JPH0847278A - 直流電動機の発電制動回路 - Google Patents
直流電動機の発電制動回路Info
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- JPH0847278A JPH0847278A JP19468294A JP19468294A JPH0847278A JP H0847278 A JPH0847278 A JP H0847278A JP 19468294 A JP19468294 A JP 19468294A JP 19468294 A JP19468294 A JP 19468294A JP H0847278 A JPH0847278 A JP H0847278A
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- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】直流電動機の発電制動開始時の過大制動トルク
による被駆動機の機械的な異常振動を防止し、また、制
動が進み低速になるにつれて制動トルク不足になり、制
動時間が長くなるのを防止する。 【構成】制動開始時には界磁電流を弱め、制動開始後に
は界磁電流を強めるようにした界磁電流切換手段を備え
た発電制動回路を構成してなるもので、さらには、直流
電動機の回転速度を検出する手段を介して制動トルクを
ほぼ一定に制御する発電制動回路を構成し、さらに進ん
では、電機子電流をも検出する手段を介して制動トルク
を一定に制御する発電制動回路を構成する。
による被駆動機の機械的な異常振動を防止し、また、制
動が進み低速になるにつれて制動トルク不足になり、制
動時間が長くなるのを防止する。 【構成】制動開始時には界磁電流を弱め、制動開始後に
は界磁電流を強めるようにした界磁電流切換手段を備え
た発電制動回路を構成してなるもので、さらには、直流
電動機の回転速度を検出する手段を介して制動トルクを
ほぼ一定に制御する発電制動回路を構成し、さらに進ん
では、電機子電流をも検出する手段を介して制動トルク
を一定に制御する発電制動回路を構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機(以下DM
と称する)で駆動する一般産業用機械に異常や事故が発
生した場合、機械を急減速させ停止させるためにDMを
発電機として動作させ、これらの回転部のもつ機械的エ
ネルギーを電気的エネルギーに変換し抵抗器で熱として
消費させる発電制動回路に関するものである。
と称する)で駆動する一般産業用機械に異常や事故が発
生した場合、機械を急減速させ停止させるためにDMを
発電機として動作させ、これらの回転部のもつ機械的エ
ネルギーを電気的エネルギーに変換し抵抗器で熱として
消費させる発電制動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】DMの発電制動回路の一例を図6に示
す。図6は従来例の要部構成とその制御方式を示すもの
で、1は定格界磁電流設定器、5は界磁電流制御装置、
6はDMの界磁巻線、7はDMの電機子、8と9は発電
制動用の電極接触器と抵抗器、10は直流電源変換装置、
11は交流しゃ断器である。
す。図6は従来例の要部構成とその制御方式を示すもの
で、1は定格界磁電流設定器、5は界磁電流制御装置、
6はDMの界磁巻線、7はDMの電機子、8と9は発電
制動用の電極接触器と抵抗器、10は直流電源変換装置、
11は交流しゃ断器である。
【0003】すなわち、図6に示す定格界磁電流設定器
1の信号により、界磁電流制御装置5が定格界磁電流を
一定値に保つよう制御して界磁巻線に給電する。この状
態で、直流電源変換装置10で交流電源を直流電源に変換
して、電機子7へ電機子電流をIaの図示の向きに供給
するとDMは電動機として作用する。このとき発電制動
用電磁接触器8は開の状態にある。
1の信号により、界磁電流制御装置5が定格界磁電流を
一定値に保つよう制御して界磁巻線に給電する。この状
態で、直流電源変換装置10で交流電源を直流電源に変換
して、電機子7へ電機子電流をIaの図示の向きに供給
するとDMは電動機として作用する。このとき発電制動
