JPH01268477A

JPH01268477A - 過速度検出回路

Info

Publication number: JPH01268477A
Application number: JP63095005A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Terazono; 寺薗　昭博
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1989-10-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、界磁弱め制御を行う電動機制御装置の過速度
検出回路に係り、特に電動機への印加電圧に比例した位
相制ｖＩＪ信号と速度帰還信号とを比較して過速度検出
を界磁弱め範囲で行なう過速度検出回路に関するもので
ある。

（従来の技術）従来の電動機制御装置の過速度検出回路について、第３
図のサイリスタレオナード装置で直流電動機を制御駆動
する場合を例にとって説明を行う１図において、通常力
行運転時は交流電源母線１からの電圧を、電流制御増幅
器２からの位相制御信号ａによりサイリスタ順変換器３
で整流し直流電動機４を駆動している。

一方、速度基準信号すと、速度検出器５よりの速度帰還
信号Ｃとの比較を速度制御増幅器６にて行い速度制御を
行う。

速度制御増幅器６の出力信号は、電流基準信号となり電
流制御増幅器２にて主回路電流を制御している。さらに
電流制御増幅器２の出力が位相制御信号ａとなり、位相
制御回路７に入力されて、サイリスタ順変換器３内の各
サイリスタにゲート信号を送り、サイリスタを点弧し直
流電動機４を制御している。又、直２；ｆ電動機４の界
磁を流制御は界磁電流基準信号ｄと界磁電流帰還信号ｅ
との比較を界ｌｉ！を浅場１福器８で行い、この界磁電
流増幅器８の出力信号が位相制御回路９を介してサイリ
スタ順変換器１０内の各サイリス゛りにゲート信号とし
て与えられ、サイリスタ順変換器１０から出力される交
流電圧ｆからの電圧を整流し界磁の２流制御を行ってい
る。

さらに、界磁弱め制御は、一般に電動機の基底速度ｖＯ
までは電動機の電機子電圧制御を行ない、基底適度ｖＯ
以上は界磁弱め制御を行う為電機子電圧制御範囲では電
機子電圧は速度に比例し、界磁弱め制御範囲では’Ｋ　
２１ｍ＋電圧はわずかに上昇（Δ■）するのみでほぼ一
定となる。

第３図に示した回路の動作としては、電機子電圧検出用
の電圧検出器（これは主回路との絶縁回路を内蔵したも
の）１１より電機子電圧に比例した電圧信号ｇを出力す
る。この電圧信号ｇを、レベル検出回路１２に入力して
ここで界磁弱めの電圧信号を検出し、この検出電圧信号
によりレベル検出回路１２のａ接点１２ａを閉にし、ま
た電圧信号ｇが、ａ接点１２ａを通して界磁を浅場幅器
８に弱め信号として入力し、界磁電流を弱め速度基準信
号すに相当した速度まで電動機４の速度は上昇する。尚
、電動ｔｉ１４の速度との対応は界磁弱め範囲での電機
子電圧の上昇分Δ■による。

以上述べたｔ機子電圧（■）、界磁電流（Ｉｆ）電動機
速度（ｖ）の関係を示したのが第４図である。電機子電
圧は位相制御信号ａに比例する為、位相側ｍ信号ａは電
機子電圧のカーブと同形になり電動機の基底速度ｖＯま
では速度に比例し基底速度ｖＯ以上はわずかな上昇（Δ
Ｖに相当する信号）となり、速度に対する位相制御信号
ａの関係は界磁弱め範囲では電機子電圧制御範囲と同じ
にはならなく速度の上昇に比べてわずかな上昇となる。

