JPH0527128B2 - - Google Patents

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JPH0527128B2
JPH0527128B2 JP27252284A JP27252284A JPH0527128B2 JP H0527128 B2 JPH0527128 B2 JP H0527128B2 JP 27252284 A JP27252284 A JP 27252284A JP 27252284 A JP27252284 A JP 27252284A JP H0527128 B2 JPH0527128 B2 JP H0527128B2
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JP
Japan
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current
magnetic field
coil
value
detector
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JP27252284A
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JPS61148516A (en
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Itaru Asai
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F7/00Regulating magnetic variables

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、直流電流により磁界を発生するコ
イルの制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a control device for a coil that generates a magnetic field using a direct current.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

第2図は磁界制御により磁界発生コイルを制御
する従来例を示すブロツク図であつて、交流電源
2からの交流電力を絶縁変圧器3と整流器4とで
直流電力に変換し、平滑コンデンサ5により平滑
された直流電力はトランジスタ6のオン時間とオ
フ時間の比率を変化させるいわゆるチヨツパ制御
により所望の直流電力に変換されてコイル8に与
えられる。ここで符号7はフリーホイールダイオ
ードである。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example of controlling a magnetic field generating coil by magnetic field control. The smoothed DC power is converted into desired DC power by so-called chopper control that changes the ratio of the on time and off time of the transistor 6, and is applied to the coil 8. Here, numeral 7 is a freewheel diode.

直流電流が流れることによりコイル8が生ずる
磁界の強さは磁界検出器11より検出され、磁界
増幅器12により増幅されたのちに磁界設定器1
3の設定値と比較され、この両者の偏差を零にす
る制御信号が磁界調節器14から出力される。こ
の磁界調節器14からの出力信号はベース駆動回
路15に送られてトランジスタ6を適宜オン・オ
フさせるので、コイル8が生ずる磁界の強さを磁
界設定器13が設定する値に維持することができ
る。
The strength of the magnetic field generated by the coil 8 when a direct current flows is detected by the magnetic field detector 11, amplified by the magnetic field amplifier 12, and then transmitted to the magnetic field setting device 1.
The magnetic field adjuster 14 outputs a control signal that makes the difference between the two values zero. The output signal from the magnetic field adjuster 14 is sent to the base drive circuit 15 to turn on and off the transistor 6 as appropriate, so that the strength of the magnetic field generated by the coil 8 can be maintained at the value set by the magnetic field setting device 13. can.

しかしながら磁界の強さを検出するための磁界
検出器11にはホール素子あるいは核磁気共鳴現
象を利用するシステムなどが用いられるのである
が、ホール素子は温度変化によるドリフトがある
こと、また核磁気共鳴現象を利用するものは、測
定に一定の周期的な操作が必要であることから連
続的に測定することができないばかりでなく応答
速度が遅い欠点があるので、いずれも磁界の強さ
を高精度で制御することは困難である。
However, the magnetic field detector 11 for detecting the strength of the magnetic field uses a Hall element or a system that utilizes the nuclear magnetic resonance phenomenon. Methods that utilize this phenomenon require certain periodic operations for measurement, which not only makes it impossible to measure continuously but also has the disadvantage of slow response speed. It is difficult to control.

第3図は電流制御により磁界発生コイルを制御
する従来例を示すブロツク図であつて、交流電源
2からの交流電力を絶縁変圧器3と整流器4とで
直流電力に変換したのち平滑コンデンサ5により
平滑し、さらにトランジスタ6とフリーホイール
ダイオード7を経て所望の直流電力に変換してコ
ンデンサ8を励磁するのは前述の第2図に示す従
来例の場合と同じである。この第3図に示す従来
例は、コイル8に流れる電流の大きさと磁界の強
さとが比例関係にあることに着目したものであつ
て、コイル8に流れる電流を分流器21と絶縁増
幅器22とで検出し、電流設定器23が定める電
流設定値とこの電流検出値との偏差を電流調節器
24に入力させ、この電流調節器24からの制御
出力信号をベース駆動回路15を経てトランジス
タ6のベースに与えてこのトランジスタ6を適宜
オン・オフさせることによりコイル8に流れる電
流を所望値に制御しようとするものである。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example of controlling a magnetic field generating coil by current control, in which AC power from an AC power source 2 is converted into DC power by an insulating transformer 3 and a rectifier 4, and then by a smoothing capacitor 5. The smoothing and further conversion to desired DC power through the transistor 6 and freewheeling diode 7 to excite the capacitor 8 are the same as in the conventional example shown in FIG. 2 described above. The conventional example shown in FIG. 3 focuses on the fact that there is a proportional relationship between the magnitude of the current flowing through the coil 8 and the strength of the magnetic field.The conventional example shown in FIG. The deviation between the current setting value determined by the current setting device 23 and this detected current value is input to the current regulator 24, and the control output signal from the current regulator 24 is sent to the transistor 6 via the base drive circuit 15. The current flowing through the coil 8 is controlled to a desired value by supplying the current to the base and turning the transistor 6 on and off as appropriate.