用電磁接触器8は開の状態にある。
【0004】発電制動時には、交流しゃ断器11を開放す
るなどして、直流電源変換装置10からDMへの電機子交
流Iaの供給を断ち、発電制動用電磁接触器8を閉にす
る。DMは慣性力などで駆動されて発電機として動作
し、電機子電流Ibが発電制動用抵抗器9に流れて熱消
費する。電機子電流IbはDMが電動機として動作して
いる時と逆向きで誘起電圧Eと同一方向となるので、発
生トルクも電動機として動作している時と逆向きとなり
制動が行なわれる。
るなどして、直流電源変換装置10からDMへの電機子交
流Iaの供給を断ち、発電制動用電磁接触器8を閉にす
る。DMは慣性力などで駆動されて発電機として動作
し、電機子電流Ibが発電制動用抵抗器9に流れて熱消
費する。電機子電流IbはDMが電動機として動作して
いる時と逆向きで誘起電圧Eと同一方向となるので、発
生トルクも電動機として動作している時と逆向きとなり
制動が行なわれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、界磁電
流が一定の場合、DMの発電制動時の誘起電圧は制動が
進みDMの回転速度が下るにつれて低下し、抵抗値が一
定の発電制動用抵抗器に流れる電機子電流も減少するの
で、結果として制動トルクはDMの回転速度に比例する
ようになる。
流が一定の場合、DMの発電制動時の誘起電圧は制動が
進みDMの回転速度が下るにつれて低下し、抵抗値が一
定の発電制動用抵抗器に流れる電機子電流も減少するの
で、結果として制動トルクはDMの回転速度に比例する
ようになる。
【0006】すなわち、発電制動開始時の回転速度では
大きな制動トルクが発生し、制動が進み低速になると小
さな制動トルクが発生する。このため、DMが駆動する
機械の摩擦損トルクや慣性能力がDMの発生トルクや慣
性能力に比較して小さい場合では、発電制動開始時には
被駆動機械にとっては、相対的に過大な制動トルクを受
けることになり機械的な異常振動を起こすことがある。
また、制動が進み低速になるにつれて制動トルクが減少
し、減速時間が長くなるなどの不具合が発生することも
ある。
大きな制動トルクが発生し、制動が進み低速になると小
さな制動トルクが発生する。このため、DMが駆動する
機械の摩擦損トルクや慣性能力がDMの発生トルクや慣
性能力に比較して小さい場合では、発電制動開始時には
被駆動機械にとっては、相対的に過大な制動トルクを受
けることになり機械的な異常振動を起こすことがある。
また、制動が進み低速になるにつれて制動トルクが減少
し、減速時間が長くなるなどの不具合が発生することも
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、制動開始時には界磁電流
を弱め、制動開始後制動トルクが不足となる時点に界磁
電流を強めるようにした、界磁電流切換手段を備えた発
電制動回路を構成するものである。
点に鑑みなされたものであり、制動開始時には界磁電流
を弱め、制動開始後制動トルクが不足となる時点に界磁
電流を強めるようにした、界磁電流切換手段を備えた発
電制動回路を構成するものである。
【0008】また、制動が進み低速に向うDMの回転速
度を検出し、この回転速度の信号に大略反比例するよう
界磁電流を連続的に増加させる制御回路を備え、制動ト
ルクがほぼ一定となるよう制御する発電制動回路を構成
するものである。
度を検出し、この回転速度の信号に大略反比例するよう
界磁電流を連続的に増加させる制御回路を備え、制動ト
ルクがほぼ一定となるよう制御する発電制動回路を構成
するものである。
【0009】さらには同様の発想より、制動時の電機子
電流の2乗値に制動トルクが比例することにも着眼し、
この電機子電流を検出し、この信号の2乗値と前期DM
の回転速度の信号値との比が一定となるよう界磁電流を
制御する回路を備え、制動トルクが一定となるよう制御
する発電制動回路を構成してなるものである。
電流の2乗値に制動トルクが比例することにも着眼し、
この電機子電流を検出し、この信号の2乗値と前期DM
の回転速度の信号値との比が一定となるよう界磁電流を
制御する回路を備え、制動トルクが一定となるよう制御
する発電制動回路を構成してなるものである。