ここで、位相制御信号ａと速度帰還信号Ｃとの比較によ
る過速度検出方式について考えてみる。

第３図の位相制御信号ａと速度帰還信号Ｃを比例増幅器
１３にて比較し、位相制御信号ａか、速度帰還信号Ｃと
バイアス信号り以上に大きくなった時過速度検出を行い
、故障表示と制御装置の停止等を行う、バイアス信号り
では固定バイアスであるが、位相制御信号ａと速度帰還
信号Ｃとの比較比率を変えると同比率検出となる。この
ように同比率バイアスをかける方式もある。このバイア
ス信号りは、誤動作防止と保護を行なうための余裕とし
て作用する。過速度になる場合は、速度検出器５の故障
あるいは速度帰還回路の接触不良等考えられる。このと
き、速度帰還信号Ｃがなくなるか、小さくなると、この
後制御により位相制御信号ａが大きくなり、位相進みか
ら電動機４への印加電圧が大きくなり電動機が過速度と
なるが、前述の過速度検出方式は電動ｆｉ４が過速度と
なる前の速度帰還信号がなくなったときか、小さくなっ
たとき、あるいは位相制御信号ａが大きくなった時点で
検出できること、低速時から検出できる等の利点がある
。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前述の過速度検出方式によると界磁弱め制御
のある場合は、第４図からも明らかなように位相制御信
号（ＶＰＨ）ａは電動機４のｔ８１子電圧Ｖに比例する
ことから、界磁弱め範囲での過速度検出は検出遅れ（速
度帰還信号Ｃが完全になくなっな時）となるが、または
、検出不能（速度帰還信号Ｃが位相制御信号ａにバイア
ス信号りを加えた値以下にならない時）となる不具合が
あった。

そこで、本発明は、位相制御信号と速度帰還信号との比
較による過速度検出を界磁弱め制御の範囲でも行えるよ
うな過速度検出回路を提供することを目的としたもので
ある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明は界磁弱め制御を行
い、電動機への印加電圧に比例した位相制御信号と速度
帰還信号とを比較し、過速度を検出する方式の電動機制
御装置の過速度検出回路において、界磁弱め範囲を検出
する検出回路と、この検出回路からの出力信号を基に、
位相制御信号の値を速度に対し比例するようにして変化
させるゲイン調整用増幅器を備えたものである。

（作用）このように構成されたものにおいて、界磁弱め制御を行
う電動機制御装置において、界磁弱めの範囲で、位相制
御信号ａの値を速度に対して比例するようにしているの
で、界磁一定範囲から界磁弱めの範囲までの制御の全範
囲において、電動機の過速度を検出することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
るが、ここでは第３図の従来例とは異なる点のみを説明
する。第１図は、電流制御増幅器２からの位相制御信号
ａを、レベル検出回路１２が界磁弱め点を検出した後間
となるレベル検出回路１２のｂ接点（常閉接点）１２ｂ
を通して比例増幅器１３に入力する。一方、ｂ接点１２
ｂと並列に位相制御信号ａを、レベル検出回路１２が界
磁弱め点を検出した後間となるａ接点（常開接点）１２
ｃを通してゲイン調整用増幅器１４に入力し、ここで変
換信号１を得る。

ゲイン調整用増幅器１４からの変換信号１を比例増幅器
１３に入力すると同時に、バイアス信号（これは基底速
度７０時の位相制御信号ａに相当とする）ｊをも、レベ
ル検出回路１２が界磁弱め点を検出しな後間となるａ接
点（＊開接点ン１２ｂを通して比例増幅器１３に入力す
るバイアス信号回路を設ける。このバイアス信号回路は
、位相制御信号ａの基底速度ｖＯ以上の速度に対する関
係のみを変えたことになる。

以上述べたように、位相Ｍｍ信号ａは電機子電圧制御範
囲ではｂ接点１２ｂを通して、又界磁弱め制御範囲では
ａ接点１２ｃを通してゲイン調整用増幅器１４で変換信
号ｉに換わり、また、この変換信号１とａ接点１２ｄを
通ったバイアス信号ｊを加えたものが比例増幅器１３に
入力され、これらの加算値と速度帰還信号Ｃが比較され
、過速度検出を行うように構成しである。

ここで、ゲイン調整用増幅器１４のゲイン設定について
、第２図を参照して説明する。すなわち、第２図の界磁
弱め制御範囲（規底速度ｖＯ以上の範囲）では、速度に
対する位相制御信号ａ（−点鎖線のカーブ）のカーブを
点線のカーブに変わるように行い、電機子電圧制御範囲
では速度に対する位相ＭＯｊＪ信号ａとの関係と同じ（
破線のカーブ）になるようにする。