この第3図に示す従来例は高速度の制御は可能
であるが、温度によるコイル寸法の変化や、鉄心
などの残留磁化等により磁界の強さが変化するた
め、磁界の強さを所望値に維持することができな
い欠点を有する。
Although the conventional example shown in Fig. 3 is capable of high-speed control, the strength of the magnetic field changes due to changes in coil dimensions due to temperature, residual magnetization of the iron core, etc., so it is difficult to control the strength of the magnetic field to a desired value. It has the disadvantage that it cannot be maintained.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、応答速度が速く、かつ磁界の強さ
を高精度で制御できる磁界発生コイルの制御装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for a magnetic field generating coil that has a fast response speed and can control the strength of a magnetic field with high precision.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

この発明は、磁界発生コイルに流れる電流と発
生磁界とを検出し、この磁界検出値から所要電流
の理論値を演算して求め、この電流理論値と電流
検出値とを比較して両者の差分を電流設定値に加
算して電流調節動作を行わせようとするものであ
り、前述の両電流の差分はサンプルホールド回路
を用いて所定の時期に更新するようにして制御精
度を向上させるとともに高速度の応答の妨げにな
らないようにしようとするものである。
This invention detects the current flowing through a magnetic field generating coil and the generated magnetic field, calculates the theoretical value of the required current from the detected magnetic field value, compares the theoretical current value with the detected current value, and calculates the difference between the two. is added to the current set value to perform current adjustment operation, and the difference between the two currents mentioned above is updated at a predetermined time using a sample and hold circuit to improve control accuracy and to This is intended to avoid interfering with speed response.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
り、この第1図により以下に本発明の内容を記述
する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and the content of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図において、交流電源2からの交流電力は
絶縁と変圧とを兼ねている絶縁変圧器3ならびに
整流器4により直流電力に変換され、平滑コンデ
ンサ5によりリツプル分が除去されて平滑な直流
電力となる。トランジスタ6は高速度でオン・オ
フ動作を繰返すのであるが、オン時間とオフ時間
との比率を変化させることにより、フリーホイー
ルダイオード7の作用とともにコイル8に流れる
電流値を制御する。
In FIG. 1, AC power from an AC power source 2 is converted into DC power by an isolation transformer 3 and a rectifier 4, which serve as both insulation and transformer, and a ripple component is removed by a smoothing capacitor 5, resulting in smooth DC power. Become. The transistor 6 repeats on/off operations at high speed, and by changing the ratio between the on time and the off time, the current value flowing through the coil 8 is controlled along with the action of the freewheeling diode 7.

コイル8に流れる電流は分流器21と絶縁増幅
器22とにより検出されるのであるが、この電流
検出値と電流設定器23が設定する電流設定値と
の偏差が比例積分演算器で構成される電流調節器
24に入力され、電流調節器24は入力される偏
差を零にする制御信号を出力するのであるが、こ
の出力信号はベース駆動回路15を経てトランジ
スタ6のベース回路に与えられるので、このトラ
ンジスタ6はコイル8に流れる電流を電流設定器
23が設定する値に一致させるように制御する。
一方コイル8が発生する磁界の強さが磁界検出器
11により検出されるので、磁界増幅器12を介
して得られるこの磁界検出値からこのコイル8に
流すべき電流理論値が仮想電流演算器31により
演算される。このようにして求められた電流理論
値と前述の電流検出値との偏差がサンプルホール
ド回路32に入力される。
The current flowing through the coil 8 is detected by the shunt 21 and the isolation amplifier 22, and the deviation between this detected current value and the current setting value set by the current setting device 23 is determined by the proportional-integral calculator. The current regulator 24 outputs a control signal that makes the input deviation zero, but this output signal is given to the base circuit of the transistor 6 via the base drive circuit 15. The transistor 6 controls the current flowing through the coil 8 to match the value set by the current setting device 23.
On the other hand, since the strength of the magnetic field generated by the coil 8 is detected by the magnetic field detector 11, the theoretical value of the current to be passed through the coil 8 is determined by the virtual current calculator 31 from the detected magnetic field value obtained via the magnetic field amplifier 12. Calculated. The deviation between the theoretical current value obtained in this way and the above-mentioned detected current value is input to the sample and hold circuit 32.