【0010】
【作用】図1は本発明の界磁電流切り換え回路を備えた
発電制動回路の動作説明図であるが、交流電源や直流電
源変換装置および交流電源は図示を省略する。図1にお
いて、DMが電動機として運転中にこの運転をとりや
め、発電制動による減速に移るときには、図示していな
い直流電源変換装置からDMの電機子7への給電を断っ
た後、リレー接点3を閉から開に、リレー接点4を開か
ら閉に切り換え、界磁電流制御装置5には定格界磁電流
を出力するよう指令する信号に代えて、弱め界磁電流を
出力するよう指令する信号を与えるので、界磁電流制御
装置5は定格界磁電流から弱め界磁電流へと電流値を変
更し、ある時間経過して界磁巻線6を弱め界磁状態にす
る。ここまで、リレー接点22と発電制動用電磁接触器8
は開の状態にある。
発電制動回路の動作説明図であるが、交流電源や直流電
源変換装置および交流電源は図示を省略する。図1にお
いて、DMが電動機として運転中にこの運転をとりや
め、発電制動による減速に移るときには、図示していな
い直流電源変換装置からDMの電機子7への給電を断っ
た後、リレー接点3を閉から開に、リレー接点4を開か
ら閉に切り換え、界磁電流制御装置5には定格界磁電流
を出力するよう指令する信号に代えて、弱め界磁電流を
出力するよう指令する信号を与えるので、界磁電流制御
装置5は定格界磁電流から弱め界磁電流へと電流値を変
更し、ある時間経過して界磁巻線6を弱め界磁状態にす
る。ここまで、リレー接点22と発電制動用電磁接触器8
は開の状態にある。
【0011】その後、発電制動用電磁接触器8を投入し
て電機子電流Ibを発電制動用抵抗器9で熱消費させて
発電制動を開始する。弱め界磁状態では、定格界磁のと
きよりもDMが発生する発電制動トルクは小さいので、
従来例のように定格界磁で行なわれる発電制動開始時に
DMが発生する大きな制動トルクによって起る被駆動機
械の異常振動を防止する。
て電機子電流Ibを発電制動用抵抗器9で熱消費させて
発電制動を開始する。弱め界磁状態では、定格界磁のと
きよりもDMが発生する発電制動トルクは小さいので、
従来例のように定格界磁で行なわれる発電制動開始時に
DMが発生する大きな制動トルクによって起る被駆動機
械の異常振動を防止する。
【0012】発電制動用電磁接触器8を投入後、制動ト
ルクが不足となる時点にリレー接点22を開から閉にし、
リレー接点4を閉から開に切り換え、界磁電流制御装置
5には弱め界磁電流を出力するよう指令する信号に代え
て、強め界磁電流を出力するよう指令する信号を与える
ので、界磁電流制御装置5は弱め界磁電流から強め界磁
電流へと電流値を増加させ、ある時間経過して界磁巻線
6を強め界磁状態にする。
ルクが不足となる時点にリレー接点22を開から閉にし、
リレー接点4を閉から開に切り換え、界磁電流制御装置
5には弱め界磁電流を出力するよう指令する信号に代え
て、強め界磁電流を出力するよう指令する信号を与える
ので、界磁電流制御装置5は弱め界磁電流から強め界磁
電流へと電流値を増加させ、ある時間経過して界磁巻線
6を強め界磁状態にする。
【0013】強め界磁にすることにより、制動が進みD
Mの回転速度が低速になるにつれて制動トルクが過少に
ならないようになる。このため、従来例のように、低速
時に制動トルクが不足して、制動時間が長くなるのを防
止する。
Mの回転速度が低速になるにつれて制動トルクが過少に
ならないようになる。このため、従来例のように、低速
時に制動トルクが不足して、制動時間が長くなるのを防
止する。
【0014】また、さらに発電制動のトルク特性を改善
するために、前述のような界磁電流をリレー接点で切り
換える手段に代えて、制動開始時には電気的な変換器な
どの手段により、DMの界磁巻線には弱め界磁電流を供
給し、従来例のように大きな制動トルクによる被駆動機
械への異常振動を防止する。
するために、前述のような界磁電流をリレー接点で切り
換える手段に代えて、制動開始時には電気的な変換器な
どの手段により、DMの界磁巻線には弱め界磁電流を供
給し、従来例のように大きな制動トルクによる被駆動機
械への異常振動を防止する。
【0015】その後、制動が進み低速に向いつつあるD
Mの回転速度を検出し、この回転速度に反比例して界磁