以上のように構成した本発明の過速度検出回路の動作に
ついて、第１図及び第２図を参照して説明する　２６１
子電圧制御範囲においては、電圧検出器１１より主回路
と絶縁して検出した電機子電圧に比例した電圧信号ｇが
、レベル検出回路１２に入力される。このときはまだ電
機子電圧は界磁弱めの値になっていない為、レベル検出
回路１２からの検出信号は出力されない。この場合、ａ
接点１２ａ、ｂ接点１２ｂ、ａ接点１２ｃ、ａ接点１２
ｄはそれぞれ開、閉、開、開となっており、ａ接点１２
ａが開で界磁は電流一定制卸を行ない、ｂ接点１２ｂは
閉、ａ接点１２ｃは開、ａ接点１２ｄは開で位相制御信
号ａのｂ接点１２ｂを通して比例増幅器１３に入力され
、一方速度帰還信号Ｃも比例増幅器１３に入力され、両
者は比較されて位相制御信号ａが速度帰還信号Ｃとバイ
アス信号り以上に大きくなると過速度検出が行われる。

次に、界磁弱め制御範囲においては、電圧検出器１１よ
り主回路と絶縁して検出した電機子電圧に比例した電圧
信号ｇは、レベル検出回路１２に入力されるが、このと
きは電機子電圧は界磁弱めの値以上になっている為、レ
ベル検出回路１２で界磁弱め範囲を検出し、この検出信
号が存亡している期間はａ接点１２ａ、ｂ接点１２ｂ、
ａ接点１２ｃ、ａ接点１２ｄは動作し、それぞれ閉、開
、閉、閉となり、このとき電圧信号ｇがａ接点１２ａを
通して、界ｉ電流増幅器８に入力されて、電圧信号ｇに
応じた値に界ａｔ流を弱め速度は速度基準信号すに相当
した速度まで上昇する。一方、位相制御信号ａはａ接点
１２ｃ、ゲイン調整用増幅器１４を通して変換信号ｉに
変換され、この変換信号ｉとａ接点１２ｄを通したバイ
アス信号ｊが比例増幅器１３にて速度帰還信号Ｃと比較
される。このときゲイン調整用増幅器１４とバイアス信
号ｊにて位相制御信号ａは第２図の点線の値に変換され
ているので、過速度の原因となる故障（速度検出器の故
障等）が発生すると電機子電圧制御範囲での過速度検出
と同程度に過速度検出を行うことが可能である。

以上の説明ではサイリスタ順変換器３．１０を使用の場
合のみ行ったが、サイリスタ逆変換器ももつ正・逆転、
カ行・回生の４つの運転モードをもつ場合でも各モード
での位相制御信号ａと速度帰還信号との極性をそれぞれ
考慮に入れて行えば同じように過速度検出を行える。

又、サイリスタレオナード装置だけでなく、無整流子電
動機の制御装置等の交流電動機の制御装置にも同じよう
に適用できることは明らかである。

〔発明の効果］以上述べた本発明によれば、界磁弱め制御範囲において
も位相制御信号と速度帰還信号との比較による過速度検
出を何ら問題なく行うことができる過速度検出回路を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過速度検出回路の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の動作を説明するための位
相制ｅｌＪ信号（ＶＰＨ）と電動機速度（Ｖ）との関係
図、第３図は従来の過速度検出回路の一例を示すブロッ
ク図、第４図は第３図の間趙点を説明するための電動機
の電機子電圧（■）、界磁電流（■ｆ）、電動機速度（
ｖ）の関係図である。１・・・交流電源母線、２・・・電流増幅器、３・・・
サイリスタ順変換器、４・・・直流電動機、５・・・速
度検出器、６・・・速度制御増幅器、７・・・位相制御
回路、８・・・界磁電流増幅器、９・・・位相制御回路
、１０・・・サイリスタ順変換器、１１・・・電圧検出
器、１２・・・レベル検出回路、１３比例増幅器、１４
・・・ゲイン調整用増幅器、ａ・・・位相信号、ｂ・・
・速度基準信号、Ｃ・・・速度帰還信号、ｄ・・・界磁
電流基準信号、ｅ・・・界磁電流帰還信号、ｆ・・・交
流電圧、ｇ・・・電圧信号、ｈ・・・バイアス信号、１
・・・変換信号、ｊ・・・バイアス信号。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ■ 第２図 ■ ■ 第４図

Claims

【特許請求の範囲】

界磁弱め制御を行い、電動機への印加電圧に比例した位
相制御信号と速度帰還信号とを比較し、過速度を検出す
る方式の電動機制御装置の過速度検出回路において、界
磁弱め範囲を検出する検出回路と、この検出回路からの
出力信号を基に、前記位相制御信号の値を速度に対し比
例するようにして変化させるゲイン調整用増幅器を備え
、前記界磁弱め範囲で過速度検出が行えるようにしたこ
とを特徴とする過速度検出回路。