JPH04145886A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents
電動機の速度制御装置Info
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- JPH04145886A JPH04145886A JP2264111A JP26411190A JPH04145886A JP H04145886 A JPH04145886 A JP H04145886A JP 2264111 A JP2264111 A JP 2264111A JP 26411190 A JP26411190 A JP 26411190A JP H04145886 A JPH04145886 A JP H04145886A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/46—Roll speed or drive motor control
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
-
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- B21B2275/00—Mill drive parameters
- B21B2275/10—Motor power; motor current
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- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/007—Control for preventing or reducing vibration, chatter or chatter marks
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
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。
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）
本発明は負荷を駆動する電動機と負荷との間で発生する
軸ねじれ振動を防止または抑制可能な電動機の速度制御
方法および装置に関する。
軸ねじれ振動を防止または抑制可能な電動機の速度制御
方法および装置に関する。
（従来の技術）
例えば鉄鋼を圧延する圧延機を負荷として駆動する電動
機の速度制御装置においては、第２図に示すような速度
制御系が採用されている。第２図は直流電動機の速度制
御系の一般的な構成を示すブロック図である。
機の速度制御装置においては、第２図に示すような速度
制御系が採用されている。第２図は直流電動機の速度制
御系の一般的な構成を示すブロック図である。
図示するようにこの速度制御系は、速度制御ループと電
流制御マイナループとが構成されている。
流制御マイナループとが構成されている。
速度制御ループは、負荷１が軸２を介して連結された直
流電動機３の回転速度を検出する速度検出器４、速度指
令値と速度検出器４により検出された速度検出値との偏
差を求める第１の減算器５およびこの第１の減算器５か
ら入力される速度偏差をもとに適当な制御理論に基づき
電流指令値を出力する速度制御器６から構成されている
。また電流制御マイナーループは、電動機３に流れる電
流を検出する電流検出器７、速度制御器６から入力され
る電流指令値と電流検出器７て検出された電流検出値と
の偏差を求める第２の減算器８およびこの第２の減算器
８から入力される電流偏差をもとに適当な制御理論に基
づき制御電源１０に対して電圧指令値を出力する電流制
御器９から構成されている。なお、速度制御器６および
電流制御器９は一般的に比例積分回路により構成されて
いる。
流電動機３の回転速度を検出する速度検出器４、速度指
令値と速度検出器４により検出された速度検出値との偏
差を求める第１の減算器５およびこの第１の減算器５か
ら入力される速度偏差をもとに適当な制御理論に基づき
電流指令値を出力する速度制御器６から構成されている
。また電流制御マイナーループは、電動機３に流れる電
流を検出する電流検出器７、速度制御器６から入力され
る電流指令値と電流検出器７て検出された電流検出値と
の偏差を求める第２の減算器８およびこの第２の減算器
８から入力される電流偏差をもとに適当な制御理論に基
づき制御電源１０に対して電圧指令値を出力する電流制
御器９から構成されている。なお、速度制御器６および
電流制御器９は一般的に比例積分回路により構成されて
いる。
ところで、このような電動機の速度制御装置において、