電流を強められる限界まで連続的に増加し、DMの回転
速度が低速になってもほぼ一定の制動トルクとなるよう
制御して、従来例のように、低速時の制動トルク不足に
よって起きていた制動時間が長くなることを防止する。
Mの回転速度を検出し、この回転速度に反比例して界磁
電流を強められる限界まで連続的に増加し、DMの回転
速度が低速になってもほぼ一定の制動トルクとなるよう
制御して、従来例のように、低速時の制動トルク不足に
よって起きていた制動時間が長くなることを防止する。
【0016】さらには同様の発想より、制動時のDMが
発生する制動トルクは、電気子電流の二乗値に比例し、
同時に制動が進み低下しつつあるDMの回転速度に反比
例することに着眼し、制動回路から電機子電流の二乗値
の信号を検出し、DMの回転軸から回転速度の信号を検
出して、各々の信号の比が一定になるように界磁電流を
制御することにより、制動トルクを一定に制御して、従
来例のように低速時に制動トルク不足によって制動時間
が長くなることを防止する。
発生する制動トルクは、電気子電流の二乗値に比例し、
同時に制動が進み低下しつつあるDMの回転速度に反比
例することに着眼し、制動回路から電機子電流の二乗値
の信号を検出し、DMの回転軸から回転速度の信号を検
出して、各々の信号の比が一定になるように界磁電流を
制御することにより、制動トルクを一定に制御して、従
来例のように低速時に制動トルク不足によって制動時間
が長くなることを防止する。
【0017】
【実施例】まず、請求項1に係る例を図2,図7に基づ
いて記述する。図2は本発明による一実施例を説明する
ために示した界磁電流切り換え回路を備えた発電制動の
回路図で、要部構成とその制御方式とを図1に類して表
わしたものであり、1は定格界磁電流設定器、2は弱め
界磁電流設定器、12は強め界磁電流設定器である。
いて記述する。図2は本発明による一実施例を説明する
ために示した界磁電流切り換え回路を備えた発電制動の
回路図で、要部構成とその制御方式とを図1に類して表
わしたものであり、1は定格界磁電流設定器、2は弱め
界磁電流設定器、12は強め界磁電流設定器である。
【0018】図2において、DMを電動機として運転す
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
4とリレー接点22とを開、リレー接点3を閉にし、定格
界磁電流設定器1の信号により界磁電流制御装置5が定
格界磁電流を一定値に保ち界磁巻線6に通流して行な
う。この状態で直流電源変換装置10で交流を直流に変換
して電機子7へ電流Iaを通流し電動機として駆動す
る。このとき、発電制動用電磁接触器8は開の状態にあ
る。
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
4とリレー接点22とを開、リレー接点3を閉にし、定格
界磁電流設定器1の信号により界磁電流制御装置5が定
格界磁電流を一定値に保ち界磁巻線6に通流して行な
う。この状態で直流電源変換装置10で交流を直流に変換
して電機子7へ電流Iaを通流し電動機として駆動す
る。このとき、発電制動用電磁接触器8は開の状態にあ
る。
【0019】次に発電制動する場合について説明する。
DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め発電制
動による減速を行なうときは、図2において交流しゃ断
器11を開放するなどして、直流電源変換装置10からDM
の電機子への電流Iaを断った後、リレー接点3を閉か
ら開にし、リレー接点4を開から閉に切り換え、界磁電
流制御装置5には定格界磁電流信号に代えて、弱め界磁
電流信号を指令し、DMの界磁を定格界磁から弱め界磁
へと切換える。
DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め発電制
動による減速を行なうときは、図2において交流しゃ断
器11を開放するなどして、直流電源変換装置10からDM
の電機子への電流Iaを断った後、リレー接点3を閉か
ら開にし、リレー接点4を開から閉に切り換え、界磁電
流制御装置5には定格界磁電流信号に代えて、弱め界磁
