JPH0740033B2 - 回転制御装置 - Google Patents

回転制御装置

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JPH0740033B2
JPH0740033B2 JP62229977A JP22997787A JPH0740033B2 JP H0740033 B2 JPH0740033 B2 JP H0740033B2 JP 62229977 A JP62229977 A JP 62229977A JP 22997787 A JP22997787 A JP 22997787A JP H0740033 B2 JPH0740033 B2 JP H0740033B2
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triangular wave
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徹 吉岡
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,回転制御装置,特に原動機の回転制御に用い
られる回転数検出回路のF−Vコンバータに関するもの
である。
(従来の技術) 従来,原動機の回転制御に用いられる回転数検出回路の
F−Vコンバータとして,チャージ・ポンプ式のF−V
コンバータが用いられていた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら従来の回転数検出回路に用いられているチ
ャージ・ポンプ式のF−Vコンバータでは,その応答性
が悪く,原動機の回転変動に即応した検出電圧が得られ
ない欠点があった。
現在の交流発電機において,その周波数が一定であるこ
とを要求する機器が多く,発電機の負荷側の負荷変動に
対応してその回転数が変動する発動発電機の原動機の回
転変動を,電圧に変換された検出信号として迅速に応答
するF−Vコンバータの実現が望まれている。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので,応答性の優れ
たP−HタイプのF−Vコンバータを提供することを目
的としている。
(問題点を解決するための手段) そしてそのため本発明の回転制御装置はガバナ制御装置
を備え、原動機の定速回転制御が行われる発動発電機装
置において、 ガバナ制御装置に、 原動機の回転数を電圧と回転数とでそれぞれ検出する電
圧検出回路及び回転数検出回路と、 該電圧検出回路又は回転数検出回路のいずれか一方の検
出信号を優先させ回転検出信号とするフェール・セーフ
回路と、 原動機の負荷の重さを検出し、その重さに応じて制御系
のゲインを変えさせるゲイン自動調整回路と、 該ゲイン自動調整回路から得られた出力を基にPID制御
の制御信号を作成するPID調整器と、 該PID調整器の出力をパルス幅の制御信号に変換するPWM
回路部と、 該PWM回路部が出力するPWM信号に応じて原動機の回転制
御を行うアクチェータと、 上記各回路部へ正負の2極性電源を供給する電源装置と
を備えると共に、 さらに上記回転数検出回路には、 回転数信号波形を整形する波形整形回路と、 該波形整形回路が出力する波形毎にパルスを発生させる
第1の単安定マルチ・バイブレータ回路と、 該第1の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
ルスの立ち上がり及び立ち下がりに応答してパルスをそ
れぞれ出力する第2及び第3の単安定マルチ・バイブレ
ータ回路と、 該第3の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
ルスを基に、三角波電圧を発生させる三角波発生回路
と、 該三角波発生回路の三角波電圧で充電されるホールド・
コンデンサと、 該第2の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
ルスを基に、三角波発生回路の三角波電圧でホールド・
コンデンサの充電を開始させる充電回路と、 ホールド・コンデンサに充電された電荷を、第2の単安
定マルチ・バイブレータ回路が出力するパルスで放電さ
せる放電回路と をもつF−Vコンバータを備え、当該F−Vコンバータ
の出力が前記フェール・セーフ回路の入力として供給さ
れる構成をもつ ことを特徴としている。以下図面を参照しながら本発明
の一実施例を説明する。
(実施例) 第1図は本発明に係わる回転制御装置のF−Vコンバー
タの一実施例構成,第2図は第1図の三角波発生回路の
他の構成例,第3図は第1図の動作を説明しているタイ
ムチャート,第4図は出力が回転数検出信号の周期に比
例することを説明している波形説明図,第5図は出力を
回転数検出信号の周波数に比例させるための回路構成