サンプル指令回路33が所定のタイミングでサ
ンプルホールド回路32にサンプル指令を送る
と、その時点の入力信号がこのサンプルホールド
回路32から出力されて上述の電流検出値および
電流設定値と加え合わせて電流調節器24に入力
されるようになつている。すなわち絶縁増幅器2
2が出力する電流検出値と仮想電流演算器31が
出力する電流理論値との差分が磁界誤差であり、
サンプル指令信号が発せられた時点におけるこの
磁界誤差分だけ電流設定値の大きさを加減してい
る。ここでサンプル指令回路33から出力される
サンプル指令信号の時間間隔を適宜の長さにする
ならば、応答速度の遅い磁界検出器11でも十分
に対応してその誤差分を修正できる。
When the sample command circuit 33 sends a sample command to the sample hold circuit 32 at a predetermined timing, the input signal at that time is output from the sample hold circuit 32 and added to the above-mentioned current detection value and current setting value to adjust the current. 24. That is, isolation amplifier 2
The difference between the detected current value outputted by 2 and the theoretical current value outputted by the virtual current calculator 31 is the magnetic field error,
The magnitude of the current setting value is adjusted by this magnetic field error at the time when the sample command signal is issued. Here, if the time interval of the sample command signal outputted from the sample command circuit 33 is set to an appropriate length, even the magnetic field detector 11 with a slow response speed can sufficiently respond and correct the error.