電流信号を指令し、DMの界磁を定格界磁から弱め界磁
へと切換える。
【0020】界磁磁束φと界磁電流Ifとの関係は、磁
束密度の飽和があるため一般に図7の如き特性曲線にな
る。図7において、特性曲線の横軸は界磁電流を表わ
し、If0の値が前記界磁電流制御装置5が出力する定
格界磁電流値であり、同様にIf1は弱め界磁電流値I
f2は強め界磁電流値である。DMの界磁巻線に通流し
ている界磁電流の切り換る時間は、例えば定格界磁電流
値から弱め界磁電流値に十分変化するまでに要する時間
は、DMの界磁巻線の時定数により一般的には80〜 150
msec程度かかる。
束密度の飽和があるため一般に図7の如き特性曲線にな
る。図7において、特性曲線の横軸は界磁電流を表わ
し、If0の値が前記界磁電流制御装置5が出力する定
格界磁電流値であり、同様にIf1は弱め界磁電流値I
f2は強め界磁電流値である。DMの界磁巻線に通流し
ている界磁電流の切り換る時間は、例えば定格界磁電流
値から弱め界磁電流値に十分変化するまでに要する時間
は、DMの界磁巻線の時定数により一般的には80〜 150
msec程度かかる。
【0021】このため、リレー接点4を閉にしてから上
述の切り換え時間を経過してから、つまりDMの界磁巻
線6に弱め界磁電流が十分通流するような状態になって
から、発電制動用電磁接触器8を投入して電機子電流I
bを発電制動用抵抗器9で熱消費させ、発電制動を開始
する。弱め、界磁状態では定格界磁状態のときよりもD
Mが発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のよ
うに発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きて
いた被駆動機械の異常振動を防止する。
述の切り換え時間を経過してから、つまりDMの界磁巻
線6に弱め界磁電流が十分通流するような状態になって
から、発電制動用電磁接触器8を投入して電機子電流I
bを発電制動用抵抗器9で熱消費させ、発電制動を開始
する。弱め、界磁状態では定格界磁状態のときよりもD
Mが発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のよ
うに発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きて
いた被駆動機械の異常振動を防止する。
【0022】その後、制動開始後すなわち制動が進みD
Mの回転速度が低下し、制動トルクが不足となる時点
に、リレー接点22を開から閉にし、リレー接点4を閉か
ら開に切り換え、界磁電流制御装置5には弱め界磁電流
信号に代えて、強め界磁電流信号を指令し、DMの界磁
を弱め界磁から強め界磁へと切換える。強め界磁にする
ことにより、制動が進みDMの回転速度が低速になるに
つれて制動トルクが過少にならないようにし、制動時間
が長くなるのを防止する。
Mの回転速度が低下し、制動トルクが不足となる時点
に、リレー接点22を開から閉にし、リレー接点4を閉か
ら開に切り換え、界磁電流制御装置5には弱め界磁電流
信号に代えて、強め界磁電流信号を指令し、DMの界磁
を弱め界磁から強め界磁へと切換える。強め界磁にする
ことにより、制動が進みDMの回転速度が低速になるに
つれて制動トルクが過少にならないようにし、制動時間
が長くなるのを防止する。
【0023】上述のリレー接点22を開閉するタイミング
は、例えば、被駆動機械の試運転などでの状態を観察し
ながら調整する。
は、例えば、被駆動機械の試運転などでの状態を観察し
ながら調整する。
【0024】つぎに請求項2に係る例を図1,図3,図
7に基づいて記述する。図3は本発明による他の実施例
を説明するために示した簡易形制動トルク一定制御回路
を備えた発電制動の回路図で、図2に類して表したもの
であり、12は強め界磁電流設定器、13は割算器、14は係
数器、15はリレー接点、16は速度計発電機である。
7に基づいて記述する。図3は本発明による他の実施例
を説明するために示した簡易形制動トルク一定制御回路
を備えた発電制動の回路図で、図2に類して表したもの
であり、12は強め界磁電流設定器、13は割算器、14は係
数器、15はリレー接点、16は速度計発電機である。