制御対象である電動機３と負荷１を制御する場合、両者
を連結する軸２が十分に硬くその弾性を無視てきる剛体
であれば、この速度制御系で何ら問題はない。、しかし
、軸２の弾性が無視てきないときには、輔２のねしれに
起因する振動か次のような理由により電動機速度および
負荷速度に現れるため、速度制御性能を著しく低下させ
る。
制御対象である電動機３と負荷１を制御する場合、両者
を連結する軸２が十分に硬くその弾性を無視てきる剛体
であれば、この速度制御系で何ら問題はない。、しかし
、軸２の弾性が無視てきないときには、輔２のねしれに
起因する振動か次のような理由により電動機速度および
負荷速度に現れるため、速度制御性能を著しく低下させ
る。
この電動機の速度制御装置では、マイナループとして組
込まれている電流制御系が電機子電流、すなわち一般的
には電動機の発生トルクに比例するいわゆるトルク電流
を制御する構成であるため、電動機の発生トルクを制御
できても電動機速度に直接関係する加速トルクは制御で
きないためである。
込まれている電流制御系が電機子電流、すなわち一般的
には電動機の発生トルクに比例するいわゆるトルク電流
を制御する構成であるため、電動機の発生トルクを制御
できても電動機速度に直接関係する加速トルクは制御で
きないためである。
従来、電動機に負荷が連結された軸のねじれに起因して
発生する振動を抑制するようにした電動機の速度制御装
置としては、例えば特公昭６３−１８３９号公報に見ら
れるような構成のものかある。
発生する振動を抑制するようにした電動機の速度制御装
置としては、例えば特公昭６３−１８３９号公報に見ら
れるような構成のものかある。
第３図はこのような電動機の速度制御装置の構成を示す
ブロック図で、第２図と同一の構成要素には同一の記号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる構成要素に
ついてのみ述べる。図示するように電動機速度に直接関
係する加速度トルクを制御する構成として、速度検出器
４および電流検出器７でそれぞれ検出された速度検出値
および電流検出値が入力される輔トルクオブザーバＳＴ
Ｏを電流制御系との間に形成された新たなフィードバッ
ク系に設けたものである。この軸トルクオブザーバＳＴ
Ｏは速度検出器４および電流検出器７からそれぞれ入力
される速度検出値および電流検出値をもとに数学的演算
処理によって軸トルクを推定し、この推定値を電流制御
系の第２の減算器８にフィードバックするものである。
ブロック図で、第２図と同一の構成要素には同一の記号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる構成要素に
ついてのみ述べる。図示するように電動機速度に直接関
係する加速度トルクを制御する構成として、速度検出器
４および電流検出器７でそれぞれ検出された速度検出値
および電流検出値が入力される輔トルクオブザーバＳＴ
Ｏを電流制御系との間に形成された新たなフィードバッ
ク系に設けたものである。この軸トルクオブザーバＳＴ
Ｏは速度検出器４および電流検出器７からそれぞれ入力
される速度検出値および電流検出値をもとに数学的演算
処理によって軸トルクを推定し、この推定値を電流制御
系の第２の減算器８にフィードバックするものである。
この場合、数学的演算処理は制御対象が何であるかによ
って定められた数学モデルと速度検出値および電流検出
値とから、軸トルクのシミュレート値を求めている。
って定められた数学モデルと速度検出値および電流検出
値とから、軸トルクのシミュレート値を求めている。
したがって、このような軸トルクオブザーバＳＴＯが設
けられた電動機の速度制御装置にあっでは、電動機速度
の振動をある程度抑制することに期待できるるか、次の
ような点で問題がある。
けられた電動機の速度制御装置にあっでは、電動機速度
の振動をある程度抑制することに期待できるるか、次の
ような点で問題がある。
まず、第１にこの軸トルクオブザーバＳＴＯは、あくま
でも数学的演算処理による推定であるため、推定誤差、
真値への収束速度などに問題があり、正しい推定値が得
られないことがある。つまり、軸トルクオブザーバＳＴ
Ｏでは理論に基づく数学的演算処理により輔トルクを推
定しているか、実際の使用環境下においては、理論とは
異なり、ノイズなどの物理現象が存在しているにもかか
わらず、この物理現象については全く考慮されていない
。このため、物理現象による影響により本来意図した観
測動作とは全くかけ離れた動作となることもある。この
ような状態では軸トルクオブザーバＳＴＯの存在がかえ
って速度制御性能を悪（する場合すらある。
でも数学的演算処理による推定であるため、推定誤差、