例,第6図(A)ないし(D)は第5図の動作を説明す
るための動作特性説明図,第7図は回転数検出信号の周
波数が低くなったときの出力の応答性を説明している応
答説明図,第8図は本発明に係わる回転制御装置のF−
Vコンバータが使用されている発動発電機の一実施例構
成を示している。
第1図ないし第7図の本発明に係わる回転制御装置のF
−Vコンバータを説明する前に,第8図を用いて発動発
電機における原動機の回転数が,ガバナ制御装置により
自動制御される概略を先に説明しておく。
第8図において,符号1は発電発電機,2は回転数検出回
路,3は電圧検出回路,4はフェール・セーフ回路,5はゲイ
ン自動調整回路,6はPID調整器,7は増幅器,8はPWM回路
部,9はアクチェータ,10は電源装置を表している。
発動発電機1の原動機又は発電機側から,負荷変動又は
何らかの原因に基づく該発動発電機1の回転変動が,回
転数検出回路2と電圧検出回路3とによって,それぞれ
個別に検出される。回転数検出回路2によって検出され
た回転数検出信号,及び電圧検出回路3によって検出さ
れた電圧検出信号は,フェール・セーフ回路4でいずれ
か一方の検出信号,例えば電圧検出信号が優先的に上記
発動発電機1の回転検出信号として選出される。他方の
回転数検出信号は,上記電圧検出回路3系に異常が発生
したとき,該電圧検出回路3から得られた電圧検出信号
に替え,回転数検出回路2から得られる回転数検出信号
が回転検出信号としてフェール・セーフ回路4で選出さ
れ,原動機の暴走等その異常回転の発生を防止するよう
になっている。ゲイン自動調整回路5は発動発電機1の
出力から現負荷の軽重,すなわち重さを検出し,該負荷
の重さに応じて制御系のゲインを決定する。そして系の
ゲインがこの決定された値となされるべく,上記フェー
ル・セーフ回路4から選出された検出信号,すなわち電
圧検出信号を増幅する。続いてPID調整器6で目標値と
最終値との間の残留偏差,すなわち定常誤差が最小とな
り,応答性も回転変動に素早く追従されるべき制御信号
に変えられる。該制御信号は増幅器7で増幅され,さら
にPWM回路部8で該制御信号はPWM信号に変換される。該
PWM信号でロータリ・エンコーダのアクチェータ9を制
御し,アクチェータが出力する角度によって発動発電機
1における原動機の回転数が一定になるように制御され
る。電源装置10から各回路部へ正負の2極性電源電圧が
供給されている。この電源装置10から供給される正負の
電圧でアクチェータ9のロータリ・エンコーダの回転を
上記PWM信号のパルス幅に応じて正又は逆回転させ,原
動機の回転数を一定にする正逆の制御角信号を得てい
る。
次に,本発明に係わる回転制御装置のF−Vコンバータ
を第1図と共に説明する。
第1図において,符号11は波形整形回路,12は第1の単
安定マルチ・バイブレータ回路,13は第2の単安定マル
チ・バイブレータ回路,14は第3の単安定マルチ・バイ
ブレータ回路,15は三角波発生回路,16は充電回路,17は
ホールド・コンデンサ,18は放電回路,19,20はオペ・ア
ンプ,21,22はトランジスタ,23ないし25はインバータ,2
6,27はダイオード,28はコンデンサ,29ないし32は抵抗を
表している。
第1の単安定マルチ・バイブレータ回路12は,波形整形
回路11で波形整形された矩形出力の立ち上がりでトリガ
がかかり,第3図(B)図示の如くパルス幅t1のパルス
を出力する。また第2の単安定マルチ・バイブレータ回
路13と第3の単安定マルチ・バイブレータ回路14は,該
第1の単安定マルチ・バイブレータ回路12が出力するパ
ルスの立ち下がり及び立ち上がりをトリガとし,パルス
幅t2,t3のパルスを出力する。第8図に示された回転数
検出回路2で検出された回転数検出信号の周期をtとす
ると,波形整形回路11から周期tの矩形波が第3図
(A)図示の如く出力されるが,該周期tに対し第1の
単安定マルチ・バイブレータ回路12が出力するパルス幅
t1との間ではt≫t1,そして該パルス幅t1と上記第2の
単安定マルチ・バイブレータ回路13,第3の単安定マル
チ・バイブレータ回路14がそれぞれ出力するパルス幅
t2,t3の間ではt1≫t2,t3の関係になるように各パルス幅
が設定されている。
第2の単安定マルチ・バイブレータ回路13から「L」の
パルスが出力されると,充電回路16内のオペ・アンプ19
の反転入力端子に「H」が入力され,従って該オペ・ア
ンプ19の出力は「L」となる。このとき放電回路18内の
トランジスタ22はオンとなっており,ホールド・コンデ
ンサ17に充電されていた電荷は抵抗32,トランジスタ22
を経て,第3図(F)図示の如く放電される。そして該
第2の単安定マルチ・バイブレータ回路13のパルスが時
経過後「H」になると,放電回路18内のトランジス
タ22はオフとなる。また充電回路16内のダイオード26は
