JP2850680B2 - 速度制御装置 - Google Patents
速度制御装置Info
- Publication number
- JP2850680B2 JP2850680B2 JP4347153A JP34715392A JP2850680B2 JP 2850680 B2 JP2850680 B2 JP 2850680B2 JP 4347153 A JP4347153 A JP 4347153A JP 34715392 A JP34715392 A JP 34715392A JP 2850680 B2 JP2850680 B2 JP 2850680B2
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- Japan
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- speed
- phase angle
- power supply
- firing phase
- supply voltage
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電源から供給される
電力を制御する半導体スイッチング手段による整流子電
動機（以下単に電動機という）の速度制御装置に関する
ものである。
電力を制御する半導体スイッチング手段による整流子電
動機（以下単に電動機という）の速度制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の速度制御装置として、特
公平３−５０５１４号公報に記載されたものがある。こ
れは、速度設定手段の設定速度と速度検出手段の実際の
速度との間の速度偏差を演算し、半導体スイッチング手
段の点弧位相角を、各点弧位相角に対応する平均電圧変
化比に基づいて速度偏差に対応する点弧位相角に補正す
るというものである。
公平３−５０５１４号公報に記載されたものがある。こ
れは、速度設定手段の設定速度と速度検出手段の実際の
速度との間の速度偏差を演算し、半導体スイッチング手
段の点弧位相角を、各点弧位相角に対応する平均電圧変
化比に基づいて速度偏差に対応する点弧位相角に補正す
るというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電動機の速度
は実効電圧に依存するため、各点弧位相角に対応する平
均電圧変化比に基づいて点弧位相角を補正することは最
適ではない。また、実用においては、電源電圧が変動す
るためこの点においても問題がある。本発明の目的は、
上記した従来技術の欠点をなくし、電源電圧の影響を受
けず制御特性の良い速度制御装置を提供することであ
る。
は実効電圧に依存するため、各点弧位相角に対応する平
均電圧変化比に基づいて点弧位相角を補正することは最
適ではない。また、実用においては、電源電圧が変動す
るためこの点においても問題がある。本発明の目的は、
上記した従来技術の欠点をなくし、電源電圧の影響を受
けず制御特性の良い速度制御装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、予め記憶し
た正弦波形の各部の実効電圧に基づいて速度偏差に対応
する補正点弧位相角を演算し、タイマカウンタ手段によ
り点弧位相角を補正点弧位相角に補正することにより達
成される。
た正弦波形の各部の実効電圧に基づいて速度偏差に対応
する補正点弧位相角を演算し、タイマカウンタ手段によ
り点弧位相角を補正点弧位相角に補正することにより達
成される。
【０００５】
【作用】上記した本発明によれば、各点弧位相角及び電
源電圧の影響を受けず制御特性の良い速度制御ができ
る。
源電圧の影響を受けず制御特性の良い速度制御ができ
る。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。１は交流電源、２は半導体スイッチング手段、３は
電動機、４はダイオード４１、平滑用コンデンサ４２、
分圧抵抗器４３、４４等からなる電源電圧検出手段で、
電源電圧の大きさを検出する。５はホトカプラ５１、抵
抗器５２、５３からなるゼロクロス検出手段で、電源電
圧のゼロクロス時にパルスを発生する。６は可変抵抗器
からなる速度設定手段、７は回転磁石７１、マグネット
ピックアップ７２、ホトカプラ７３、ダイオード７４、
抵抗器７５、７６等からなる速度検出手段で、電動機３
と連動して回転する回転磁石７１の磁束の変化をマグネ
ットピックアップ７２により検出して速度に比例したパ
ルスを発生する。８はホトトライアック８１、抵抗器８
２、８３からなる半導体駆動手段で半導体スイッチング
手段２を駆動する。９はＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡ
Ｍ９３、タイマカウンタ９４、Ａ／Ｄコンバータ９５、
割込みポート９６、出力ポート９７、入力ポート９８か
らなるマイコンであって、電動機３の速度を制御するた
めの演算を行う。マイコン９は、速度設定手段６の設定