真値への収束速度などに問題があり、正しい推定値が得
られないことがある。つまり、軸トルクオブザーバＳＴ
Ｏでは理論に基づく数学的演算処理により輔トルクを推
定しているか、実際の使用環境下においては、理論とは
異なり、ノイズなどの物理現象が存在しているにもかか
わらず、この物理現象については全く考慮されていない
。このため、物理現象による影響により本来意図した観
測動作とは全くかけ離れた動作となることもある。この
ような状態では軸トルクオブザーバＳＴＯの存在がかえ
って速度制御性能を悪（する場合すらある。
次にオブザーバ理論によれば、軸トルクオブザバＳＴＯ
には観測対象となる制御対象の数学モデルが必要とされ
るが、電動機および負荷系の正しい数学モデルを得るこ
とは必すしも容易なことではない。したがって、不正確
なモデルを用いて軸トルクを推定した場合にはもはや実
際の軸］・ルクとは異なったものとなることは明らかで
ある。
には観測対象となる制御対象の数学モデルが必要とされ
るが、電動機および負荷系の正しい数学モデルを得るこ
とは必すしも容易なことではない。したがって、不正確
なモデルを用いて軸トルクを推定した場合にはもはや実
際の軸］・ルクとは異なったものとなることは明らかで
ある。
さらに、観測対象のパラメータ、すなわち機械慣性、粘
性抵抗などが動作中に変化する場合には数学モデルが仮
に一時点または一動作点で正しいとしでも、全運転期間
中または全動作範囲を通して正しい推定を・期待するこ
とはてきない。例えば、鉄鋼等の圧延用駆動系において
は、電動機に圧延用ロールを連結した系の機械慣性があ
るか、この機械慣性を数学モデルに取入れても次のよう
な理由により不十分である。すなわち、鉄鋼なとの圧延
中に鉄板がロールに噛込まれてから抜けるまでの間に鉄
板の質量か変化するので、そのときの質量を考慮しなけ
ればならない。また、巻取機で鉄板を巻取る場合、巻取
か進むにつれて巻取った鉄板の質量が次第に増加するの
で、巻取開始時点と巻取完了時点とでは負荷の慣性が大
きく変ることが知られている。したがって、機械慣性を
一義的な数学モデルとして用いても精度のよい軸トルク
の推定はできない。
性抵抗などが動作中に変化する場合には数学モデルが仮
に一時点または一動作点で正しいとしでも、全運転期間
中または全動作範囲を通して正しい推定を・期待するこ
とはてきない。例えば、鉄鋼等の圧延用駆動系において
は、電動機に圧延用ロールを連結した系の機械慣性があ
るか、この機械慣性を数学モデルに取入れても次のよう
な理由により不十分である。すなわち、鉄鋼なとの圧延
中に鉄板がロールに噛込まれてから抜けるまでの間に鉄
板の質量か変化するので、そのときの質量を考慮しなけ
ればならない。また、巻取機で鉄板を巻取る場合、巻取
か進むにつれて巻取った鉄板の質量が次第に増加するの
で、巻取開始時点と巻取完了時点とでは負荷の慣性が大
きく変ることが知られている。したがって、機械慣性を
一義的な数学モデルとして用いても精度のよい軸トルク
の推定はできない。
同様に数学モデルを構築するには、観測対象のパラメー
タが必要となるが、観測対象が変る度に負荷のパラメー
タも変るため、数学モデルを調整しなければならないと
いう難点もある。
タが必要となるが、観測対象が変る度に負荷のパラメー
タも変るため、数学モデルを調整しなければならないと
いう難点もある。
（発明が解決しようとする課題）
このように従来の電動機の速度制御装置においては、輔
トルクオブザーバにより、速度検出器および電流検出器
でそれぞれ検出された速度検出値および電流検出値をも
とに数学モデルに基づく演算処理により軸トルクを推定
し、これを電流制御系にフィードバックして電動機に負
荷が連結された軸のねじれに起因して発生する振動を抑
制するようにしているが、前述したように軸トルクオブ
サーハはあくまでも数学的演算処理による推定であるた
め、推定誤差、真値への収束速度などに問題があり、正
しい推定値が得られないことかある。特に数学モデルは
制御対象によって一義的に定められているが、実際には
電動機および負荷の動作過程で数学モデルと異なった物
理現象が起こり得るため、本来意図した観Δ１り動作と
は全くかけ離れた動作となってしまうこともあり、信頼
性の点て難点がある。
トルクオブザーバにより、速度検出器および電流検出器
でそれぞれ検出された速度検出値および電流検出値をも
とに数学モデルに基づく演算処理により軸トルクを推定
し、これを電流制御系にフィードバックして電動機に負
荷が連結された軸のねじれに起因して発生する振動を抑
制するようにしているが、前述したように軸トルクオブ
サーハはあくまでも数学的演算処理による推定であるた
め、推定誤差、真値への収束速度などに問題があり、正