【0025】図1において、簡易形制動トルク一定制御
を説明する。図中、界磁電流Ifは一定値を保つよう制
御されている。発電制動用電磁接触器8は閉となってい
て、DMの電機子電流Ibが発電制動用抵抗器の抵抗値
Rで熱消費され発電制動が進行中であるとする。電機子
誘起電圧をE、DMの回転速度をN、界磁磁束をφ、制
動トルクをT、係数をK1,K2,K3,K4,K5と
して、それぞれの関係は次のように表わせる。
を説明する。図中、界磁電流Ifは一定値を保つよう制
御されている。発電制動用電磁接触器8は閉となってい
て、DMの電機子電流Ibが発電制動用抵抗器の抵抗値
Rで熱消費され発電制動が進行中であるとする。電機子
誘起電圧をE、DMの回転速度をN、界磁磁束をφ、制
動トルクをT、係数をK1,K2,K3,K4,K5と
して、それぞれの関係は次のように表わせる。
【0026】 Ib=E/R ・・・・・・・・・・・・・・・・(1) E=K1×N×φ ・・・・・・・・・・・・・・・・(2) 式(1)と式(2)より、次式(3)を得る。 Ib=(K1×N×φ)/R ・・・・・・・・・・・・・・・・(3) 制動トルクTは次式(4)のように表わせる。式(3)
のIbを式(4)に代入して式(5)を得る。 T=K2×φ×Ib ・・・・・・・・・・・・・・・・(4) T=〔K3×N×(φの2乗)〕 ・・・・・・・・・・・・・・・(5) 図7において界磁磁束φと界磁電流Ifとの特性曲線を
次式(6)のように近似する。 φ=K4×(Ifの1/2乗) ・・・・・・・・・・・・・・・・(6) 式(6)を式(5)に代入して次式(7)を得る。 T=K5×N×If ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)
のIbを式(4)に代入して式(5)を得る。 T=K2×φ×Ib ・・・・・・・・・・・・・・・・(4) T=〔K3×N×(φの2乗)〕 ・・・・・・・・・・・・・・・(5) 図7において界磁磁束φと界磁電流Ifとの特性曲線を
次式(6)のように近似する。 φ=K4×(Ifの1/2乗) ・・・・・・・・・・・・・・・・(6) 式(6)を式(5)に代入して次式(7)を得る。 T=K5×N×If ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)
【0027】式(7)において、制動トルクTを一定に
するには、制動が進み低下しつつある回転速度Nに反比
例して界磁電流Ifを増加するよう制御することで可能
であるが、式(6)での近似による値と実際のDMの特
性値との差異の範囲でほぼ一定の制動トルクとなるよう
制御することができる。
するには、制動が進み低下しつつある回転速度Nに反比
例して界磁電流Ifを増加するよう制御することで可能
であるが、式(6)での近似による値と実際のDMの特
性値との差異の範囲でほぼ一定の制動トルクとなるよう
制御することができる。
【0028】図3において、DMを電動機として運転す
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
15を開にする。このことを条件に割算器13と係数器14は
信号変換器として作用するように構成する。すなわち、
このときの割算器と係数器は強め界磁電流設定器12の信
号を定格界磁電流設定の信号に変換し、界磁電流制御装
置5に与えるように動作するので界磁巻線6には定格界
磁電流が一定に保たれて供給される。次に電機子7には
直流電源変換装置10で交流を直流に変換して電機子電流
Iaを供給し電動機として運転する。このとき、発電制
動用電磁接触器8は開の状態にしておく。
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
15を開にする。このことを条件に割算器13と係数器14は
信号変換器として作用するように構成する。すなわち、
このときの割算器と係数器は強め界磁電流設定器12の信
号を定格界磁電流設定の信号に変換し、界磁電流制御装
置5に与えるように動作するので界磁巻線6には定格界
磁電流が一定に保たれて供給される。次に電機子7には
直流電源変換装置10で交流を直流に変換して電機子電流