速度と速度検出手段７の実際の速度との間の速度偏差を
演算する演算手段、予め記憶した正弦波形の各部の実効
電圧に基づいて速度偏差に対応する補正点弧位相角を演
算する点弧位相角演算手段、点弧位相角演算手段で演算
された点弧位相角を記憶する記憶手段、ゼロクロス検出
手段５のゼロクロス信号に同期して前記記憶手段の点弧
位相角に相当する時間をカウントするタイマカウンタ手
段の機能を有する。
る。１は交流電源、２は半導体スイッチング手段、３は
電動機、４はダイオード４１、平滑用コンデンサ４２、
分圧抵抗器４３、４４等からなる電源電圧検出手段で、
電源電圧の大きさを検出する。５はホトカプラ５１、抵
抗器５２、５３からなるゼロクロス検出手段で、電源電
圧のゼロクロス時にパルスを発生する。６は可変抵抗器
からなる速度設定手段、７は回転磁石７１、マグネット
ピックアップ７２、ホトカプラ７３、ダイオード７４、
抵抗器７５、７６等からなる速度検出手段で、電動機３
と連動して回転する回転磁石７１の磁束の変化をマグネ
ットピックアップ７２により検出して速度に比例したパ
ルスを発生する。８はホトトライアック８１、抵抗器８
２、８３からなる半導体駆動手段で半導体スイッチング
手段２を駆動する。９はＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡ
Ｍ９３、タイマカウンタ９４、Ａ／Ｄコンバータ９５、
割込みポート９６、出力ポート９７、入力ポート９８か
らなるマイコンであって、電動機３の速度を制御するた
めの演算を行う。マイコン９は、速度設定手段６の設定
速度と速度検出手段７の実際の速度との間の速度偏差を
演算する演算手段、予め記憶した正弦波形の各部の実効
電圧に基づいて速度偏差に対応する補正点弧位相角を演
算する点弧位相角演算手段、点弧位相角演算手段で演算
された点弧位相角を記憶する記憶手段、ゼロクロス検出
手段５のゼロクロス信号に同期して前記記憶手段の点弧
位相角に相当する時間をカウントするタイマカウンタ手
段の機能を有する。
【０００７】上記の構成において、ゼロクロス検出手段
５からの信号にもとづきマイコン９のタイマカウンタ９
４を動作させ、出力ポート９７から半導体駆動手段８を
介して半導体スイッチング手段２の点弧位相を制御し、
交流電源１から電動機３へ供給される電力を制御して電
動機３の速度を制御する。タイマカウンタ９４のタイマ
時間は、速度設定手段６の設定速度と速度検出手段７か
らの実際の速度との間の速度偏差に対し、マイコン９に
より以後に述べる補正をしたものである。
５からの信号にもとづきマイコン９のタイマカウンタ９
４を動作させ、出力ポート９７から半導体駆動手段８を
介して半導体スイッチング手段２の点弧位相を制御し、
交流電源１から電動機３へ供給される電力を制御して電
動機３の速度を制御する。タイマカウンタ９４のタイマ
時間は、速度設定手段６の設定速度と速度検出手段７か
らの実際の速度との間の速度偏差に対し、マイコン９に
より以後に述べる補正をしたものである。
【０００８】次に図２〜図５のフローチャートにより動
作の説明をする。図２は主ルーチンを示すフローチャー
トである。電源が投入されると、初期設定をし（ステッ
プ２０１）、入力ポート９８に入力するゼロクロス検出
手段５のパルス間隔をマイコン９のタイマカウンタ９４
により測定して電源１の周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚか
を判別し（ステップ２０２）、次いで外部割込み許可を
し（ステップ２０３）、各種制御処理（ステップ２０
４）を行う。図３にゼロクロス検出にもとづく外部割込
み処理を行うフローチャートを示す。ゼロクロス検出手
段５のゼロクロス検出信号で割込み処理を開始する。後
述するタイマカウント値をセットしてタイマ時間をスタ
ートさせ（ステップ３０１）、速度設定手段６の設定速
度をＡ／Ｄコンバータ９５を介して入力し（ステップ３
０２）、次いで速度検出手段７から入力ポート９８を介
して電動機３の実際の速度を測定し（ステップ３０
３）、図５に示す点弧位相角の演算をする（ステップ３
０４）。図４にタイマ割込み処理を行うフローチャート
を示す。ゼロクロス検出手段５のゼロクロス検出信号で
スタートしたタイマカウンタ９４は、前記ステップ３０
１でセットしたタイマカウント値に対応した設定時間が
経過した時、タイマ割込みを発生し、マイコン９はトリ
ガパルスを出力ポート９７を介して発生し（ステップ４
０１）、半導体駆動手段８を介して半導体スイッチング
手段２をオンさせる。図５に点弧位相角演算のフローチ
ャートを示す。設定速度と実速度との速度偏差補正を演
算する（ステップ５０１）。本実施例では、速度偏差補
正演算は比例制御を行うことを前提としているが、比例
積分微分制御等の演算に置き換えることも可能である。
ステップ５０２ではステップ５０１において求めた速度
偏差に前記電源電圧検出手段４で検出した電源電圧Ｓを
加味して速度偏差を電圧に変換する。なお本実施例で