逆バイアスされ,ホールド・コンデンサ17は該充電回路
16を介して,三角波発生回路15内のコンデンサ28に充電
されているピーク値電圧により充電され,第3図(F)
図示の如くコンデンサ28のピーク値電圧に追従する。
一方,第2の単安定マルチ・バイブレータ回路13のパル
ス発生t1後に第3の単安定マルチ・バイブレータ回路14
からパルスが出力され「L」となると,三角波発生回路
15内のトランジスタ21はオンとなり,コンデンサ28に充
電されていた電荷は,第3図(E)図示の如く,抵抗2
9,トランジスタ21を介して放電される。そして時間t3
過して,第3の単安定マルチ・バイブレータ回路14のパ
ルスが「H」に戻ると,トランジスタ21はオフとなり,
コンデンサ28は抵抗30を介して第3図(E)図示の如く
充電される。
上記説明の動作が,波形整形回路11へ回転数検出信号の
一波が入力する毎に繰り返される。
なお放電回路18内のオペ・アンプ20は,ホールド・コン
デンサ17の電圧を出力するバッファ・アンプを構成して
いる。
第3図(E)に示される如く,回転数検出信号の周期t
に応じて,コンデンサ28に充電される電荷によるピーク
値電圧Vは変化し,該コンデンサ28のピーク値電圧Vの
高さは回転数検出信号の周期tに比例する。すなわち回
転数検出信号の周期が長くなると,つまりコンデンサ28
を充電する時間が長くなると,該コンデンサ28の電圧V
は高くなり,また逆に回転数検出信号の周期が短くなれ
ば,その充電時間が短くなり,該コンデンサ28の電圧V
は低くなる。
第4図は出力が回転数検出信号の周期に比例することを
説明している波形説明図を示しており,回転数検出信号
の周期がT2=2T1の関係にあるときの周期T1,T2の出力
V1,V2を説明している。
すなわち周期が長いT2のとき,抵抗30を介して充電され
るコンデンサ28のピーク値電圧はV2となり,該コンデン
サ28に追従するホールド・コンデンサ17の電圧もV2とな
る。
一方周期が半分のT1のとき,抵抗30を介して充電される
コンデンサ28のピーク値電圧は,充電時間が半分のT1
あるからV1となり,従ってホールド・コンデンサ17の電
圧もV1となる。
そこで,出力が回転数検出信号の周期に比例するために
は,コンデンサ28を充電する充電電流が常に一定である
回路構成にしておけばよい。第2図は三角波発生回路の
他の一実施例構成を示しており,FETトランジスタ33と抵
抗34とで定電流回路を構成し,常に一定の電流がコンデ
ンサ28へ流れるようにしたものである。第2図図示の三
角波発生回路を第1図の三角波発生回路15に置換すれ
ば,第1図のものよりもさらに性能が上記の理由により
向上する。
第5図は出力を回転数検出信号の周波数に比例させるた
めの回路構成例を示しており,符号20は第1図のものに
対応している。符号35はオペ・アンプ,36,37は抵抗を示
している。
周波数は周期の逆数であるから,上記オペ・アンプ35と
抵抗36,37とで,オペ・アンプ20の出力を逆数とするよ
うな常数を選んでおけば,回転数検出信号の周波数に比
例した出力を得ることができる。
すなわち,第5図において,回転数検出信号の周期を
T3,T4(T4>T3)としたときの点P1の出力は,第6図
(A)図示の如くなり,点P1における出力の周期に対す
る値は第6図(B)図示の如くになる。
そこで抵抗36と抵抗37との抵抗値を同一に選べば,点P2
の出力は第6図(C)図示の如くになる。同図におい
て,P1は点P1の出力,P2は点P2の出力を示している。
周波数は周期の逆数であるから,回転数検出信号の周波
数と点P2における出力との関係は,第6図(D)図示の
如くなり,点P2の出力は周波数にほぼ比例する。
第7図は回転数検出信号の周波数が低くなったときの出
力の応答性を説明している応答説明図を示しており,例
えば時間T0で回転数検出信号の周波数が変わり低くなっ
たものとする。コンデンサ28に充電された電荷の放電電
圧V0が,該V0より高いV5になるまでコンデンサ28に充電
されている電荷は放電されなくなるので,時間T0以後に
おいて該コンデンサ28に充電される電荷により該コンデ
ンサ28の電圧がV0になる時間TS後は,該コンデンサ28の
電圧が上昇して行き,従って該コンデンサ28のピーク値
電圧に追従するホールド・コンデンサ17の電圧も第7図
図示の如く上昇する。すなわち回転数検出信号の周波数
が低くなったときの応答性が良いことを示している。
(発明の効果) 以上説明した如く,本発明によれば,回転数検出信号の
周波数或いは周期に比例した出力をこの両者について容
易に得ることができる。またホールド・コンデンサ17の
電圧は三角波発生回路内の三角波用のコンデンサのピー
ク値電圧に追従するようになっているので,その応答性
も良い。そして回路構成が単純で,従って安価となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる回転制御装置のF−Vコンバー
