JP4171966B2 - 電動機の速度指令設定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータなどの電動機駆動装置により可変速駆動される電動機の速度指令設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、この種の電動機駆動装置における電動機の速度指令設定方法の従来例を示す回路構成図である。
【０００３】
図３において、１は外部からの入力指令値を生成する操作器、２は操作器１からの入力指令値を内部の入力指令値［Ｖ］に変換する入力回路、３は予め設定されるゲイン設定値［Ｋ₁ ］を生成するゲイン設定器、４は予め設定されるバイアス設定値［Ｋ₂ ］を生成するバイアス設定器、５は前記Ｋ₁ およびＫ₂ より後述の［ゲイン］及び［オフセット］を導出する演算器、６は前記［Ｖ］と前記［ゲイン］との乗算値を求める乗算器、７は乗算器６からの乗算値と前記［オフセット］との加算値を図示しない電動機への速度指令値［Ｎ^* ］として導出する加算器、８は前記速度指令値［Ｎ^* ］を、上限設定器９により予め設定される上限値［Ｎ_H ］および下限設定器１０により予め設定される下限値［Ｎ_L ］の範囲内に制限し、この制限された値を前記電動機への新たな速度指令値［Ｎ^**］とする制限器である。
【０００４】
図３に示した回路構成において、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］は前述の［Ｖ］と［Ｋ₁ ］と［Ｋ₂ ］とに基づき、下記数１式で表される。
【０００５】
【数１】
Ｎ^*＝Ｋ₁・（１−Ｋ₂）・Ｖ＋Ｋ₂
ここで、右辺第１項の［Ｖ］の係数［Ｋ₁ ・（１−Ｋ₂ ）］が演算器５から出力される［ゲイン］を示し、右辺第２項の［Ｋ₂ ］が演算器５から出力される［オフセット］を示している。
【０００６】
また、操作器１からの入力指令値として任意の電圧が入力回路２に与えられ、この入力回路２から出力する［Ｖ］の範囲は、例えば出力する電圧が０〜１０ボルトの場合、この１０ボルトを１．０（＝１００％）に規格化された値とする。
【０００７】
さらに、上限設定器９に設定される［Ｎ_H ］の初期値を１００％とし、下限設定器１０に設定される［Ｎ_L ］の初期値を０％としている。
【０００８】
図４は、前記入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係例を示し、図３に示した回路構成において、［Ｋ₁ ］を１．０に設定し、［Ｋ₂ ］を０．２に設定したときの特性図である。
【０００９】
従って、図４に示した特性図のときの図３に示した回路構成では、制限器８の出力である速度指令値［Ｎ^**］は、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］と同じ値である。
【００１０】
また、図５は、図４とは異なった前記入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係例を示し、図３に示した回路構成において、［Ｋ₁ ］を０．７５に設定し、［Ｋ₂ ］を０．２に設定したときの特性図である。
【００１１】
従って、図５に示した特性図のときの図３に示した回路構成では、制限器８の出力である速度指令値［Ｎ^**］は、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］と同じ値である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来の回路構成で、図４または図５に示した特性図を具現するためにゲイン設定値［Ｋ₁ ］およびバイアス設定値［Ｋ₂ ］の設定作業は比較的容易であるが、図６に示すような入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係例の場合には、例えば、ゲイン設定値［Ｋ₁ ］およびバイアス設定値［Ｋ₂ ］とを、図６の特性図から得られ、下記数２式で表される連立方程式から導出する必要がある。
【００１３】
【数２】
１．０＝Ｋ₁・（１−Ｋ₂）・０．５＋Ｋ₂
０．０＝Ｋ₁・（１−Ｋ₂）・０．１＋Ｋ₂
すなわち、Ｋ₁ ＝２．０、Ｋ₂ ＝−０．２５と求まるが、この設定作業には多大な労力を要し、作業性が悪いという難点がある。
【００１４】
この発明の目的は、上記問題点を解決する電動機の速度指令設定方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明では、第１の入力指令値とこの入力指令値に対応する第１の速度指令値とを予め設定し、第２の入力指令値とこの入力指令値に対応する第２の速度指令値とを予め設定し、前記第１の入力指令値及び速度指令値から導出される座標点と、前記第２の入力指令値及び速度指令値から導出される座標点とを通過する一次式に基づき、外部から指令される入力指令値に対応する電動機への速度指令値を演算し、この演算した速度指令値に基づいて前記電動機を速度制御することを特徴とする電動機の速度指令設定方法を行わせる。
【００１６】
また第２の発明は前記第１の発明の電動機の速度指令設定方法において、
前記演算した速度指令値を、予め設定された上限値および下限値の範囲内に制限し、この制限した速度指令値を前記電動機への新たな速度指令値としたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、予め定められた入力指令と速度指令の特性図から、その特性図上の２組の座標値を読み取り，設定することにより、要求された入力指令値と速度指令値との関係を容易に具現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の電動機の速度指令設定方法の実施例を示す回路構成図であり、図３に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
【００１９】
すなわち、図１に示した回路構成が図３に示した回路構成と異なる点はゲイン設定器３，バイアス設定器４，演算器５に代えて、第１の入力指令値としてのＸ ₁ を設定するＸ₁設定器２１，第１の速度指令値としてのＹ ₁ を設定するＹ₁設定器２２と、第２の入力指令値としてのＸ ₂ を設定するＸ₂設定器２３，第２の速度指令値としてのＸ ₂ を設定するＹ₂設定器２４と、演算器２５とを備えていることである。
