JP2982382B2 - 直流電動機の電圧制御装置 - Google Patents
直流電動機の電圧制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧制御ループの内
側に界磁電流制御マイナーループを備えている直流電動
機の電圧制御装置に関する。
側に界磁電流制御マイナーループを備えている直流電動
機の電圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は直流電動機の電圧制御装置の従来
例を示したブロック回路図である。この図３に示すよう
に、直流電動機２は電機子２Ａと界磁巻線２Ｆとで構成
しており、この直流電動機には速度検出器３を結合して
いる。また電機子２Ａには電機子電圧を検出するための
電機子電圧検出器４を設け、界磁巻線２Ｆには界磁電流
を制御するための界磁サイリスタ５と、この界磁電流を
検出するための界磁電流検出器６とを備えている。
例を示したブロック回路図である。この図３に示すよう
に、直流電動機２は電機子２Ａと界磁巻線２Ｆとで構成
しており、この直流電動機には速度検出器３を結合して
いる。また電機子２Ａには電機子電圧を検出するための
電機子電圧検出器４を設け、界磁巻線２Ｆには界磁電流
を制御するための界磁サイリスタ５と、この界磁電流を
検出するための界磁電流検出器６とを備えている。
【０００３】直流電動機は、基底速度以下では界磁電流
一定のままで電機子電圧を制御し、基底速度を越えれば
電機子電圧一定の状態で界磁電流を制御する制御方法が
一般的である。そこで、電圧設定器１１が設定する電圧
指令値を前述の基底速度に対応した値にしておけば、基
底速度以下では電機子電圧検出値よりもこの電圧指令値
の方が高いので、その結果、電圧調節器１３は飽和して
界磁電流は一定値に制御されることになる。直流電動機
２の速度がこの基底速度を越えると、電機子電圧検出値
が電圧指令値に達するので、比例積分演算器で構成して
いる電圧調節器１３の積分動作により、電機子電圧検出
値と電圧指令値との偏差を零にする電流指令値を出力す
る。電流調節器１４は、この電流指令値と界磁電流検出
器６が検出する界磁電流検出値との偏差を零にする制御
信号を点弧角調整器１５を介して界磁サイリスタ５に与
える。その結果、電機子電圧が一定となるように界磁電
流が制御される。ここで電圧調節器１３の前段に逆数演
算器１２を設けて、直流電動機速度の逆数をこの電圧調
節器１３に掛け算しているのは、電機子電圧Ｅと直流電
動機速度Ｎと磁束Φとの間には下記に示す関係があるか
らである。但しＫは比例定数である。
一定のままで電機子電圧を制御し、基底速度を越えれば
電機子電圧一定の状態で界磁電流を制御する制御方法が
一般的である。そこで、電圧設定器１１が設定する電圧
指令値を前述の基底速度に対応した値にしておけば、基
底速度以下では電機子電圧検出値よりもこの電圧指令値
の方が高いので、その結果、電圧調節器１３は飽和して
界磁電流は一定値に制御されることになる。直流電動機
２の速度がこの基底速度を越えると、電機子電圧検出値
が電圧指令値に達するので、比例積分演算器で構成して
いる電圧調節器１３の積分動作により、電機子電圧検出
値と電圧指令値との偏差を零にする電流指令値を出力す
る。電流調節器１４は、この電流指令値と界磁電流検出
器６が検出する界磁電流検出値との偏差を零にする制御
信号を点弧角調整器１５を介して界磁サイリスタ５に与
える。その結果、電機子電圧が一定となるように界磁電
流が制御される。ここで電圧調節器１３の前段に逆数演
算器１２を設けて、直流電動機速度の逆数をこの電圧調
節器１３に掛け算しているのは、電機子電圧Ｅと直流電
動機速度Ｎと磁束Φとの間には下記に示す関係があるか
らである。但しＫは比例定数である。
【０００４】Ｅ＝Ｋ・Φ・Ｎ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば鋼板
を圧延する圧延機を駆動する直流電動機の電圧を図３に
示した従来の電圧制御装置で制御すると、この圧延機速
度が大きく変動したときに、この直流電動機の電機子電