しい推定値が得られないことかある。特に数学モデルは
制御対象によって一義的に定められているが、実際には
電動機および負荷の動作過程で数学モデルと異なった物
理現象が起こり得るため、本来意図した観Δ１り動作と
は全くかけ離れた動作となってしまうこともあり、信頼
性の点て難点がある。
本発明は電動機および負荷の動作過程で起きる種々の物
理現象により負荷のパラメータが変化しても常に軸トル
クを正しく補正して軸のねじれによる振動を防止または
抑制することができる信頼性の高い電動機の速度制御方
法および装置を提供することを目１自とする。
理現象により負荷のパラメータが変化しても常に軸トル
クを正しく補正して軸のねじれによる振動を防止または
抑制することができる信頼性の高い電動機の速度制御方
法および装置を提供することを目１自とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は上・記の目的を達成するため、以下の方法また
は構成にて電動機の速度制御を行うようにしたものであ
る。
は構成にて電動機の速度制御を行うようにしたものであ
る。
第１の発明は負荷を駆動する電動機の電流指令値を電流
制御器に入力し、この電流制御器により電流指令値と電
流検出値との偏差に基づき前記電動機の電流を制御して
前記電動機の速度を制御する方法において、 前記負荷と電動機との間の軸に取付けられたトルク検出
器によりその軸に作用するトルクを検出し、このトルク
検出信号を前記電流制御器の人力段に前記電動機の加速
トルクを制御するための補正信号として入力して前記電
動機と負荷との間の軸に発生するトルク振動を制御また
は抑制するようにしたものである。
制御器に入力し、この電流制御器により電流指令値と電
流検出値との偏差に基づき前記電動機の電流を制御して
前記電動機の速度を制御する方法において、 前記負荷と電動機との間の軸に取付けられたトルク検出
器によりその軸に作用するトルクを検出し、このトルク
検出信号を前記電流制御器の人力段に前記電動機の加速
トルクを制御するための補正信号として入力して前記電
動機と負荷との間の軸に発生するトルク振動を制御また
は抑制するようにしたものである。
第２の発明は負荷を駆動する電動機の速度指令値と速度
検出値との偏差を求め、この偏差に基づき前記電動機の
電流指令値を出力する速度制御器と、この速度制御器か
ら入力される電流指令値と電流検出値との偏差に基づき
前記電動機の電流を制御する電流制御器とを備えた電動
機の速度制御装置において、 前記電動機と負荷とを連結する軸に取付けられ、この軸
に作用するトルクを検出するトルク検出器と、このトル
ク検出器により検出されたトルク信号を前記電流制御器
の入力段にフィードバックし、前記電流制御器に入力さ
れる電流指令値を補正して電動機の加速トルクを制御す
る補正手段とを設ける構成とするものである。
検出値との偏差を求め、この偏差に基づき前記電動機の
電流指令値を出力する速度制御器と、この速度制御器か
ら入力される電流指令値と電流検出値との偏差に基づき
前記電動機の電流を制御する電流制御器とを備えた電動
機の速度制御装置において、 前記電動機と負荷とを連結する軸に取付けられ、この軸
に作用するトルクを検出するトルク検出器と、このトル
ク検出器により検出されたトルク信号を前記電流制御器
の入力段にフィードバックし、前記電流制御器に入力さ
れる電流指令値を補正して電動機の加速トルクを制御す
る補正手段とを設ける構成とするものである。
（作用）
このような本発明による電動機の速度制御方法およそ装
置にあっては、軸トルク検出器により実際の物理現象に
基づいて計測された軸トルク信号を用いて電流制御器へ
の電流指令が正しく補正されるので、結果的に電動機の
加速トルクを制御することが可能となり、電動機と負荷
との間で発生する軸ねじれ振動を防止または抑制するこ
とができる。
置にあっては、軸トルク検出器により実際の物理現象に
基づいて計測された軸トルク信号を用いて電流制御器へ
の電流指令が正しく補正されるので、結果的に電動機の
加速トルクを制御することが可能となり、電動機と負荷
との間で発生する軸ねじれ振動を防止または抑制するこ
とができる。
（実施例）
以下不発＋ｊＪ）の一実施例を図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明による電動機の速度制御装置の構成例を
示すブロック図である。第１図に示すようにこの速度制
御系は、速度制御ループと電流制御マイナループとが構
成されている。速度制御ループは、負荷１１が軸１２を
介して連結された直流電動機１３の回転速度を検出する
速度検出器１４、速度指令値と速度検出器１４により検