は、電源電圧１００Ｖを基準としている。次に電源電圧
補正をした速度偏差電圧値ΔＶｓの正負すなわち設定速
度と実速度との大小判別を行う（ステップ５０３）。実
速度が設定速度より大きい時は、実速度が設定速度まで
減少するよう、後述する点弧位相角を増加させる演算を
行い（ステップ５０４）、電動機３への給電電圧を減少
させて速度を低下させるように制御する。逆に、実速度
が設定速度より小さい時は、実速度が設定速度まで増加
するよう、点弧位相角を減少させる演算を行い（ステッ
プ５０５）、電動機３への給電電圧を増加させて速度を
上昇させるように制御する。次いで、演算後の点弧位相
角ｋを記憶し（ステップ５０６）、周波数判別データに
より５０Ｈｚか６０Ｈｚかを判別し（ステップ５０
７）、５０Ｈｚなら５０Ｈｚ対応タイマカウンタ値Ｔの
演算を行い（ステップ５０８）、６０Ｈｚなら６０Ｈｚ
対応タイマカウンタ値Ｔの演算を行う（ステップ５０
９）。タイマカウント値Ｔは、上記した如く、ステップ
３０１においてタイマカウンタ９４にセットされるもの
である。ここでΔＶは速度偏差演算値、Ｋｅは速度偏差
補正係数、Ｖｅｆｆは実速度値、Ｖｒｅｆは設定速度
値、ΔＶｓは速度偏差電圧値、Ｋｓは電源電圧補正係
数、Ｓは実際の電源電圧、ｋは点弧位相角、Ｔは電源電
圧のゼロクロスを検出した時から半導体スイッチング手
段２をオンさせるまでの時間間隔を示すタイマカウント
値、Ｋｆは周波数補正係数である。
作の説明をする。図２は主ルーチンを示すフローチャー
トである。電源が投入されると、初期設定をし（ステッ
プ２０１）、入力ポート９８に入力するゼロクロス検出
手段５のパルス間隔をマイコン９のタイマカウンタ９４
により測定して電源１の周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚか
を判別し（ステップ２０２）、次いで外部割込み許可を
し（ステップ２０３）、各種制御処理（ステップ２０
４）を行う。図３にゼロクロス検出にもとづく外部割込
み処理を行うフローチャートを示す。ゼロクロス検出手
段５のゼロクロス検出信号で割込み処理を開始する。後
述するタイマカウント値をセットしてタイマ時間をスタ
ートさせ（ステップ３０１）、速度設定手段６の設定速
度をＡ／Ｄコンバータ９５を介して入力し（ステップ３
０２）、次いで速度検出手段７から入力ポート９８を介
して電動機３の実際の速度を測定し（ステップ３０
３）、図５に示す点弧位相角の演算をする（ステップ３
０４）。図４にタイマ割込み処理を行うフローチャート
を示す。ゼロクロス検出手段５のゼロクロス検出信号で
スタートしたタイマカウンタ９４は、前記ステップ３０
１でセットしたタイマカウント値に対応した設定時間が
経過した時、タイマ割込みを発生し、マイコン９はトリ
ガパルスを出力ポート９７を介して発生し（ステップ４
０１）、半導体駆動手段８を介して半導体スイッチング
手段２をオンさせる。図５に点弧位相角演算のフローチ
ャートを示す。設定速度と実速度との速度偏差補正を演
算する（ステップ５０１）。本実施例では、速度偏差補
正演算は比例制御を行うことを前提としているが、比例
積分微分制御等の演算に置き換えることも可能である。
ステップ５０２ではステップ５０１において求めた速度
偏差に前記電源電圧検出手段４で検出した電源電圧Ｓを
加味して速度偏差を電圧に変換する。なお本実施例で
は、電源電圧１００Ｖを基準としている。次に電源電圧
補正をした速度偏差電圧値ΔＶｓの正負すなわち設定速
度と実速度との大小判別を行う（ステップ５０３）。実
速度が設定速度より大きい時は、実速度が設定速度まで
減少するよう、後述する点弧位相角を増加させる演算を
行い（ステップ５０４）、電動機３への給電電圧を減少
させて速度を低下させるように制御する。逆に、実速度
が設定速度より小さい時は、実速度が設定速度まで増加
するよう、点弧位相角を減少させる演算を行い（ステッ
プ５０５）、電動機３への給電電圧を増加させて速度を
上昇させるように制御する。次いで、演算後の点弧位相
角ｋを記憶し（ステップ５０６）、周波数判別データに
より５０Ｈｚか６０Ｈｚかを判別し（ステップ５０
７）、５０Ｈｚなら５０Ｈｚ対応タイマカウンタ値Ｔの
演算を行い（ステップ５０８）、６０Ｈｚなら６０Ｈｚ
対応タイマカウンタ値Ｔの演算を行う（ステップ５０
９）。タイマカウント値Ｔは、上記した如く、ステップ
３０１においてタイマカウンタ９４にセットされるもの
である。ここでΔＶは速度偏差演算値、Ｋｅは速度偏差
補正係数、Ｖｅｆｆは実速度値、Ｖｒｅｆは設定速度
値、ΔＶｓは速度偏差電圧値、Ｋｓは電源電圧補正係
数、Ｓは実際の電源電圧、ｋは点弧位相角、Ｔは電源電
圧のゼロクロスを検出した時から半導体スイッチング手
段２をオンさせるまでの時間間隔を示すタイマカウント
値、Ｋｆは周波数補正係数である。
【０００９】次に前記ステップ５０４、５０５における
点弧位相角Ｋの演算について説明する。図６に電源電圧
の半サイクルを１８０等分した時の下記式で求めた各点
弧位相角ｋにおける補正値ｆ(ｋ)を示す（ただしＶｍが