圧もこれに連動して変動し、この変動を修正するべく動
作する電圧調節器１３はその積分動作が原因で出力に遅
れを生じ、電圧を修正する制御動作が素早く行われない
ために過電圧となる不具合を生じることがある。
を圧延する圧延機を駆動する直流電動機の電圧を図３に
示した従来の電圧制御装置で制御すると、この圧延機速
度が大きく変動したときに、この直流電動機の電機子電
圧もこれに連動して変動し、この変動を修正するべく動
作する電圧調節器１３はその積分動作が原因で出力に遅
れを生じ、電圧を修正する制御動作が素早く行われない
ために過電圧となる不具合を生じることがある。
【０００６】そこでこの発明の目的は、比例積分演算器
で構成している電圧調節手段で直流電動機の電圧を制御
する場合、この直流電動機で駆動する負荷に過渡的な速
度変動を生じた際に、この速度変動に起因する当該直流
電動機の過電圧を抑制しようとするものである。
で構成している電圧調節手段で直流電動機の電圧を制御
する場合、この直流電動機で駆動する負荷に過渡的な速
度変動を生じた際に、この速度変動に起因する当該直流
電動機の過電圧を抑制しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電圧制御装置は、直流電動機の電機子電
圧検出値と別途設定する電圧指令値とを入力して、これ
ら両入力の偏差を零にする電流指令値を出力する電圧調
節手段と、この電流指令値と前記直流電動機の界磁電流
検出値とを入力して、これら両入力の偏差を零にする制
御信号を出力する電流調節手段とを備えている直流電動
機の電圧制御装置において、前記直流電動機の速度を検
出する速度検出手段と、前記電圧調節手段が出力する電
流指令値をこの速度検出値で割り算する割り算手段とを
備え、この割り算手段の出力を新たな電流指令値として
前記電流調節手段に与えるか、又は前記の速度検出値の
逆数を演算する逆数演算手段と、この逆数演算結果と前
記電圧調節手段が出力する電流指令値との掛け算を行う
掛け算手段とを備え、この掛け算手段の出力を新たな電
流指令値として前記電流調節手段に与えるものとする。
めにこの発明の電圧制御装置は、直流電動機の電機子電
圧検出値と別途設定する電圧指令値とを入力して、これ
ら両入力の偏差を零にする電流指令値を出力する電圧調
節手段と、この電流指令値と前記直流電動機の界磁電流
検出値とを入力して、これら両入力の偏差を零にする制
御信号を出力する電流調節手段とを備えている直流電動
機の電圧制御装置において、前記直流電動機の速度を検
出する速度検出手段と、前記電圧調節手段が出力する電
流指令値をこの速度検出値で割り算する割り算手段とを
備え、この割り算手段の出力を新たな電流指令値として
前記電流調節手段に与えるか、又は前記の速度検出値の
逆数を演算する逆数演算手段と、この逆数演算結果と前
記電圧調節手段が出力する電流指令値との掛け算を行う
掛け算手段とを備え、この掛け算手段の出力を新たな電
流指令値として前記電流調節手段に与えるものとする。
【０００８】
【作用】従来の直流電動機の電圧制御は、電動機速度の
変動によるゲインの変更を電圧調節手段の入力側で行っ
ていたため、この直流電動機が駆動する負荷の速度変動
が大きい場合は、この電圧調節手段の積分動作により遅
れを生じ、そのために過電圧を発生する不都合があった
が、この発明によれば、電圧調節手段の出力を電動機速
度で割り算するか、あるいは前記電圧調節手段の出力に
電動機速度の逆数を掛け算することで、電圧調節手段の
積分時定数に起因する動作遅れがあっても、電動機速度
の変化を検出して直ちに電圧下げ方向の出力にすること
で、電圧のはね上がりを抑制しようとするものである。
変動によるゲインの変更を電圧調節手段の入力側で行っ
ていたため、この直流電動機が駆動する負荷の速度変動
が大きい場合は、この電圧調節手段の積分動作により遅
れを生じ、そのために過電圧を発生する不都合があった
が、この発明によれば、電圧調節手段の出力を電動機速
度で割り算するか、あるいは前記電圧調節手段の出力に
電動機速度の逆数を掛け算することで、電圧調節手段の