【００２０】
図１に示した回路構成において、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］は先述の［Ｖ］と、予め設定されるＸ₁ 設定器２１の設定値［Ｘ₁ ］，Ｙ₁ 設定器２２の設定値［Ｙ₁ ］と、予め設定されるＸ₂ 設定器２３の設定値［Ｘ₂ ］，Ｙ₂ 設定器２４の設定値［Ｙ₂ ］とに基づき、下記数３式で表される。
【００２１】
【数３】
Ｎ^*＝｛（Ｙ₂−Ｙ₁）／（Ｘ₂−Ｘ₁）｝・Ｖ
＋（Ｙ₁・Ｘ₂−Ｘ₁・Ｙ₂）／（Ｘ₂−Ｘ₁）
ここで、右辺第１項の［Ｖ］の係数が演算器２５から出力される［ゲイン］を示し、右辺第２項が演算器２５から出力される［オフセット］を示している。
【００２２】
すなわち、図１に示した回路構成で図２の特性図に示すような入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］の関係例の場合には、図示のＡ点の座標［Ｘ₁ ，Ｙ₁ ］と、Ｂ点の座標［Ｘ₂ ，Ｙ₂ ］とを設定し、これらを上記数３式に代入することにより速度指令値［Ｎ^* ］が得られ、さらに、Ｈ_H ＝１００％とし、Ｈ_L には［Ｙ₁ ・１００］％を設定することにより、図示しない電動機への速度指令値［Ｎ^**］が得られる。
【００２３】
例えば、前記入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係が先述の図４に示すような場合には、図１に示した回路構成において、Ｘ₁ ＝０．０，Ｙ₁ ＝０．２、Ｘ₂ ＝１．０，Ｙ₂ ＝１．０と設定し、これらを上記数３式に代入すればよい。
【００２４】
従って、図４に示した特性図のときの図１に示した回路構成では、前記［Ｎ_H ］を１００％とし、前記［Ｎ_L ］を０％とした制限器８の出力である前記電動機への速度指令値［Ｎ^**］は、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］と同じ値である。
【００２５】
また、前記入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係が図５に示すような場合には、図１に示した回路構成において、例えば、Ｘ₁ ＝０．０，Ｙ₁ ＝０．２、Ｘ₂ ＝１．０，Ｙ₂ ＝０．８と設定し、これらを上記数３式に代入すればよい。
【００２６】
従って、図５に示した特性図のときの図１に示した回路構成では、前記［Ｎ_H ］を１００％とし、前記［Ｎ_L ］を０％とした制限器８の出力である前記電動機への速度指令値［Ｎ^**］は、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］と同じ値である。
【００２７】
さらに、前記入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^* ］との関係が先述の図６に示すような場合には、図１に示した回路構成において、例えば、Ｘ₁ ＝０．１，Ｙ₁ ＝０．０、Ｘ₂ ＝０．５，Ｙ₂ ＝１．０と設定し、これらを上記数３式に代入すればよい。
【００２８】
従って、図６に示した特性図のときの図１に示した回路構成では、前記［Ｎ_H ］を１００％とし、前記［Ｎ_L ］を０％とした制限器８の出力である前記電動機への速度指令値［Ｎ^**］は、速度指令値［Ｎ^* ］が前記［Ｎ_H ］と［Ｎ_L ］の範囲内では、加算器７の出力である速度指令値［Ｎ^* ］と同じ値になる。
【００２９】
なお、図１に示した回路構成において、前記Ｘ₁ ＝０．０，Ｙ₁ ＝０．０，Ｘ₂ ＝１．０，Ｙ₂ ＝１．０をそれぞれ初期値として設定しおき、さらに、前記Ｎ_H ＝１００％，Ｎ_L ＝０％を初期値とすることにより、初期設定としての入力指令値［Ｖ］と速度指令値［Ｎ^**］との関係がゲイン＝１．０、オフセット＝０．０の値、すなわち、原点から勾配が１．０の直線状の特性になる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、入力指令と速度指令の関係を示す特性図から、２組の座標値をそれぞれ読み取り、これらを設定することにより、要求された入力指令値と速度指令値との関係を容易に具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電動機の速度指令設定方法の実施例を示す回路構成図
【図２】図１の動作を説明する入力指令−速度指令特性図
【図３】電動機の速度指令設定方法の従来例を示す回路構成図
【図４】図１，図３の動作を説明する入力指令−速度指令特性図
【図５】図１，図３の動作を説明する入力指令−速度指令特性図
【図６】図１，図３の動作を説明する入力指令−速度指令特性図
【符号の説明】
１…操作器、２…入力回路、３…ゲイン設定器、４…バイアス設定器、５…演算器、６…乗算器、７…加算器、８…制限器、９…上限設定器、１０…下限設定器、２１…Ｘ₁ 設定器、２２…Ｙ₁ 設定器、２３…Ｘ₂ 設定器、２４…Ｙ₂ 設定器、２５…演算器。

Claims (2)

1. 第１の入力指令値とこの入力指令値に対応する第１の速度指令値とを予め設定し、
   第２の入力指令値とこの入力指令値に対応する第２の速度指令値とを予め設定し、
   前記第１の入力指令値及び速度指令値から導出される座標点と、前記第２の入力指令値及び速度指令値から導出される座標点とを通過する一次式に基づき、外部から指令される入力指令値に対応する電動機への速度指令値を演算し、
   この演算した速度指令値に基づいて前記電動機を速度制御することを特徴とする電動機の速度指令設定方法。
2. 請求項１に記載の電動機の速度指令設定方法において、
   前記演算した速度指令値を、予め設定された上限値および下限値の範囲内に制限し、この制限した速度指令値を前記電動機への新たな速度指令値としたことを特徴とする電動機の速度指令設定方法。

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