JPH02262886A - 電動機速度制御装置 - Google Patents

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、電動機速度制御装置、より詳細には、電動機
の速度基準値と実際値とを比較し、その偏差を零とする
ための電流基準値を出力する速度制御回路と、電流基準
値と電動機の電流実際値とを比較し、その偏差を零とす
るための電流制御信号を出力する電流制御回路と、電流
制御信号に従って電動機の電流を制御する電力変換器と
を備えた電動機速度制御装置、に関する。

（従来の技術） 上述の電動機速度制御装置は汎用性をもって利用できる
ものであるが、ここでは特定の利用分野として塗布機の
塗布ロール駆動装置に適用した場合を例示して説明する
。

第３図は塗布機の一般的な構成を示すものである。アン
ワインダ２０に巻回されている被塗布シートＭ、例えば
紙は、複数の搬送ロール２１を介して塗布部２２に導か
れ、ここで一対の塗布ロール２３．２３の間を通る過程
で被塗布シートＭに塗布剤が塗布され、その後、乾燥部
２４を通して乾燥されてワインダ２５に巻き取られる。

アンワインダ２０、搬送ロール２１、塗布ロール２３お
よびワインダ２５は、それぞれ駆動電動機２６゜２７．
２８．２９によって駆動される。

以下においては、以上の構成を有する塗布機における塗
布ロール２３を駆動するための駆動電動機２８を対象と
し、これを速度制御する従来の電動機速度制御装置につ
いて第３図を参照して説明を進める。

第３図においては、第２図に示す駆動電動機２８が符号
８で表されている。速度基準発生器１で発生された速度
基準Ｖ　と速度検出器９によりて検出された電動機実速
度Ｖ　との偏差すなわち速度偏差ΔＶ−Ｖ　　−Ｖ　　
が加算回路２で算出さｒ　　　　　ａ れ、その速度偏差ΔＶは速度制御回路３に入力される。

速度制御回路３は速度偏差ΔＶを零とするための電流基
準値を算出する。この電流基準値Ｉ　と、電動機８の入
力側に設けられた電流検出器５によって検出される電動
機実電流値Ｉ　との偏差すなわち電流偏差ΔＩが加算回
路４によって求められる。電流偏差ΔＩを零とするため
の電流制御信号が電流制御回路６によって求められ、そ
の電流制御信号に従い電力変換器７を介して電動機８に
供給される電流が制御される。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように構成された従来の電動機速度制御装置（第
３図）を第２図に例示するような塗布機の塗布ロール駆
動装置として用いた場合、塗布開始時の負荷変動により
電動機８の速度Ｖ　が大さく落ち込むという不具合があ
った。塗布機では一般に被塗布シートＭを搬送する搬送
ロール２１と塗布ロール２３が別個に設けられており、
それぞれ別個の駆動電動機２７．２８によって駆動され
ている。非駆動時には、一対の塗布ロール２３゜２３は
非接触状態となっている。そして塗布開始時に両像布ロ
ール２３．２３は加圧され、接触する。このロール接触
時、被塗布シートＭを搬送する搬送ロール２１に外乱ト
ルクが加わり、搬送ロール２１の駆動速度が低下する。

この速度低下を補償すべく駆動電動機２７を制御する電
動機速度制御装置において、元の速度に回復させるべく
制御動作が行われるのであるが、速度制御系の時定数や
、加わる外乱トルクの大きさにより、回復時間が決定さ
れる。そのため、外乱トルクが大きい場合には、速度回
復に時間がかかり、その間に被塗布シートＭの張力が変
動し、製品品質に悪影響を与えたり、被塗布シートＭを
切断させたりするおそれがある。

このような被塗布シートＭの切断という事態は、塗布機
以外でも一般にトルク外乱がある負荷に従来の電動機速
度制御装置を適用した場合、トルク外乱による速度変動
が問題になる。

したがって本発明は、負荷外乱トルクによる速度変動を
可及的に抑制し得る電動機速度制御装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（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の電動機速度制御装置
は、電流基準値に基づいて電動機の実際の速度をシミュ
レートする速度シミュレータと、この速度シミュレータ
によってシミュレートされたシミュレート速度と電動機
の実際の速度との偏差を検出する速度偏差検出手段と、
この速度偏差検出手段によって検出された速度偏差を微
分することにより電動機に与えられた外乱トルクを算出
するトルク演算手段と、このトルク演算手段によって算
出された外乱トルクを外乱トルク電流に変換する変換手
段と、この変換手段から出力される外乱トルク電流を速
度制御回路から出力される電流基準値に加算する加算手
段とを設けたことを特徴とする （作　用） 上記のように構成された電動機速度制御装置においては
、負荷変動による外乱トルクにより電動機実速度が低下
すると、速度シミュレータによって求められたシミュレ
ート速度と電動機実速度との間に偏差が生じ、その偏差
を微分することにより変動負荷分に対応する外乱トルク
が算出される。

その算出された外乱トルクをそれに対応する外乱トルク
電流に変換し、その外乱トルク電流を速度制御回路から
の電流基準値に加算する。それにより、外乱トルクの影
響を迅速に補償し、速度低下を良好に抑制することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものである。