積分時定数に起因する動作遅れがあっても、電動機速度
の変化を検出して直ちに電圧下げ方向の出力にすること
で、電圧のはね上がりを抑制しようとするものである。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表したブロック
回路図である。この図１において、直流電動機２は電機
子２Ａと界磁巻線２Ｆとで構成し、直流電動機２の速度
を検出する速度検出器３、電機子２Ａの電圧を検出する
電機子電圧検出器４、界磁巻線２Ｆに流れる界磁電流を
制御する界磁サイリスタ５、及びこの界磁電流を検出す
る界磁電流検出器６とを備えていること、更に電圧設定
器１１が設定する電圧指令値と電機子電圧検出器４が検
出する電機子電圧検出値との偏差を零にする電流指令値
を出力する電圧調節器１３、この電流指令値と界磁電流
検出器６が検出する界磁電流検出値との偏差を零にする
制御信号を出力する電流調節器１４、及びこの制御信号
から界磁サイリスタ５の点弧信号を創生する点弧角調整
器１５とを備えているのは、図３で既述の従来例回路の
場合と同じである。
回路図である。この図１において、直流電動機２は電機
子２Ａと界磁巻線２Ｆとで構成し、直流電動機２の速度
を検出する速度検出器３、電機子２Ａの電圧を検出する
電機子電圧検出器４、界磁巻線２Ｆに流れる界磁電流を
制御する界磁サイリスタ５、及びこの界磁電流を検出す
る界磁電流検出器６とを備えていること、更に電圧設定
器１１が設定する電圧指令値と電機子電圧検出器４が検
出する電機子電圧検出値との偏差を零にする電流指令値
を出力する電圧調節器１３、この電流指令値と界磁電流
検出器６が検出する界磁電流検出値との偏差を零にする
制御信号を出力する電流調節器１４、及びこの制御信号
から界磁サイリスタ５の点弧信号を創生する点弧角調整
器１５とを備えているのは、図３で既述の従来例回路の
場合と同じである。
【００１０】例えば鋼板を圧延する圧延機では、圧延し
ている鋼板がこの圧延機から尻抜けした瞬間にこの圧延
機の負荷が急激に減少するため、直流電動機２の速度は
急上昇するのであるが、これに従って電機子電圧も急上
昇する。その結果、電機子電圧検出値の方が電圧設定器
１１で設定している電圧指令値より高くなり、電圧調節
器１３は電圧下げ方向の電流指令値を電流調節器１４へ
出力するのであるが、前述したように、電圧調節器１３
の出力には積分時定数に対応した時間遅れがある。しか
しながら本発明の第１実施例回路においては、電圧調節
器１３が出力する電流指令値を速度検出器３で検出する
電動機速度信号で割り算する演算を割り算器２１で行わ
せており、この割り算結果を新たな電流指令値として前
述の電流調節器１４に与えるようにしている。このよう
な回路構成にすることで、電圧調節器１３の出力の変化
が緩やかであっても、電動機速度の急上昇に対応して割
り算器２１から電流調節器１４へは直ちに電圧下げ方向
信号を出力し、電圧のはね上がりを抑制している。
ている鋼板がこの圧延機から尻抜けした瞬間にこの圧延
機の負荷が急激に減少するため、直流電動機２の速度は
急上昇するのであるが、これに従って電機子電圧も急上
昇する。その結果、電機子電圧検出値の方が電圧設定器
１１で設定している電圧指令値より高くなり、電圧調節
器１３は電圧下げ方向の電流指令値を電流調節器１４へ
出力するのであるが、前述したように、電圧調節器１３
の出力には積分時定数に対応した時間遅れがある。しか
しながら本発明の第１実施例回路においては、電圧調節
器１３が出力する電流指令値を速度検出器３で検出する
電動機速度信号で割り算する演算を割り算器２１で行わ
せており、この割り算結果を新たな電流指令値として前
述の電流調節器１４に与えるようにしている。このよう
な回路構成にすることで、電圧調節器１３の出力の変化
が緩やかであっても、電動機速度の急上昇に対応して割
り算器２１から電流調節器１４へは直ちに電圧下げ方向
信号を出力し、電圧のはね上がりを抑制している。
【００１１】図２は本発明の第２実施例を表したブロッ
ク回路図であるが、この図２に記載の直流電動機２、電
機子２Ａ、界磁巻線２Ｆ、速度検出器３、電機子電圧検
