JPH04236183A - 直流電動機の速度制御装置 - Google Patents
直流電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPH04236183A JPH04236183A JP3002767A JP276791A JPH04236183A JP H04236183 A JPH04236183 A JP H04236183A JP 3002767 A JP3002767 A JP 3002767A JP 276791 A JP276791 A JP 276791A JP H04236183 A JPH04236183 A JP H04236183A
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- JP
- Japan
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- speed
- motor
- deviation
- amplifier
- current
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- Pending
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (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
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、急激な加減速が要求さ
れる電動機の速度制御装置に関するものである。
れる電動機の速度制御装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来の電動機の速度制御装置の一例を図
３に示す。図３に示す電動機の速度制御装置は、制御対
象となる直流電動機１，直流電動機１の状態をフィード
バックする速度センサ２および電流センサ３，直流電動
機１に電力を供給する電力変換器４，電力変換器４に電
力を供給するトランス５，速度センサ２および電流セン
サ３の出力信号に応じて電力変換器４の出力電圧を制御
する制御回路６から構成されている。
３に示す。図３に示す電動機の速度制御装置は、制御対
象となる直流電動機１，直流電動機１の状態をフィード
バックする速度センサ２および電流センサ３，直流電動
機１に電力を供給する電力変換器４，電力変換器４に電
力を供給するトランス５，速度センサ２および電流セン
サ３の出力信号に応じて電力変換器４の出力電圧を制御
する制御回路６から構成されている。
【０００４】制御回路６はさらに、速度制御増幅器１１
，速度制御増幅器１１の出力を制限するリミッタ１２，
電流制御増幅器１３および位相制御回路１４から構成さ
れている。
，速度制御増幅器１１の出力を制限するリミッタ１２，
電流制御増幅器１３および位相制御回路１４から構成さ
れている。
【０００５】一般に、直流電動機の速度Ｎと端子電圧Ｖ
との間には次の関係がある。 Ｖ＝ＩＲ＋Ｋ・Φ・Ｎ ここに、Ｉは電動機に流れる電流、Ｒは巻線を含む抵抗
、Ｋ・Φ・Ｎは、無負荷すなわち電流がゼロの時の端子
電圧であり、またＫは定数、Φは界磁磁束である。従っ
て界磁磁束Φを一定にすると、電動機の速度Ｎは端子電
圧Ｖによって制御される。
との間には次の関係がある。 Ｖ＝ＩＲ＋Ｋ・Φ・Ｎ ここに、Ｉは電動機に流れる電流、Ｒは巻線を含む抵抗
、Ｋ・Φ・Ｎは、無負荷すなわち電流がゼロの時の端子
電圧であり、またＫは定数、Φは界磁磁束である。従っ
て界磁磁束Φを一定にすると、電動機の速度Ｎは端子電
圧Ｖによって制御される。
【０００６】制御回路６に速度設定値ω＊ が入力され
ると、速度センサ２からのモータ検出速度ωと比較され
、その偏差△ω＝ω＊ −ωが計算され、この偏差△ω
が速度制御増幅器１１に入力され、偏差△ωをゼロとす
るのに必要な電動機電流基準Ｉ＊ が求められ、さらに
リミッタ１２で過大電流が制限され、実際の電流基準Ｉ
ａ ＊ が得られる。
ると、速度センサ２からのモータ検出速度ωと比較され
、その偏差△ω＝ω＊ −ωが計算され、この偏差△ω