タの一実施例構成,第2図は第1図の三角波発生回路の
他の構成例,第3図は第1図の動作を説明しているタイ
ムチャート,第4図は出力が回転数検出信号の周期に比
例することを説明している波形説明図,第5図は出力を
回転数検出信号の周波数に比例させるための回路構成
例,第6図(A)ないし(D)は第5図の動作を説明す
るための動作特性説明図,第7図は回転数検出信号の周
波数が低くなったときの出力の応答性を説明している応
答説明図,第8図は本発明に係わる回転制御装置のF−
Vコンバータが使用されている発動発電機の一実施例構
成を示している。 図中,1は発動発電機,2は回転数検出回路,3は電圧検出回
路,4はフェール・セーフ回路,5はゲイン自動調整回路,6
はPID調整器,7は増幅器,8はPWM回路部,9はアクチェー
タ,10は電源装置,11は波形整形回路,12は第1の単安定
マルチ・バイブレータ回路,13は第2の単安定マルチ・
バイブレータ回路,14は第3の単安定マルチ・バイブレ
ータ回路,15は三角波発生回路,16は充電回路,17はホー
ルド・コンデンサ,18は放電回路,19,20はオペ・アンプ,
21,22はトランジスタ,23ないし25はインバータ,26,27は
ダイオード,28はコンデンサ,29ないし32は抵抗,33はFET
トランジスタ,34は抵抗,35はオペ・アンプ,36,37は抵抗
を表している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガバナ制御装置を備え、原動機の定速回転
    制御が行われる発動発電機装置において、 ガバナ制御装置に、 原動機の回転数を電圧と回転数とでそれぞれ検出する電
    圧検出回路及び回転数検出回路と、 該電圧検出回路又は回転数検出回路のいずれか一方の検
    出信号を優先させ回転検出信号とするフェール・セーフ
    回路と、 原動機の負荷の重さを検出し、その重さに応じて制御系
    のゲインを変えさせるゲイン自動調整回路と、 該ゲイン自動調整回路から得られた出力を基にPID制御
    の制御信号を作成するPID調整器と、 該PID調整器の出力をパルス幅の制御信号に変換するPWM
    回路部と、 該PWM回路部が出力するPWM信号に応じて原動機の回転制
    御を行うアクチェータと、 上記各回路部へ正負の2極性電源を供給する電源装置と
    を備えると共に、 さらに上記回転数検出回路には、 回転数信号波形を整形する波形整形回路と、 該波形整形回路が出力する波形毎にパルスを発生させる
    第1の単安定マルチ・・バイブレータ回路と、 該第1の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
    ルスの立ち上がり及び立ち下がりに応答してパルスをそ
    れぞれ出力する第2及び第3の単安定マルチ・バイブレ
    ータ回路と、 該第3の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
    ルスを基に、三角波電圧を発生させる三角波発生回路
    と、 該三角波発生回路の三角波電圧で充電されるホールド・
    コンデンサと、 該第2の単安定マルチ・バイブレータ回路が出力するパ
    ルスを基に、三角波発生回路の三角波電圧でホールド・
    コンデンサの充電を開始させる充電回路と、 ホールド・コンデンサに充電された電荷を、第2の単安
    定マルチ・バイブレータ回路が出力するパルスで放電さ
    せる放電回路と をもつF−Vコンバータを備え、当該F−Vコンバータ
    の出力が前記フェール・セーフ回路の入力として供給さ
    れる構成をもつ ことを特徴とする回転制御装置。
JP62229977A 1987-09-14 1987-09-14 回転制御装置 Expired - Lifetime JPH0740033B2 (ja)

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JPS6472073A JPS6472073A (en) 1989-03-16
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6021346B2 (ja) * 1978-06-23 1985-05-27 株式会社日立製作所 回転数検出装置
JPS60162959A (ja) * 1984-02-03 1985-08-24 Hitachi Ltd 電子式エンジン制御装置
JPS61210880A (ja) * 1985-03-13 1986-09-19 Ricoh Co Ltd モ−タ−制御方式

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