１の時）。補正値ｆ(ｋ)の１０~4を除いた数値をＲＯＭ
９２に記憶して、点弧位相角ｋの演算に使用する。
点弧位相角Ｋの演算について説明する。図６に電源電圧
の半サイクルを１８０等分した時の下記式で求めた各点
弧位相角ｋにおける補正値ｆ(ｋ)を示す（ただしＶｍが
１の時）。補正値ｆ(ｋ)の１０~4を除いた数値をＲＯＭ
９２に記憶して、点弧位相角ｋの演算に使用する。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで、Ｖｍは最大電圧、Ｎは正弦電源波
形の分割数である。図６をもとに、点弧位相角ｋ＝９０
で、ΔＶｓが＋３１０の点弧位相角演算を図７に示す。
すなわち点弧位相角ｋ＝９０をインクリメントして、速
度偏差電圧値ΔＶｓが０以下すなわちΔＶｓ≦０になる
まで行い。この時の点弧位相角ｋを補正点弧位相角ｋ＝
９４とする。次に図６をもとに、点弧位相角ｋ＝９０で
ΔＶｓが−３１０の時の点弧位相角演算を図８に示す。
すなわち点弧位相角ｋ＝９０をデクリメントして、速度
偏差電圧値ΔＶｓが０以下すなわちΔＶｓ≦０になるま
で行い。この時の点弧位相角ｋ＝８５を補正点弧位相角
ｋとする。
形の分割数である。図６をもとに、点弧位相角ｋ＝９０
で、ΔＶｓが＋３１０の点弧位相角演算を図７に示す。
すなわち点弧位相角ｋ＝９０をインクリメントして、速
度偏差電圧値ΔＶｓが０以下すなわちΔＶｓ≦０になる
まで行い。この時の点弧位相角ｋを補正点弧位相角ｋ＝
９４とする。次に図６をもとに、点弧位相角ｋ＝９０で
ΔＶｓが−３１０の時の点弧位相角演算を図８に示す。
すなわち点弧位相角ｋ＝９０をデクリメントして、速度
偏差電圧値ΔＶｓが０以下すなわちΔＶｓ≦０になるま
で行い。この時の点弧位相角ｋ＝８５を補正点弧位相角
ｋとする。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各点弧位
相角に対応する実効電圧を制御補正量とし、かつ電源電
圧を検出して制御補正量の補正をすることにより、電源
電圧の影響を受けず制御特性の良い速度制御ができる。
更に点弧位相角演算に周波数に対する補正をするため、
電源周波数に対する制御回路の考慮をする必要がない。
相角に対応する実効電圧を制御補正量とし、かつ電源電
圧を検出して制御補正量の補正をすることにより、電源
電圧の影響を受けず制御特性の良い速度制御ができる。
更に点弧位相角演算に周波数に対する補正をするため、
電源周波数に対する制御回路の考慮をする必要がない。
【図１】本発明装置の一実施例を示す回路図。
【図２】本発明装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明装置の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明装置の動作を示すフローチャート。
【図６】電源電圧を１８０等分した時の各点弧位相角に
おける補正値ｆ（ｋ）を示す図。
おける補正値ｆ（ｋ）を示す図。
【図７】補正点弧位相角演算例を示す表。
【図８】補正点弧位相角演算例を示す表。
１は交流電源、２は半導体スイッチング手段、３は電動
機、４は電源電圧検出手段、５はゼロクロス検出手段、
６は速度設定手段、７は速度検出手段、８は半導体駆動
手段、９はマイコンである。
機、４は電源電圧検出手段、５はゼロクロス検出手段、
６は速度設定手段、７は速度検出手段、８は半導体駆動
手段、９はマイコンである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−252783（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−102507（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−231990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−112586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88791（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50284（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−38450（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−50514（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 5/00 - 5/44
Claims (3)
- 【請求項１】 交流電源から整流子電動機へ供給される
電力を制御する半導体スイッチング手段と、電源電圧の
ゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段と、整流子電
動機の速度を設定する速度設定手段と、整流子電動機の