なお、上述のサンプル指令は、当該コイル8を
始動するときと、ウオームアツプ完了して正規運
転を開始するときの2回のみであつてもよい。す
なわち第1回目の始動時のサンプル指令は、いわ
ゆるイニシヤルリセツトであつて、コイル8の残
留磁化分が補正された電流設定値を目標値とする
電流制御が行われるようにしてウオームアツプ運
転を開始することになる。このウオームアツプ運
転によりコイル8の温度が上昇して一定になれば
ウオームアツプ完了であるから、この時点で第2
回目のサンプル指令が発せられ、磁界の強さと電
流の大きさとの関係が計画値から外れた分の補正
が行われる。このようにして電流設定値の補正が
行われたのちは定電流制御により運転状態に入る
こととなる。
Note that the above-mentioned sample command may be issued only twice: when starting the coil 8 and when starting normal operation after completion of warm-up. That is, the sample command at the first start is a so-called initial reset, and warm-up operation is performed so that current control is performed with the current setting value corrected for the residual magnetization of the coil 8 as the target value. It will start. When the temperature of the coil 8 rises due to this warm-up operation and becomes constant, the warm-up is complete, so at this point the second
A second sample command is issued, and a correction is made for the relationship between the strength of the magnetic field and the magnitude of the current that deviates from the planned value. After the current setting value is corrected in this way, the operating state is entered by constant current control.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、磁界発生コイルに流れる電
流を一定電流に制御するループの電流設定値を電
流検出値と電流理論値との差分で補正するように
構成しているので、この磁界発生コイルのウオー
ムアツプが完了して定常状態になつたあとでは定
磁界制御となるので、最初から定電流制御を行う
ものにくらべれば、コイル外形の変化の影響やコ
イル周辺の磁性材料の残留磁化による影響などが
除去できる。また補正のための電流検出値と電流
理論値との差分はサンプルホールド回路を介し、
適宜サンプル指令に応じて電流設定値を補正する
ようにしているので、核磁気共鳴現象を利用する
磁界検出器のように応答速度の遅い検出器を使用
できるし、ドリフトが大きい磁界検出であつても
運転中のコイルが発生する磁界の安定度を確保で
きるし、これら磁界検出器で定まる精度を確保で
きる。さらに直流電流は高速度検出できることか
ら、電源の電圧変動や各種の外乱に対しても高い
応答速度を確保できる。
According to this invention, the current setting value of the loop that controls the current flowing through the magnetic field generating coil to a constant current is corrected by the difference between the detected current value and the theoretical current value. After warm-up is completed and the steady state is reached, constant magnetic field control is applied, so compared to a case where constant current control is performed from the beginning, there is less influence from changes in the coil outline and residual magnetization of the magnetic material around the coil. can be removed. In addition, the difference between the detected current value and the theoretical current value for correction is processed through a sample and hold circuit.
Since the current setting value is corrected appropriately according to the sample command, it is possible to use a detector with a slow response speed, such as a magnetic field detector that uses nuclear magnetic resonance phenomena, and it is possible to use a magnetic field detector with a large drift. The stability of the magnetic field generated by the coil during operation can be ensured, and the accuracy determined by these magnetic field detectors can be ensured. Furthermore, since direct current can be detected at high speed, a high response speed can be ensured even against power supply voltage fluctuations and various disturbances.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
り、第2図は磁界制御により磁界発生コイルを制
御する従来例を示すブロツク図、第3図は電流制
御により磁界発生コイルを制御する従来例を示す
ブロツク図である。 2……交流電源、3……絶縁変圧器、4……整
流器、5……平滑コンデンサ、6……トランジス
タ、7……フリーホイールダイオード、8……コ
イル、11……磁界検出器、12……磁界増幅
器、13……磁界設定器、14……磁界調節器、
15……ベース駆動回路、21……分流器、22
……絶縁増幅器、23……電流設定器、24……
電流調節器、31……仮想電流演算器、32……
サンプルホールド回路、33……サンプル指令回
路。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a conventional example of controlling a magnetic field generating coil by magnetic field control, and Fig. 3 is a block diagram of a conventional example of controlling a magnetic field generating coil by current control. FIG. 2 is a block diagram showing an example. 2... AC power supply, 3... Isolation transformer, 4... Rectifier, 5... Smoothing capacitor, 6... Transistor, 7... Freewheel diode, 8... Coil, 11... Magnetic field detector, 12... ...Magnetic field amplifier, 13...Magnetic field setting device, 14...Magnetic field adjuster,
15... base drive circuit, 21... shunt, 22
...Isolation amplifier, 23...Current setting device, 24...
Current regulator, 31...Virtual current calculator, 32...
Sample hold circuit, 33...Sample command circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直流電流を流すことにより磁界を発生するコ
イルにおいて、前記コイルに流れる直流電流を検
出する電流検出器と該コイルが生ずる磁界の強さ
を検出する磁界検出器とを備え、電流設定器が定
める電流設定値と前記電流検出器が検出する電流
検出値との偏差を入力して前記コイルに流れる直
流電流を電流設定値に一致させる制御信号を出力
する電流調節器と、前記磁界検出器により得られ
る磁界の強さに対応する直流電流理論値を演算す
る仮想電流演算器と、該仮想電流演算器が出力す
る電流理論値と前記電流検出器からの電流検出値
との差分を入力するとともにサンプル指令回路か
らのサンプル指令信号が与えられるときの差分入
力信号を前記電流設定値に加算または減算するよ
うに出力するサンプルホールド回路とを備えてい
ることを特徴とする磁界発生コイルの制御装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の制御装置におい
て、前記サンプル指令回路は、前記コイルの始動
時とウオームアツプ完了時にサンプルホールド回
路にサンプル指令信号を与えるサンプル指令回路
であることを特徴とする磁界発生コイルの制御装
置。
[Claims] 1. A coil that generates a magnetic field by passing a direct current, comprising a current detector that detects the direct current flowing through the coil and a magnetic field detector that detects the strength of the magnetic field generated by the coil. , a current regulator that inputs the deviation between the current setting value determined by the current setting device and the current detection value detected by the current detector and outputs a control signal to make the DC current flowing through the coil match the current setting value; a virtual current calculator that calculates a theoretical DC current value corresponding to the strength of the magnetic field obtained by the magnetic field detector; and a virtual current calculator that calculates a theoretical current value output by the virtual current calculator and a current detected value from the current detector. A magnetic field generator comprising: a sample hold circuit that inputs a difference and outputs a difference input signal to be added to or subtracted from the current setting value when a sample command signal from a sample command circuit is given. Coil control device. 2. The control device according to claim 1, wherein the sample command circuit is a sample command circuit that provides a sample command signal to the sample hold circuit at the time of starting the coil and at the completion of warm-up of the magnetic field. Generator coil control device.
JP27252284A 1984-12-24 1984-12-24 Control device of magnetic field generating coil Granted JPS61148516A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27252284A JPS61148516A (en) 1984-12-24 1984-12-24 Control device of magnetic field generating coil

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JP27252284A JPS61148516A (en) 1984-12-24 1984-12-24 Control device of magnetic field generating coil

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JPS61148516A JPS61148516A (en) 1986-07-07
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DE4022410A1 (en) * 1990-07-13 1992-01-16 Thomson Brandt Gmbh Magnetic field reversing circuit with coil - couples inductance terminal to supply voltage source pole via third controllable switch
DE102015116771B4 (en) * 2015-10-02 2021-07-01 Krohne Messtechnik Gmbh Method for setting a constant magnetic field strength of a magnetic field in a magneto-inductive flow measuring device and related magneto-inductive flow measuring device

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