JPH0318292A

JPH0318292A - 電動機の定出力制御装置

Info

Publication number: JPH0318292A
Application number: JP1152996A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yamamoto; 優山元
Original assignee: Toshiba Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1991-01-25
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JP3140022B2

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１１的〕（産業上の利用分野）本発明は、電力変換装置の出力を調整し、電動機の速度
を制御する事によって、電動機出力を定とする電動機の
定出力制御装置に関ずるしのである。

（従来の技術）第３図は、従来の電動機の定出力制御装拠の例を示すブ
ロック図であり、この制御装置に於ける被駆動電動機負
荷は、例えば、クレーンに於ける巻上機のようなもので
ある。このような負イ１：１において、その使用効率の
向上を計ろうとすれば、荷重の軽いとき（負荷トルク小
の場合）と、重いとき（負荷トルク大の場合）のどちら
においても、電動機出力が一定となるように電動機の速
度を制御する定出力制御か必要となる。

第３図に示す制御装置においては、速度基準口路１６の
出力が加減速制御回路１２へ入力され、さらに加減速制
御回路１２の出力が速度制御増幅器１３へ速度基準とし
て与えられている。また加減速制御回路１２には出力制
限器１１が付加されており、電流検出器１−１及び整流
器６−１を介して得られる電動機電流と、同様の手段１
−２，６−２によって検出する電動機界磁電流を関数発
生器２２を介して得る磁束とを掛算器２３に与え、その
積を出力制限器１１を介して加減速制御Ｍ路１２の出力
を制限する。また速度制御増幅器１３、電流制御増幅器
１４、位相制御増幅器１５及び電力変換器３、電動機４
、速度検出器５で構或される速度制御系は、前記加減速
制御回路１２の出力に応じて電動機４の速度を制御する
。尚、２０は電動機４の界磁巻線、２１は界磁用整流器
であり、電力変換器３を含む速度制御系は既知の技術で
あり特に詳細な説明は省略する。

ここで一般に、電動機の出力ＰＭは、比例定数をｋ１出
力トルクをτ、回転数をＮとおけば、ＰＭ−ｋ−Ｎ◆τ
　・・・・・・（１）で表わされ、電動機を所定の出力
で運転するにはその発生トルクτを検出し、その値に応
じて回転数を増減すれば良い事になる。すなわち（１）
式より発生１・ルクτと回転数Ｎとを反比例の関係で制
御すれば良い。従来の制御方法の特徴は、゛屯動機の出
力トルクを電動機電流と磁束との積によって検出し、こ
の値と反比例の関係となるように出力制限器１１を調整
している事である。

（発明が角ｑ決しようとする課題）しかしながら一般に、界磁電流と界磁磁束との関係は複
雑であり、定出力の制御粘度を向上させる為には高精度
の関数発生器２２が必要となり、関数発生器２２そのも
のが複雑となり、また調整に相当の時間が必要であった
。

従って本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し
、比較的簡単な構成により、電動機の出力を直接制御し
、精度の高い電動機の定出力制御装置を供給する事にあ
る。

〔発明の構戒〕

（課題を解決する為の手段）本発明の定出力制御装置は、電動機出力を設定する電力
設定器と、電動機出力を電力変換器の入力電力より検出
し、前記電力設定器の出力と比較増幅する電力制御増幅
器と、前記電力設定器の出力と電動機出力とが等しくな
るよう前記電力制御増幅器の出力を加減速制御回路付加
の出力制限器へ補正し、速度制御系の入力を補正する事
によって電動機速度を調整し、電動機出力を制御する電
力制御補正手段とを備えたものである。

（作　用）本発明の電動機の定出力制御装置は、電力設定器の設定
値に対し電力帰還量が大なる時に、速度基準回路の出力
制限器を補正し、速度制御系の入力を減じる事によって
電力を制御する電力制御系を構成する事によって、精度
の高い定出力制御を達成する事ができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す電動機の定出力制御装
置のブロック図で、第３図と同一部分には同一の符号を
付し、その説明は省略する。この実施例と第３図に示し
た従来装置の構或との異なる点は、電力設定器７の出力
信号と、電動機４の出力として電力嚢換器３の入力電力
を電力検出器９より検出した信号とを比較増幅する電力
制御増幅器１０を設け、この電力制御増幅器１０の出力
を出力制限器１１の補正信号となるように構戊している
点である。

さて（１）・式において、Ｐ．−ｋ●Ｎ・τが成立する
η｛により、電動機４を所定の出力で運転する為には、
電動機４の出力が電力設定器７で設定した設定値より低
い場合には、電動機４の速度Ｎを増加するように、高い
場合には電動機４の速度を減ずるように制御すれば良い
事がわかる。