が速度制御増幅器１１に入力され、偏差△ωをゼロとす
るのに必要な電動機電流基準Ｉ＊ が求められ、さらに
リミッタ１２で過大電流が制限され、実際の電流基準Ｉ
ａ ＊ が得られる。
【０００７】この電流基準Ｉａ ＊ が電流センサ３か
らの実際の電動機電流Ｉａ と比較され、その偏差△Ｉ
＝Ｉａ ＊ −Ｉａ が計算され、この偏差△Ｉが電流
制御増幅器１３に入力され、偏差△Ｉをゼロとするのに
必要な端子電圧基準Ｖ＊ が求められ、この端子電圧基
準Ｖ＊ が位相制御回路１４に入力され、位相制御回路
１４とサイリスタ変換器４を介して実際の電圧を電動機
１に入力し、速度設定値ω＊ とモータ速度ωが等しく
なるように電動機端子電圧Ｖが制御される。
らの実際の電動機電流Ｉａ と比較され、その偏差△Ｉ
＝Ｉａ ＊ −Ｉａ が計算され、この偏差△Ｉが電流
制御増幅器１３に入力され、偏差△Ｉをゼロとするのに
必要な端子電圧基準Ｖ＊ が求められ、この端子電圧基
準Ｖ＊ が位相制御回路１４に入力され、位相制御回路
１４とサイリスタ変換器４を介して実際の電圧を電動機
１に入力し、速度設定値ω＊ とモータ速度ωが等しく
なるように電動機端子電圧Ｖが制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来は、上記電動機の
制御装置の速度制御増幅器１１として比例・積分増幅器
が使用されており、比例・積分増幅器はその特長として
、入力すなわち速度偏差△ωが大きいときはその出力も
大きく変化し、速度偏差△ωが小さくなると出力も小さ
く変化し、速度偏差△ωがゼロになると出力は一定とな
る。
制御装置の速度制御増幅器１１として比例・積分増幅器
が使用されており、比例・積分増幅器はその特長として
、入力すなわち速度偏差△ωが大きいときはその出力も
大きく変化し、速度偏差△ωが小さくなると出力も小さ
く変化し、速度偏差△ωがゼロになると出力は一定とな
る。
【０００９】この特長は、通常の使用状態では電動機速
度ωが滑らかに安定して制御されるので問題とならない
が、急激な加速／減速が必要なときは問題となる。
度ωが滑らかに安定して制御されるので問題とならない
が、急激な加速／減速が必要なときは問題となる。
【００１０】すなわち、図４にすように、急激な加速／
減速を行うために速度設定値ω＊ が時点ｔ０ にステ
ップ状に増加すると、電動機速度ωに対する速度偏差△
ω＝ω＊ −ωは急激に増大し、これが速度制御増幅器
１１に入力され、その出力はリミッタ１２でリミットさ
れ、電動機電流Ｉａ はある時点ｔ１ まで一定となり
、この間電動機速度ωは直線的に増加する。
減速を行うために速度設定値ω＊ が時点ｔ０ にステ
ップ状に増加すると、電動機速度ωに対する速度偏差△
ω＝ω＊ −ωは急激に増大し、これが速度制御増幅器
１１に入力され、その出力はリミッタ１２でリミットさ
れ、電動機電流Ｉａ はある時点ｔ１ まで一定となり
、この間電動機速度ωは直線的に増加する。
【００１１】電動機速度ωが増大すると速度偏差△ωが
低減し、これによって速度制御増幅器１１の出力も小さ
くなり、電動機電流Ｉａ も小さくなり、最終的に電動
機速度ωが速度設定値ω＊ と等しくなると電動機電流
Ｉａ もゼロになる。
低減し、これによって速度制御増幅器１１の出力も小さ
くなり、電動機電流Ｉａ も小さくなり、最終的に電動
機速度ωが速度設定値ω＊ と等しくなると電動機電流
Ｉａ もゼロになる。
【００１２】この場合、電動機速度ωは、図４の鎖線の
ように動くのが理想的であり、加速時間も短縮できるが
、従来の比例・積分増幅器では実現不可能である。
ように動くのが理想的であり、加速時間も短縮できるが
、従来の比例・積分増幅器では実現不可能である。
【００１３】また、一定速度運転中に急激に電動機負荷
が増加すると速度が低下し、この速度低下は速度制御増
幅器１１によって元に戻されるが、速度が元へ戻るのに
時間がかかるという問題がある。
が増加すると速度が低下し、この速度低下は速度制御増
幅器１１によって元に戻されるが、速度が元へ戻るのに
時間がかかるという問題がある。
【００１４】本発明は、上述した従来の比例・積分増幅
器の欠点を補い、急激な加減速を可能にすると共に、運
転中の負荷の急激な変化による速度の変動を小さくした