出された速度検出値との偏差を求める第１の減算器１５
およびこの第１の減算器１５から入力される速度偏差を
もとに適当な制御理論に基づき電流指令値を出力する速
度制御器１６から構成されている。また電流制御マイナ
ーループは、電動機１３に流れる電流を検出する電流検
出器１７、速度側］ ２ 部器１６から入力される電流指令値と電流検出器１７で
検出された電流検圧値との偏差を求める第２の減算器１
８およびこの第２の減算器１８から入力される電流偏差
をもとに適当な制御理論に基づき制御電源２０に対して
電圧指令値を出力する電流制御器１９から構成されてい
る。なお、速度制御器１６および電流制御器１９は一般
的に比例積分回路により構成されている。
示すブロック図である。第１図に示すようにこの速度制
御系は、速度制御ループと電流制御マイナループとが構
成されている。速度制御ループは、負荷１１が軸１２を
介して連結された直流電動機１３の回転速度を検出する
速度検出器１４、速度指令値と速度検出器１４により検
出された速度検出値との偏差を求める第１の減算器１５
およびこの第１の減算器１５から入力される速度偏差を
もとに適当な制御理論に基づき電流指令値を出力する速
度制御器１６から構成されている。また電流制御マイナ
ーループは、電動機１３に流れる電流を検出する電流検
出器１７、速度側］ ２ 部器１６から入力される電流指令値と電流検出器１７で
検出された電流検圧値との偏差を求める第２の減算器１
８およびこの第２の減算器１８から入力される電流偏差
をもとに適当な制御理論に基づき制御電源２０に対して
電圧指令値を出力する電流制御器１９から構成されてい
る。なお、速度制御器１６および電流制御器１９は一般
的に比例積分回路により構成されている。
このような速度制御系において、本実施例ではます軸１
２に作用するトルクを検出するため、次のように構成す
る。負荷１と電動機３との間を連結する軸１２にストレ
インゲージ（ひずみゲージ）２１および送信機２２がそ
れぞれ取付けられる。
２に作用するトルクを検出するため、次のように構成す
る。負荷１と電動機３との間を連結する軸１２にストレ
インゲージ（ひずみゲージ）２１および送信機２２がそ
れぞれ取付けられる。
ストレインゲージ２１は軸１２のひすみ量を検出し、そ
の検出信号を電気信号として出力するものであり、また
送信機２２はストレインゲージ２１から入力される検出
信号をＦＭ変調して発信するＦＭ発信器を主体としてお
り、これら両者は軸１２と一体的に回転する。一方、非
回転側に設けられた受信器２３は送信機２２より発信さ
れたＦＭ波を受信し、このＦＭ波からひずみ間の検出信
号に復調するもので、この受信器２３で復調された検出
信号は信号処理回路２４に入力される。
の検出信号を電気信号として出力するものであり、また
送信機２２はストレインゲージ２１から入力される検出
信号をＦＭ変調して発信するＦＭ発信器を主体としてお
り、これら両者は軸１２と一体的に回転する。一方、非
回転側に設けられた受信器２３は送信機２２より発信さ
れたＦＭ波を受信し、このＦＭ波からひずみ間の検出信
号に復調するもので、この受信器２３で復調された検出
信号は信号処理回路２４に入力される。
この信号処理回路２４はストレインゲージ２１が検出し
た軸１２のひずみ量から（１）式に示す物理公式に基づ
いてトルクＴＳを求めると共に比例要素を通して電流信
号に変換するものである。
た軸１２のひずみ量から（１）式に示す物理公式に基づ
いてトルクＴＳを求めると共に比例要素を通して電流信
号に変換するものである。
Ｔ５＝（π／３２）Ｄ’ Ｇε ・・ （１）但し、
Ｄ、軸径、Ｇ、横弾性係数、ε：ひずみこれらストレイ
ンゲージ２１、このストレインゲージ２１で計測された
軸１２のひずみ量を送、受信する送信機２２および受信
器２３、この受信器２３の受信信号からトルク信号を求
める信号処理回路２４はトルク検出器２５を構成してお
り、このトルク検出器自体はすでに公知の技術なので、
ここではその詳細な説明を省略する。
Ｄ、軸径、Ｇ、横弾性係数、ε：ひずみこれらストレイ
ンゲージ２１、このストレインゲージ２１で計測された
軸１２のひずみ量を送、受信する送信機２２および受信
器２３、この受信器２３の受信信号からトルク信号を求
める信号処理回路２４はトルク検出器２５を構成してお
り、このトルク検出器自体はすでに公知の技術なので、
ここではその詳細な説明を省略する。
一方、トルク検出器２５て検出されたトルクに対応した
電流信号は信号処理回路２４に必要に応じて設けられる
微分要素により検出系の応答遅れが補償され、電流制御
器１９の人力段に設けられた加算器２６にフィードバッ
クされる。そして、この加算器２６ては速度制御器１６
より出力される電流指令値に軸トルクに応じた電流信号