実際の速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段の
設定速度と速度検出手段の実際の速度との間の速度偏差
を演算する演算手段と、予め記憶した正弦波形の各部の
実効電圧に基づいて速度偏差に対応する補正点弧位相角
を演算する点弧位相角演算手段と、点弧位相角演算手段
で演算された点弧位相角を記憶する記憶手段と、ゼロク
ロス検出手段のゼロクロス信号に同期して記憶手段の点
弧位相角に相当する時間をカウントするタイマカウンタ
手段と、タイマカウンタ手段の動作に基づき半導体スイ
ッチング手段を動作させる半導体駆動手段とを備えたこ
とを特徴とする速度制御装置。 - 【請求項２】 電源電圧の大きさを検出する電源電圧検
出手段を設け、該電源電圧検出手段の検出値を前記点弧
位相角演算手段に入力し、点弧位相角の補正値に加味さ
せたことを特徴とする請求項１記載の速度制御装置。 - 【請求項３】 電源周波数を判別する周波数判別手段を
設け、該周波数判別手段の出力によって前記タイマカウ
ンタ手段がタイムアップする値を変えるようにしたこと
を特徴とする請求項１または請求項２記載の速度制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347153A JP2850680B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 速度制御装置 |
| DE19934344557 DE4344557C2 (de) | 1992-12-25 | 1993-12-24 | Motordrehzahlregelverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347153A JP2850680B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197585A JPH06197585A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2850680B2 true JP2850680B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=18388280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4347153A Expired - Lifetime JP2850680B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 速度制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850680B2 (ja) |
| DE (1) | DE4344557C2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007060242A1 (de) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Antriebs mithilfe einer Phasenanschnittssteuerung |
| JP5830555B2 (ja) * | 2012-08-29 | 2015-12-09 | 日東電工株式会社 | 保護用粘着シートの貼付け方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1001231A (en) * | 1971-09-16 | 1976-12-07 | Rca Corporation | Thyristor switching circuits |
| JPH0350514A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Mitsutoyo Corp | 顕微鏡の対物ズームレンズ |
| JPH0471595A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可変速駆動装置及び、その周辺装置 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4347153A patent/JP2850680B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-24 DE DE19934344557 patent/DE4344557C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06197585A (ja) | 1994-07-15 |
| DE4344557C2 (de) | 1997-03-06 |
| DE4344557A1 (de) | 1994-07-07 |
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