電動機の速度制御装置を提供することを目的としている
。［発明の構成］
器の欠点を補い、急激な加減速を可能にすると共に、運
転中の負荷の急激な変化による速度の変動を小さくした
電動機の速度制御装置を提供することを目的としている
。［発明の構成］
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、速度
基準と電動機の速度とを比較し、その偏差に応じて電動
機の電流基準を与える速度制御増幅器を備えた電動機の
速度制御装置において、速度基準に対応する電動機の理
想速度を与える速度パターン発生器と、上記理想速度と
電動機の速度とを比較し、その偏差に応じて上記速度制
御増幅器の出力を補償する補償増幅器を備え、電動機の
加減速時および負荷急変時に、電動機の速度を目標値に
正確に保持できるようにしたものである。
基準と電動機の速度とを比較し、その偏差に応じて電動
機の電流基準を与える速度制御増幅器を備えた電動機の
速度制御装置において、速度基準に対応する電動機の理
想速度を与える速度パターン発生器と、上記理想速度と
電動機の速度とを比較し、その偏差に応じて上記速度制
御増幅器の出力を補償する補償増幅器を備え、電動機の
加減速時および負荷急変時に、電動機の速度を目標値に
正確に保持できるようにしたものである。
【００１６】すなわち、速度設定値より電動機の理想的
な速度基準を求め、この理想速度と実際の電動機速度の
偏差をとり、この偏差に補償ゲインを乗算し、速度制御
増幅器の出力に加算することによって電動機速度は理想
速度に一致するように制御される。
な速度基準を求め、この理想速度と実際の電動機速度の
偏差をとり、この偏差に補償ゲインを乗算し、速度制御
増幅器の出力に加算することによって電動機速度は理想
速度に一致するように制御される。
【００１７】従って理想速度として急激な加減速パター
ンをもてば、この理想速度に一致するような制御が可能
であり、また急激な負荷によって速度が低下しても、理
想速度との偏差によって、急速に速度を回復させること
が可能となる。
ンをもてば、この理想速度に一致するような制御が可能
であり、また急激な負荷によって速度が低下しても、理
想速度との偏差によって、急速に速度を回復させること
が可能となる。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図１は直流
電動機の速度制御装置の一例を示すもので、制御対象と
なる直流電動機１，直流電動機１の状態をフィードバッ
クする速度センサ２および直流センサ３，直流電動機１
に電力を供給する電力変換器４，電力変換器４に電力を
供給するトランス５，速度センサ２および電流センサ３
の信号を用いて電力変換器４の出力電圧を制御する制御
回路７から構成されている。
電動機の速度制御装置の一例を示すもので、制御対象と
なる直流電動機１，直流電動機１の状態をフィードバッ
クする速度センサ２および直流センサ３，直流電動機１
に電力を供給する電力変換器４，電力変換器４に電力を
供給するトランス５，速度センサ２および電流センサ３
の信号を用いて電力変換器４の出力電圧を制御する制御
回路７から構成されている。
【００１９】さらに、制御回路７は、速度制御増幅器１
１，速度パターン発生器１５，補償増幅器１６，速度制
御増幅器１１と補償増幅器１６の出力を制限するリミッ
タ１２，電流制御増幅器１３および位相制御回路１４か
ら構成されている。
１，速度パターン発生器１５，補償増幅器１６，速度制
御増幅器１１と補償増幅器１６の出力を制限するリミッ
タ１２，電流制御増幅器１３および位相制御回路１４か
ら構成されている。
【００２０】制御回路７に速度設定値ω＊ が入力され
ると共に速度センサ２からモータ速度ωが入力されると
、その偏差△ω＝ω＊ −ωが計算され、この偏差△ω
を速度制御増幅器１１に入力することによって速度偏差
△ωをゼロにするのに必要な電動機電流が比例積分演算
によって求められ、これが速度制御増幅器１１の出力と
なる。一方、速度設定値ω＊は速度パターン発生器１５
にも入力され、速度パターン発生器１５は速度設定値ω
＊ に対応する電動機の理想速度ωｉ を発生させる。
ると共に速度センサ２からモータ速度ωが入力されると