とを加算して電流指令値を補正し、その加算値を電流制
御マイナループの第１の減算器１８に入力するように構
成する。
電流信号は信号処理回路２４に必要に応じて設けられる
微分要素により検出系の応答遅れが補償され、電流制御
器１９の人力段に設けられた加算器２６にフィードバッ
クされる。そして、この加算器２６ては速度制御器１６
より出力される電流指令値に軸トルクに応じた電流信号
とを加算して電流指令値を補正し、その加算値を電流制
御マイナループの第１の減算器１８に入力するように構
成する。
次にこのように構成された電動機の速度検出装置の作用
について述べる。
について述べる。
今、電動機の発生トルクをＴＧ１電動機の加速トルクＴ
ＡＣＣおよび軸トルクをＴ５とすると、Ｔ ｃ −Ｔ
ＡＣＣ十Ｔ ｓ ・・・（２）である。一般
に電流制御マイナループはトルク電流を制御するもので
あるが、トルク電流は発生トルクＴ６に比例するので、
結局電流制御マイナループは発生トルクＴＧを制御する
ことになる。ここで、電動機速度に直接関係するのは加
速トルクＴＡＣｏである。したがって、加速トルクＴＡ
ｃｃはＴＡＣＣ＝Ｔｃ Ｔｓ −（３）と
なるので、軸トルクが作用する制御対象を制御］５ する場合は発生トルクではなく、加速トルクを制御する
ことが理想的である。このためには（３）式において、
軸トルクＴｓを打消すように補償すれば、（３）式は ＴＡＣＣ＝Ｔｃ ・−（４）となり、
軸トルクが作用する場合でも加速トルクを制御できるこ
とになる。
ＡＣＣおよび軸トルクをＴ５とすると、Ｔ ｃ −Ｔ
ＡＣＣ十Ｔ ｓ ・・・（２）である。一般
に電流制御マイナループはトルク電流を制御するもので
あるが、トルク電流は発生トルクＴ６に比例するので、
結局電流制御マイナループは発生トルクＴＧを制御する
ことになる。ここで、電動機速度に直接関係するのは加
速トルクＴＡＣｏである。したがって、加速トルクＴＡ
ｃｃはＴＡＣＣ＝Ｔｃ Ｔｓ −（３）と
なるので、軸トルクが作用する制御対象を制御］５ する場合は発生トルクではなく、加速トルクを制御する
ことが理想的である。このためには（３）式において、
軸トルクＴｓを打消すように補償すれば、（３）式は ＴＡＣＣ＝Ｔｃ ・−（４）となり、
軸トルクが作用する場合でも加速トルクを制御できるこ
とになる。
この加速トルクを制御する直接的かつ理想的方法は、軸
トルクと加速トルクとの加え合わせ点にトルク検出器で
検出された軸トルクをフィードバックすればよいが、こ
れは実現不可能である。
トルクと加速トルクとの加え合わせ点にトルク検出器で
検出された軸トルクをフィードバックすればよいが、こ
れは実現不可能である。
そこで、本実施例では、前述したようにトルク検出器２
５により検出された軸トルクに応じた電流信号を電流制
御マイナループの入力段にフィトバックして加算器２６
により速度制御器１６から出力される電流指令値と加算
することにより、軸トルクに対応する成分を補正するこ
とができる。
５により検出された軸トルクに応じた電流信号を電流制
御マイナループの入力段にフィトバックして加算器２６
により速度制御器１６から出力される電流指令値と加算
することにより、軸トルクに対応する成分を補正するこ
とができる。
この場合、トルク検出器２５からフィードバックされる
信号は一種の電流指令補正信号になる。
信号は一種の電流指令補正信号になる。
このように本実施例では、トルク検出器２５により実際
の物理現象に基づいて計測された軸トルク信号を電流信
号に変換し、この電流１３号を電流制御器１９の入力段
に設けられた加算器２６にフィードバックして速度制御
器１６から出力される電流指令値に加算し、その加算値
を電流制御マイナループに入力することにより軸トルク
が考慮された正しい電流指令に補正されるので、結果的
に電動機の加速トルクを制御することが可能となり、電
動機１３と負荷１１との間て軸１２にねじれが発生して
もその軸ねじれによる振動を防止または抑制することが
できる。
の物理現象に基づいて計測された軸トルク信号を電流信
号に変換し、この電流１３号を電流制御器１９の入力段
に設けられた加算器２６にフィードバックして速度制御
器１６から出力される電流指令値に加算し、その加算値
を電流制御マイナループに入力することにより軸トルク
が考慮された正しい電流指令に補正されるので、結果的
に電動機の加速トルクを制御することが可能となり、電
動機１３と負荷１１との間て軸１２にねじれが発生して
もその軸ねじれによる振動を防止または抑制することが
できる。
なお、上記実施例ではトルク検出器２５として軸１２に
ストレインゲージ２１を取付けて輔ねじれを検出し、そ
の検出信号を送信機２２より受信器２３に送信し、その