Iaを供給し電動機として運転する。このとき、発電制
動用電磁接触器8は開の状態にしておく。
【0029】次に、発電制動をする場合について説明す
る。DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め、
発電制動による減速を行なうときは、図3において交流
しゃ断器11を開放するなどして、直流電源変換装置10か
らDMへの電機子電流Iaの供給を断った後、リレー接
点15を閉にし、速度計発電機16の出力信号を割算器13に
入力する。このことを条件にして、これまで割算器と係
数器が強め界磁電流設定器12の信号を定格界磁電流設定
の信号に変換していたのに代え、これ以降は、強め界磁
電流設定器12の信号を弱め界磁電流設定の信号に変換
し、界磁電流制御装置5に与えるように動作するので、
界磁巻線6の電流は、定格界磁電流から弱め界磁電流へ
と界磁巻線の時定数で定っている時間を経過して変化
し、やがて弱め界磁電流を一定に保ようになる。
る。DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め、
発電制動による減速を行なうときは、図3において交流
しゃ断器11を開放するなどして、直流電源変換装置10か
らDMへの電機子電流Iaの供給を断った後、リレー接
点15を閉にし、速度計発電機16の出力信号を割算器13に
入力する。このことを条件にして、これまで割算器と係
数器が強め界磁電流設定器12の信号を定格界磁電流設定
の信号に変換していたのに代え、これ以降は、強め界磁
電流設定器12の信号を弱め界磁電流設定の信号に変換
し、界磁電流制御装置5に与えるように動作するので、
界磁巻線6の電流は、定格界磁電流から弱め界磁電流へ
と界磁巻線の時定数で定っている時間を経過して変化
し、やがて弱め界磁電流を一定に保ようになる。
【0030】こののち、発電制動用接触器8を投入して
発電制動を開始する。発電制動開始時は、界磁巻線が弱
め界磁の状態にあり、定格界磁状態のときよりもDMが
発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のように
発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きていた
被駆動機械の異常振動を防止する。発電制動が進みDM
の回転速度が低下し始めたら、割算器13は低下しつつあ
る回転速度の信号に反比例する信号を発生し、係数器14
を介して界磁電流制御装置5に信号を与える動作をする
よう構成する。
発電制動を開始する。発電制動開始時は、界磁巻線が弱
め界磁の状態にあり、定格界磁状態のときよりもDMが
発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のように
発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きていた
被駆動機械の異常振動を防止する。発電制動が進みDM
の回転速度が低下し始めたら、割算器13は低下しつつあ
る回転速度の信号に反比例する信号を発生し、係数器14
を介して界磁電流制御装置5に信号を与える動作をする
よう構成する。
【0031】図3において、制動が進み低下しつつある
回転速度を速度計発電機16で検出し、その信号N割算器
13に入力する。割算器13では、前記式(7)で表わした
制動トルクTの信号と回転速度の信号Nとの比をとり係
数器14に入力する。係数器14は、前記式(6)における
DMの界磁磁束と界磁電流の特性近似と発電制動抵抗9
の抵抗値とで決定される換算値の信号であり前記式
(7)のK5である。係数器14では、割算器13の出力信
号と係数器14の信号との比をとり、界磁電流の指令信号
として界磁電流制御装置5に入力する。制動トルクの信
号Tおよび係数器14の信号K5はともに一定値なので、
回転速度の信号Nが低下しつつ与えられると界磁電流の
指令信号は連続的に増加するようになる。
回転速度を速度計発電機16で検出し、その信号N割算器
13に入力する。割算器13では、前記式(7)で表わした
制動トルクTの信号と回転速度の信号Nとの比をとり係
数器14に入力する。係数器14は、前記式(6)における