、その偏差△ω＝ω＊ −ωが計算され、この偏差△ω
を速度制御増幅器１１に入力することによって速度偏差
△ωをゼロにするのに必要な電動機電流が比例積分演算
によって求められ、これが速度制御増幅器１１の出力と
なる。一方、速度設定値ω＊は速度パターン発生器１５
にも入力され、速度パターン発生器１５は速度設定値ω
＊ に対応する電動機の理想速度ωｉ を発生させる。
【００２１】速度設定値ω＊ を図２に示すステップ状
の設定値とすると、これに対する理想速度ωｉ は図２
に示すωと同じ形の台形状の速度となり、これがパター
ン発生器１５から出力され、この理想速度ωｉ がモー
タ速度ωと比較され、偏差△ωｉ ＝ωｉ −ωが得ら
れる。
の設定値とすると、これに対する理想速度ωｉ は図２
に示すωと同じ形の台形状の速度となり、これがパター
ン発生器１５から出力され、この理想速度ωｉ がモー
タ速度ωと比較され、偏差△ωｉ ＝ωｉ −ωが得ら
れる。
【００２２】この偏差△ωｉ は補償増幅器１６に入力
されて比例演算が実行され、△ωｉ をゼロにするのに
必要な電動機電流が求められ、これが補償増幅器１６の
出力となり、この補償増幅器１６の出力と速度制御増幅
器１１の出力とが加算されて電流基準Ｉ＊ となり、さ
らにリミッタ１２を通って実際の電流基準Ｉａ ＊ と
なる。
されて比例演算が実行され、△ωｉ をゼロにするのに
必要な電動機電流が求められ、これが補償増幅器１６の
出力となり、この補償増幅器１６の出力と速度制御増幅
器１１の出力とが加算されて電流基準Ｉ＊ となり、さ
らにリミッタ１２を通って実際の電流基準Ｉａ ＊ と
なる。
【００２３】この電流基準Ｉａ ＊ が電流センサ３か
らの実際の電動機電流Ｉａ と比較され、その偏差△Ｉ
＝Ｉａ ＊ −Ｉａ が計算され、この偏差△Ｉａ を
電流増幅器１３に入力し、電流偏差△Ｉａ をゼロとす
るのに必要な端子電圧基準Ｖ＊ が求められる。
らの実際の電動機電流Ｉａ と比較され、その偏差△Ｉ
＝Ｉａ ＊ −Ｉａ が計算され、この偏差△Ｉａ を
電流増幅器１３に入力し、電流偏差△Ｉａ をゼロとす
るのに必要な端子電圧基準Ｖ＊ が求められる。
【００２４】この端子電圧基準Ｖ＊ は位相制御回路１
４に入力され、サイリスタ変換器４を介して実際の電圧
に変換されて直流電動機１に印加され、それによってモ
ータ速度ωが速度基準ω＊ に制御される。
４に入力され、サイリスタ変換器４を介して実際の電圧
に変換されて直流電動機１に印加され、それによってモ
ータ速度ωが速度基準ω＊ に制御される。
【００２５】図１の構成において、図２に示すようなス
テップ状の速度設定値ω＊ が入力されると、その時点
では△ω＝ω＊ −ωが大きいので制御増幅器１１の出
力のみでリミッタ１２の上限にかかり、電流基準Ｉａ
＊ はミット値となり、これに対応する電流によってモ
ータ速度ωが上昇する。
テップ状の速度設定値ω＊ が入力されると、その時点
では△ω＝ω＊ −ωが大きいので制御増幅器１１の出
力のみでリミッタ１２の上限にかかり、電流基準Ｉａ
＊ はミット値となり、これに対応する電流によってモ
ータ速度ωが上昇する。
【００２６】モータ速度ωが上昇して速度設定値ω＊
に近づくと偏差△ωが小さくなり、これに伴って速度制
御増幅器１１の出力を減少し、速度制御増幅器１１の出
力が減少するとモータ電流も減少し、モータの加速度が
低下するが、このときパターン発生器１５より出力され
る理想速度基準ωｉ ＊ とモータ速度ωとの偏差△ω
ｉ ＝ωｉ ＊ −ωが大きくなり、これによって補償
増幅器１６を介して電流基準Ｉ＊ が大きくなり、モー
タ電流の減少が無くなり、モータは一定の加速度で設定
速度ω＊ まで加速される。
に近づくと偏差△ωが小さくなり、これに伴って速度制
御増幅器１１の出力を減少し、速度制御増幅器１１の出
力が減少するとモータ電流も減少し、モータの加速度が
低下するが、このときパターン発生器１５より出力され
る理想速度基準ωｉ ＊ とモータ速度ωとの偏差△ω
ｉ ＝ωｉ ＊ −ωが大きくなり、これによって補償
増幅器１６を介して電流基準Ｉ＊ が大きくなり、モー
タ電流の減少が無くなり、モータは一定の加速度で設定
速度ω＊ まで加速される。