受信信号を信号処理回路２４に入力する構成について述
べたが、回転部て軸１２のねじれを検出して非回転側に
伝送できるものであれば、他の構成要素を用いたもので
あってもよい。
ストレインゲージ２１を取付けて輔ねじれを検出し、そ
の検出信号を送信機２２より受信器２３に送信し、その
受信信号を信号処理回路２４に入力する構成について述
べたが、回転部て軸１２のねじれを検出して非回転側に
伝送できるものであれば、他の構成要素を用いたもので
あってもよい。
また、軸ねじれ検出信号から軸トルクを求める演算を信
号処理回路で行ったが、この演算を軸１２に取付けられ
た送信機側で行うようにしてもよい。
号処理回路で行ったが、この演算を軸１２に取付けられ
た送信機側で行うようにしてもよい。
さらに、上記実施例では速度検出器１４により検出され
た速度信号を直接速度制御器１６の入力段に設けられた
第１の減算器１５にフィードバックする構成について示
したが、このフィードバック系に速度制御の応答遅れを
補償する補償回路を設けるようにしてもよい。
た速度信号を直接速度制御器１６の入力段に設けられた
第１の減算器１５にフィードバックする構成について示
したが、このフィードバック系に速度制御の応答遅れを
補償する補償回路を設けるようにしてもよい。
本発明は上記実施例で述べた直流電動機に限らず、電流
またはトルク制御の評価に採用される異なる種類の電動
機、例えば交流誘導電動機や交流同期電動機についても
前述同様に適用することができる。この他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施できるも
のである。
またはトルク制御の評価に採用される異なる種類の電動
機、例えば交流誘導電動機や交流同期電動機についても
前述同様に適用することができる。この他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施できるも
のである。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、軸トルク検出器によ
り実際の物理現象に基づいて計測された軸トルク信号を
電流指令補正信号として電流制御マイナループにフィー
ドバックするようにしたので、電動機および負荷の動作
過程で起きる種々の物理現象による負荷変動や負荷のパ
ラメータが変化しても常に輔トルクを正しく補正するこ
とができ、軸のねじれによる速度振動を防止または抑制
することができる信頼性の高い電動機の速度制御方法お
よび装置を提供できる。
り実際の物理現象に基づいて計測された軸トルク信号を
電流指令補正信号として電流制御マイナループにフィー
ドバックするようにしたので、電動機および負荷の動作
過程で起きる種々の物理現象による負荷変動や負荷のパ
ラメータが変化しても常に輔トルクを正しく補正するこ
とができ、軸のねじれによる速度振動を防止または抑制
することができる信頼性の高い電動機の速度制御方法お
よび装置を提供できる。
第１図は本発明による電動機の速度制御装置の一実施例
を示すプブロック図、第２図および第３図は従来の電動
機の速度制御装置の異なる例をそれぞれ示すブ臼ツク図
である。 １１・・・負荷、１２・・・軸、１３・・・電動機、１
４・・・速度検出器、１５・・・第１の減算器、１６・
・・速度制御器、１７・・・電流検出器、１８・・・第
２の減算器、１つ・・・電流制御器、２０・・・制御電
源、２１・・・ストレインゲージ、２２・・・送信機、
２３・・・受信器、２４・・・信号処理回路、２５・・
・トルク検出器、２６・・・加算器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １ つ 第 図
を示すプブロック図、第２図および第３図は従来の電動
機の速度制御装置の異なる例をそれぞれ示すブ臼ツク図
である。 １１・・・負荷、１２・・・軸、１３・・・電動機、１
４・・・速度検出器、１５・・・第１の減算器、１６・
・・速度制御器、１７・・・電流検出器、１８・・・第
２の減算器、１つ・・・電流制御器、２０・・・制御電
源、２１・・・ストレインゲージ、２２・・・送信機、
２３・・・受信器、２４・・・信号処理回路、２５・・
・トルク検出器、２６・・・加算器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １ つ 第 図
Claims (5)
- （１）負荷を駆動する電動機の電流指令値を電流制御器
に入力し、この電流制御器により電流指令値と電流検出
値との偏差に基づき前記電動機の電流を制御して前記電
動機の速度を制御する方法において、 前記負荷と電動機との間の軸に取付けられたトルク検出
器によりその軸に作用するトルクを検出し、このトルク