第１図の構戊において、電力変換器３の入力側より電流
検出器１−１及び電圧検出器２より得た電動ａ電流及び
電動機電圧を電力検出器９に与え、電力検出器９を介し
て得られた電動機４の出力と、電力設定器７にて設定し
た所定出力信号とが電力制御増幅器１０にて比較増幅さ
れる。ここで便宜上電力設定器７の設定出力信号をＰｈ
＋＊、？ｌＳ動機４の出力フィードバック信号をＰＭと
おけば、ＰＭ＊＞ＰＭのときは電力制御増幅器１０の出
力はダイオード２４によってカッ１・され、加減速制御
回路１２の出力は速度基準回路１６の出力信号の大きさ
に比例し、速度制御系は本来の速度基早によって制御さ
れる。

一方、Ｐｈｔ＊＜ＰＭとなった場合は、電力制御増幅器
１０の出力はマイナスとなり、ダイオード２４を通過し
て、出力制限器１１に補正信号として入力される。この
出力制限器１１は補正信号の入力に応じて、加減速制御
目路１２の出力を減少させる方向に作用し、結果的に電
動機４の速度を減少させる事になる。電動機４の速度が
減少すれば前辻の（１）式より明らかなように、車動機
４の出力ＰＭが減少し、結果的にＰＭ＊−ＰＭとなるよ
うに制御する自動制御系が構成される事になる。

また、加減速に必要な電力Ｐ　ａｃｅは一般に下式で表
わされる。

Ｐａｃｅ−ｋＸωＸＪＸｄω／ｄ　ｔｋ：比例定数、ω：電動機速度（角速度）、Ｊ：電動機を含む負１ｕｆ全体の慣性モーメン
トここで、上記加減速に必要な電力を、電動機４により駆
動される速度検出器５より得た電動機４の速度を微分回
路１７を介して得られる信号（ｄω／ｄｔ）と電動機４
の速度（ω）とを掛算器８に与え両者を掛算して検田す
る。さらに巻上げ、巻下げ、両モードに於ける電動機１
・ルクの特性は（１）巻上げ加速中：（＋）負−：ｊトルク＋加速トル
ク（２〉巻上げ減速中＝（＋）負１＋：ｉ　ｈルクー減
速トルク（３）巻下げ加速中＝（−）負荀トルクー加速
トルク（４〉巻下げ減速中：〈一）負荷トルク＋減速ト
ルクとなることから、前述の検出信号を巻上げ、巻ドげ
モードに応じて閉路する巻上げ選択スイッチ１８又は巻
下げ選択スイッチ１９を介し園示極性にて電力制御基準
に補正信号として加え加減速肪に必要な電力を上乗せす
ることによって、加減，１中に必要な電力増加分を補償
することができる。

第２図は本発明の他の実施例を示す電動機の定出力制御
装置のブロック図で、第１図と同一部分には同一符号を
付している。この実施例が第１図に示す実施例と異なる
点は、電力制御増幅器１０の出力を直接加減速制御回路
１２の入力とし、軽負荷時の速度上昇を抑制する為に、
電力制御増幅７８器１０に出力制限器１１を付加し、出力制眼器１１の補
正信号として、速度基準回路１６の出力を入力した事で
ある。

この実施例においてもＰＭ＊くＰＭなる時には加減速制
御回路１２の入力を減じ、また、ｐＭ＊＞ｐＭなる１１
，？には夛曽加させるＴｌ４により７じ動機４の速度を
制御する事から結果的に電力制御系を構成できる。

〔発明の効果〕以上説明の本発明によれば、電動機の出力を電力変換器
の入力電力で検出し、その電力を直接制御する事によっ
て従来関数発生器等の誤差によって生じた電動機出力の
変動を抑えると共に、精度の高い電動機の定出力制御装
置が実現でき、また従来のように比較的回路が複雑とな
る関数発生器を使用しなくて良いので、構成が簡単とな
り信頼性の高い定出力制御装置を提供する事ができる。

力制御装置のブロック図、第２図は本発明の他の実施例
を示す電動機の定出力制御装置のブロック図、第３図は
従来の電動機の定出力制御装置のブロック図である。

１・・・電流検出器、２・・・電圧検出器、３・・・電
力変換器、４・・・電動機、５・・・速度検出器、６・
・・整流器、７・・・電力設定器、８・・・掛算器、９
・・・電力検出器、１０・・・電力制御増幅器、１１・
・・出力制限器、１２・・・加減速制御回路、１３・・
・速度制御ｊ曽幅器、１４・・・電流制御増幅器、１５
・・・位相制御１曽幅器、１６・・・速度基準回路、１
７・・・微分１ｉ！Ｉ路、１８・・・昼上げ選択スイッ
チ、１つ・・・巻下げ選択スイッチ、２０・・・昇磁巻
線、２１・・・界磁用整流器、２２・・・関数発生器、
２３・・・掛算器、２４・・・ダイオード。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

電動機出力を設定する電力設定器と、電動機出力を電力
変換器の入力電力より検出し、前記電力設定器の出力と
比較増幅する電力制御増幅器と、前記電力設定器の出力
と電動機出力とが等しくなるよう前記電力制御増幅器の
出力を加減速制御回路付加の出力制限器へ補正し、速度
制御系の入力を補正する事によって電動機速度を調整し
、電動機出力を制御する電力制御補正手段とを備えた電
動機の定出力制御装置。