出器４、界磁サイリスタ５、界磁電流検出器６、電圧設
定器１１、電圧調節器１３、電流調節器１４、及び点弧
角調整器１５は、図１で既述の第１実施例回路で使用の
ものと名称・用途・機能は同じであるから、これらの説
明は省略する。
ク回路図であるが、この図２に記載の直流電動機２、電
機子２Ａ、界磁巻線２Ｆ、速度検出器３、電機子電圧検
出器４、界磁サイリスタ５、界磁電流検出器６、電圧設
定器１１、電圧調節器１３、電流調節器１４、及び点弧
角調整器１５は、図１で既述の第１実施例回路で使用の
ものと名称・用途・機能は同じであるから、これらの説
明は省略する。
【００１２】この第２実施例回路においては、速度検出
器３が検出する電動機速度の逆数を逆数演算器１２で演
算し、電圧調節器１３が出力する電流指令値とこの電動
機速度の逆数との掛け算を掛け算器２２において行わ
せ、この掛け算器２２の出力を新たな電流指令値として
前述の電流調節器１４に与えるようにしている。それ故
前述した第１実施例回路と同様に、電動機速度が急上昇
する変動に対して電圧調節器１３の出力の変化が緩やか
であっても、掛け算器２２から電流調節器１４へは直ち
に電圧下げ方向の新たな電流指令値を出力することにな
り、電圧のはね上がりを抑制している。
器３が検出する電動機速度の逆数を逆数演算器１２で演
算し、電圧調節器１３が出力する電流指令値とこの電動
機速度の逆数との掛け算を掛け算器２２において行わ
せ、この掛け算器２２の出力を新たな電流指令値として
前述の電流調節器１４に与えるようにしている。それ故
前述した第１実施例回路と同様に、電動機速度が急上昇
する変動に対して電圧調節器１３の出力の変化が緩やか
であっても、掛け算器２２から電流調節器１４へは直ち
に電圧下げ方向の新たな電流指令値を出力することにな
り、電圧のはね上がりを抑制している。
【００１３】
【発明の効果】直流電動機で駆動する負荷に速度変動を
生じると、これに対応して当該直流電動機の電機子電圧
も変動する。この直流電動機は、その電圧制御装置とし
て電圧制御ループの内側に界磁電流制御マイナーループ
に備えていることが多いが、電圧制御ループの構成要素
である電圧調節手段は比例積分演算器で構成しているの
で、電機子電圧が急激に変動した場合でもこの電圧調節
手段の出力は積分時定数に従った緩やかな変化であるこ
とから、当該直流電動機の電圧はね上がりを抑制するの
は困難である。しかしながらこの発明によれば、電圧調
節手段が出力する電流指令値を電動機速度で割り算した
結果を新たな電流指令値にするか、あるいは電圧調節手
段が出力する電流指令値に電動機速度の逆数を掛け算し
た結果を新たな電流指令値にするように回路を構成して
いるので、負荷の変動に対応して電動機速度が急激に変
化した場合には、電圧調節手段の出力が緩やかに変化し
ているにもかかわらず、次段の電流調節手段に与える電
流指令値は、電動機速度の変動分だけ直ちに電圧下げ方
向に変化するので、これに対応して直流電動機の界磁巻
線に流れる界磁電流も変化して、当該直流電動機電圧の
はね上がりを抑制出来る効果が得られる。
生じると、これに対応して当該直流電動機の電機子電圧
も変動する。この直流電動機は、その電圧制御装置とし
て電圧制御ループの内側に界磁電流制御マイナーループ
に備えていることが多いが、電圧制御ループの構成要素
である電圧調節手段は比例積分演算器で構成しているの
で、電機子電圧が急激に変動した場合でもこの電圧調節
手段の出力は積分時定数に従った緩やかな変化であるこ
とから、当該直流電動機の電圧はね上がりを抑制するの
は困難である。しかしながらこの発明によれば、電圧調
節手段が出力する電流指令値を電動機速度で割り算した
結果を新たな電流指令値にするか、あるいは電圧調節手
段が出力する電流指令値に電動機速度の逆数を掛け算し
た結果を新たな電流指令値にするように回路を構成して
いるので、負荷の変動に対応して電動機速度が急激に変
化した場合には、電圧調節手段の出力が緩やかに変化し
ているにもかかわらず、次段の電流調節手段に与える電
流指令値は、電動機速度の変動分だけ直ちに電圧下げ方