検出信号を前記電流制御器の入力段に前記電動機の加速
トルクを制御するための補正信号として入力して前記電
動機と負荷との間の軸に発生するトルク振動を制御また
は抑制するようにしたことを特徴とする電動機の速度制
御方法。 - （２）負荷は圧延機である特許請求の範囲第１項に記載
の電動機の速度制御方法。 - （３）負荷を駆動する電動機の速度指令値と速度検出値
との偏差を求め、この偏差に基づき前記電動機の電流指
令値を出力する速度制御器と、この速度制御器から入力
される電流指令値と電流検出値との偏差に基づき前記電
動機の電流を制御する電流制御器とを備えた電動機の速
度制御装置において、 前記電動機と負荷とを連結する軸に取付けられ、この軸
に作用するトルクを検出するトルク検出器と、このトル
ク検出器により検出されたトルク信号を前記電流制御器
の入力段にフィードバックし、前記電流制御器に入力さ
れる電流指令値を補正して電動機の加速トルクを制御す
る補正手段とを設けたことを特徴とする電動機の速度制
御装置。 - （４）負荷は圧延機である特許請求の範囲第３項に記載
の電動機の速度制御装置。 - （５）負荷を駆動する電動機と、この電動機の電流を制
御する電流制御器と、前記電動機と負荷とを連結する軸
に取付けられたトルク検出器と、このトルク検出器によ
り検出されたトルク検出信号をフィルタリングする手段
と、この手段により取出されたトルク検出信号を前記電
流制御器に入力する入力手段とを備え、前記電動機と負
荷との間に発生するトルク振動を制御または抑制するこ
とを特徴とする電動機の速度制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264111A JPH04145886A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 電動機の速度制御装置 |
| CN91110663A CN1026936C (zh) | 1990-10-02 | 1991-09-30 | 电动机速度控制方法及装置 |
| CA002052588A CA2052588C (en) | 1990-10-02 | 1991-10-01 | Method and apparatus for controlling the speed of a motor |
| DE4132825A DE4132825A1 (de) | 1990-10-02 | 1991-10-02 | Verfahren und vorrichtung zum regeln der drehzahl eines elektromotors |
| KR1019910017303A KR940001914B1 (ko) | 1990-10-02 | 1991-10-02 | 모터 속도의 조절 방법 및 장치 |
| US07/769,842 US5263113A (en) | 1990-10-02 | 1991-10-02 | Method and apparatus for controlling the speed of a motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2264111A JPH04145886A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04145886A true JPH04145886A (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=17398653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2264111A Pending JPH04145886A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5263113A (ja) |
| JP (1) | JPH04145886A (ja) |
| KR (1) | KR940001914B1 (ja) |
| CN (1) | CN1026936C (ja) |
| CA (1) | CA2052588C (ja) |
| DE (1) | DE4132825A1 (ja) |
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- 1991-10-02 US US07/769,842 patent/US5263113A/en not_active Expired - Lifetime
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