がない場合は、 は変化せず、負荷トルク検出器として使用可能であると
言える。
って追従する。しかし、加速、或いは減速時、負荷トル
クの変化がない場合は、 は変化せず、負荷トルク検出器として使用可能であると
言える。
この推定負荷トルク をサイリスタレオナード速度制御装置１の中の速度調節
器11の出力信号に加算することにより、負荷トルクの変
動による速度変動をより小さく押え、リカバリータイム
を小さくすることが可能となる。
器11の出力信号に加算することにより、負荷トルクの変
動による速度変動をより小さく押え、リカバリータイム
を小さくすることが可能となる。
この発明によれば、計算機のソフトウェアとして、状
態観測器を構成できるので、製作における部品の調達、
選定という煩雑さを除くことができ、回路変更に対して
も柔軟性を持たせることができる。さらに、状態観測器
の出力が負荷トルクに一致するように調整するための調
整個所を一か所としたので、調整が簡単である。
態観測器を構成できるので、製作における部品の調達、
選定という煩雑さを除くことができ、回路変更に対して
も柔軟性を持たせることができる。さらに、状態観測器
の出力が負荷トルクに一致するように調整するための調
整個所を一か所としたので、調整が簡単である。
第１図は本発明の一実施例としての電動機の制御装置を
示すブロック図、第２図は従来行われていたオブザーバ
を用いた電動機の制御装置を示すブロック図、である。 符号の説明 １……サイリスタレオナード速度制御装置、２……状態
観測器、３……電流検出器、４……速度検出器、５……
負荷、６……従来方式による状態観測器
示すブロック図、第２図は従来行われていたオブザーバ
を用いた電動機の制御装置を示すブロック図、である。 符号の説明 １……サイリスタレオナード速度制御装置、２……状態
観測器、３……電流検出器、４……速度検出器、５……
負荷、６……従来方式による状態観測器
Claims (1)
- 【請求項１】電動機速度を制御する速度調節メインルー
プに対して電動機電流を制御する電流制御マイナールー
プを有する電動機の制御装置において、電動機速度実際
値及び電動機電流実際値を与えられ推定負荷トルクを演
算して出力する状態観測器を備え、この状態観測器を、
電動機速度実際値と電動機速度に相当する信号との偏差
を求める加算器と、この加算器からの偏差に所定ゲイン
を掛けて推定負荷トルクを出力する比例ゲイン要素と、
電動機トルクと前記比例ゲイン要素から出力された推定
負荷トルクとの偏差が与えられる電動機起動時定数要素
と、この電動機起動時定数要素の出力信号が与えられ前
記電動機速度に相当する信号を出力する遅延演算子とか
ら構成し、前記状態観測器の比例ゲイン要素から出力さ
れた前記推定負荷トルクと前記速度調節ループにおける
速度調節器の出力とを加算した加算量を前記電流制御ル
ープに与えることを特徴とする電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050608A JP2786632B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050608A JP2786632B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227679A JPH01227679A (ja) | 1989-09-11 |
| JP2786632B2 true JP2786632B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12863683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63050608A Expired - Lifetime JP2786632B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786632B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03128689A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-31 | Fanuc Ltd | トルク変動オブザーバー |
| WO2012108246A1 (ja) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社マキタ | モータに関連する状態量を推定する装置および電動工具 |
| CN111293942B (zh) * | 2020-03-07 | 2023-05-05 | 西南交通大学 | 一种车网系统多工况运行下的性能改善方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61185247A (ja) * | 1985-02-09 | 1986-08-18 | キヤノン株式会社 | 眼科用測定装置 |
-
1988
- 1988-03-05 JP JP63050608A patent/JP2786632B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227679A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
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