第１図において第３図と同一の回路部分については同一
符号を付して、その個々の説明は省略する。

第１図の速度制御装置には、速度制御回路３から出力さ
れる電流基準値に基づいて電動機８の速度をシミュレー
トする速度シミュレータ１０が設けられている。速度シ
ミュレータ１０によってシミュレートされたシミュレー
ト速度Ｖ　は速度検出器９によって検出された実速度Ｖ
　と加算回路１１において比較され、その偏差すなわち
速度偏差ΔＶ　がトルク演算回路１２に入力される。ト
ａ ルク演算回路１２は、速度偏差ΔＶ　を、それにＳａ 対応するトルクに変換し、それを外乱トルクτ８として
出力する。この外乱トルクτ　は比例演算回路１３によ
り電流値に変換され、その電流値は加算回路１４で速度
制御回路３から出力される電流基準値を補償するための
補償電流値としてそれに加算される。

速度シミュレーター０によって行われるシミュレート速
度Ｖ　の求め方について説明する。

一般に電流基準に対する電動機実速度の伝達関数Ｇは次
式のように表される。

Ｇ−に１／　（Ｊ　Ｓ　（１＋”ｒ、　Ｓ）　）・・・
（１）ここで、Ｓはラプラス変換子、Ｔ１は電流制御系
の時定数、Ｊは負荷の慣性モーメント、Ｋ１は定数であ
る。

速度シミュレータ１０は（１）式に基づいて電動機速度
をシミュレートする。

以上のように構成された速度制御装置において、負荷変
動、例えば負荷増大の方向の負荷変動が生ずると、それ
は外乱として作用し、電動機実速度■　は低下し、速度
基準発生器１からの速度基準との間に偏差すなわち速度
偏差ΔＶが生ずる。この速度偏差ΔＶは速度制御回路３
によって増幅され、電動機８を加速する方向に電流基準
値を増大させる。この電流基準値増大による電動機速度
上昇分は速度シミュレーター０によって算出される。

このため、速度シミュレーター０から出力されるシミュ
レート速度Ｖ　と電動機実速度Ｖ　との間Ｓ　　　　　
　　　　　　　　　　　　ａに偏差が生じ、それは速度
偏差ΔＶ　として出力ａ される。この速度偏差ΔＶ　は外乱トルクτ　にＳａ　
　　　　　　　　　　ｇ よって速度低下した分である。外乱トルクτ　を積分し
たものが速度変化分として作用するので、逆に速度偏差
ΔＶ　を微分することによって外乱ａ トルクτ　を求めることができる。この外乱トルりτ　
を求める演算はトルク演算回路１２によって行われる。

電動機電流と電動機出力電流とは比例関係にあるので、
外乱トルクτ　を比例演算口路１３により比例演算する
ことにより外乱トルクτ　に対応した電動機電流を求め
ることができ、それを速度制御回路３からの電流基準値
に加算することにより、外乱トルクτ　を打ち消すため
の補償トルクを電流制御回路６および電力変換器７を介
して電動機８に発生させ、電動機実速度Ｖ。

を速度制御系の時定数に影響されることなく速度基準値
に迅速に一致させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電動機実速度を速度基準値に一致させ
るための電流基準値から電動機速度をシミュレートし、
そのシミュレート速度と電動機実速度との間の偏差に基
づいて外乱トルクを求め、その外乱トルクを補償する電
流分を求めてそれにより電流基準値を補正することによ
って、電動機実速度を速度制御系の時定数に影響される
ことなく速度基準値に迅速に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明を適用する一例として示す塗布機の系統図、第３
図は従来の電動機速度制御装置のブロック図である。 １・・・速度基準発生器、２・・・加算回路、３・・・
速度制御回路、４・・・加算回路、５・・・電流検出器
、６・・・電流制御回路、７・・・電力変換器、８・・
・電動機、９・・・速度検出器、１０・・・速度シミュ
レータ、１１・・・加算回路、１２・・・トルク演算回
路、１３・・・比例演算回路、１４・・・加算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電動機の速度基準値と実際値とを比較し、その偏差を零
   とするための電流基準値を出力する速度制御回路と、前
   記電流基準値と電動機の電流実際値とを比較し、その偏
   差を零とするための電流制御信号を出力する電流制御回
   路と、前記電流制御信号に従って前記電動機の電流を制
   御する電力変換器とを備えた電動機速度制御装置におい
   て、前記電流基準値に基づいて電動機の実際の速度をシ
   ミュレートする速度シミュレータと、 前記速度シミュレータによってシミュレートされたシミ
   ュレート速度と電動機の実際の速度との偏差を検出する
   速度偏差検出手段と、 前記速度偏差検出手段によって検出された速度偏差を微
   分することにより電動機に与えられた外乱トルクを算出
   するトルク演算手段と、 前記トルク演算手段によって算出された外乱トルクを外
   乱トルク電流に変換する変換手段と、前記変換手段から
   出力される外乱トルク電流を前記速度制御回路から出力
   される電流基準値に加算する加算手段と を設けたことを特徴とする電動機速度制御装置。