向に変化するので、これに対応して直流電動機の界磁巻
線に流れる界磁電流も変化して、当該直流電動機電圧の
はね上がりを抑制出来る効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例を表したブロック回路図
【図２】本発明の第２実施例を表したブロック回路図
【図３】直流電動機の電圧制御装置の従来例を示したブ
ロック回路図
ロック回路図
２ 直流電動機 ２Ａ 直流電動機電機子 ２Ｆ 直流電動機界磁巻線 ３ 速度検出器 ４ 電機子電圧検出器 ５ 界磁サイリスタ ６ 界磁電流検出器 １１ 電圧設定器 １２ 逆数演算器 １３ 電圧調節器 １４ 電流調節器 ２１ 割り算器 ２２ 掛け算器
Claims (2)
- 【請求項１】直流電動機の電機子電圧検出値と別途設定
する電圧指令値とを入力して、これら両入力の偏差を零
にする電流指令値を出力する電圧調節手段と、この電流
指令値と前記直流電動機の界磁電流検出値とを入力し
て、これら両入力の偏差を零にする制御信号を出力する
電流調節手段とを備えている直流電動機の電圧制御装置
において、前記直流電動機の速度を検出する速度検出手
段と、前記電圧調節手段が出力する電流指令値をこの速
度検出値で割り算する割り算手段とを備え、この割り算
手段の出力を新たな電流指令値として前記電流調節手段
に与えることを特徴とする直流電動機の電圧制御装置。 - 【請求項２】直流電動機の電機子電圧検出値と別途設定
する電圧指令値とを入力して、これら両入力の偏差を零
にする電流指令値を出力する電圧調節手段と、この電流
指令値と前記直流電動機の界磁電流検出値とを入力し
て、これら両入力の偏差を零にする制御信号を出力する
電流調節手段とを備えている直流電動機の電圧制御装置
において、前記直流電動機の速度を検出する速度検出手
段と、この速度検出値の逆数を演算する逆数演算手段
と、この逆数演算結果と前記電圧調節手段が出力する電
流指令値との掛け算を行う掛け算手段とを備え、この掛
け算手段の出力を新たな電流指令値として前記電流調節
手段に与えることを特徴とする直流電動機の電圧制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141506A JP2982382B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 直流電動機の電圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141506A JP2982382B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 直流電動機の電圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368493A JPH04368493A (ja) | 1992-12-21 |
| JP2982382B2 true JP2982382B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=15293544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141506A Expired - Lifetime JP2982382B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 直流電動機の電圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982382B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP3141506A patent/JP2982382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04368493A (ja) | 1992-12-21 |
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