【００２７】また、電動機の負荷が急激に増加すると、
電動機速度ωは低下し、設定速度ω＊ が一定であれば
速度偏差△ω＝ω＊ −ωが増大し、電流基準Ｉ＊ を
増加させ、電動機速度ωを元に戻すように速度制御増幅
器１１が動作する。図１ではさらに、理想速度ωｉ ＊
との偏差△ωｉ ＝ωｉ ＊ −ωも大きくなるので
電流基準Ｉ＊ が増加が速くなり、電動機速度ωの回復
も速くなる。
電動機速度ωは低下し、設定速度ω＊ が一定であれば
速度偏差△ω＝ω＊ −ωが増大し、電流基準Ｉ＊ を
増加させ、電動機速度ωを元に戻すように速度制御増幅
器１１が動作する。図１ではさらに、理想速度ωｉ ＊
との偏差△ωｉ ＝ωｉ ＊ −ωも大きくなるので
電流基準Ｉ＊ が増加が速くなり、電動機速度ωの回復
も速くなる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、理
想速度と電動機速度を比較する補償増幅器を付加するこ
とによって、急激な加減速を可能とすると共に、負荷外
乱にも強い電動機の速度制御装置が得られる。
想速度と電動機速度を比較する補償増幅器を付加するこ
とによって、急激な加減速を可能とすると共に、負荷外
乱にも強い電動機の速度制御装置が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す制御ブロック図。
【図２】本発明の動作の一例を示すタイムチャート。
【図３】従来の電動機の速度制御装置の一例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図４】従来の速度制御装置の動作の一例を示すタイム
チャート。
チャート。
１…電動機、２…速度センサ、３…電流センサ、４…電
力変換器、５…トランス、６，７…制御回路、１１…速
度制御増幅器、１２…リミッタ、１３…電流制御増幅器
、１４…位相制御回路、１５…速度パターン発生器、１
６…補償増幅器。
力変換器、５…トランス、６，７…制御回路、１１…速
度制御増幅器、１２…リミッタ、１３…電流制御増幅器
、１４…位相制御回路、１５…速度パターン発生器、１
６…補償増幅器。
Claims (1)
- 【請求項１】 速度基準と電動機の速度とを比較し、
その偏差に応じて電動機の電流基準を与える速度制御増
幅器を備えた電動機の速度制御装置において、上記速度
基準に対応する電動機の理想速度を与える速度パターン
発生器と、上記理想速度と電動機の速度とを比較し、そ
の偏差に応じて上記速度制御増幅器の出力を補償する補
償増幅器を備えたことを特徴とする電動機の速度制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002767A JPH04236183A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 直流電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002767A JPH04236183A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 直流電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236183A true JPH04236183A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11538492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3002767A Pending JPH04236183A (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 直流電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236183A (ja) |
-
1991
- 1991-01-14 JP JP3002767A patent/JPH04236183A/ja active Pending
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