DMの界磁磁束と界磁電流の特性近似と発電制動抵抗9
の抵抗値とで決定される換算値の信号であり前記式
(7)のK5である。係数器14では、割算器13の出力信
号と係数器14の信号との比をとり、界磁電流の指令信号
として界磁電流制御装置5に入力する。制動トルクの信
号Tおよび係数器14の信号K5はともに一定値なので、
回転速度の信号Nが低下しつつ与えられると界磁電流の
指令信号は連続的に増加するようになる。
【0032】界磁電流制御装置5は、発電制動開始時の
弱め界磁電流から強め界磁電流設定器12で設定する強め
られる限界まで界磁電流を連続的に増加する。このた
め、低速になってもほぼ一定の制動トルクが得られるの
で、従来例にように制動トルク不足によって起る制動時
間が長くなる不具合を防止する。
弱め界磁電流から強め界磁電流設定器12で設定する強め
られる限界まで界磁電流を連続的に増加する。このた
め、低速になってもほぼ一定の制動トルクが得られるの
で、従来例にように制動トルク不足によって起る制動時
間が長くなる不具合を防止する。
【0033】さらに、請求項3に係る例を図4,図5に
基づいて記述する。図4は本発明によるさらに他の実施
例を説明するために示した制動トルク一定制御回路を備
えた発電制動の回路図で、図3に類して表わしたもので
あり、17は掛算器、18は係数器、19は二乗演算器、20は
リレー接点、21は電機子電流検出器である。本例は、前
述した例において、前記式(6)で説明するような磁束
と界磁電流との特性を近似することに代えて、さらに制
動トルク一定の制御精度を向上させる目的で、DMの回
転速度Nと制動時の電機子電流Ibとの信号を検出し、
これらの信号を利用し界磁電流を制御する手段を備えて
構成するものである。
基づいて記述する。図4は本発明によるさらに他の実施
例を説明するために示した制動トルク一定制御回路を備
えた発電制動の回路図で、図3に類して表わしたもので
あり、17は掛算器、18は係数器、19は二乗演算器、20は
リレー接点、21は電機子電流検出器である。本例は、前
述した例において、前記式(6)で説明するような磁束
と界磁電流との特性を近似することに代えて、さらに制
動トルク一定の制御精度を向上させる目的で、DMの回
転速度Nと制動時の電機子電流Ibとの信号を検出し、
これらの信号を利用し界磁電流を制御する手段を備えて
構成するものである。
【0034】すなわち、前記の式(3)を変形して次式
(8)を得る φ=(R×Ib)/(K1×N) ・・・・・・・・・・・・・・(8) 式(8)を前記の式(5)に代入し次式(9)を得る。 T=〔K3×N×(φの2乗)〕/R =〔K6×(Ibの2乗)〕/N ・・・・・・・・・・・・(9) 式(9)において、制動トルクTを一定にするには、制
動が進行して減少しつつある電機子電流Ibの二乗値と
低下しつつある回転速度Nとの比が一定になるよう界磁
電流を制御すれば可能である。
(8)を得る φ=(R×Ib)/(K1×N) ・・・・・・・・・・・・・・(8) 式(8)を前記の式(5)に代入し次式(9)を得る。 T=〔K3×N×(φの2乗)〕/R =〔K6×(Ibの2乗)〕/N ・・・・・・・・・・・・(9) 式(9)において、制動トルクTを一定にするには、制
動が進行して減少しつつある電機子電流Ibの二乗値と
低下しつつある回転速度Nとの比が一定になるよう界磁
電流を制御すれば可能である。
【0035】図4において、DMを電動機として運転す
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
15とリレー接点20を開にする。このことを条件に掛算器
17は信号変換器として作用するように構成する。すなわ
ち、このときの掛算器17は、強め界磁電流設定器12の信
号を定格界磁電流設定の信号に変換し、界磁電流制御装
置5に与えるように動作するので界磁巻線6には定格界
磁電流が一定に保たれて供給される。次に、DMの電機
子7には直流電源変換器10で交流を直流に変換して電機
子電流Iaを供給して電動機として運転する。このと
き、発電制動用電極接触器8は開の状態にしておく。ま
た、二乗演算器19と係数器18は動作せず界磁電流制御装
置5へ何も影響を与えない。
る場合の界磁電流の供給の仕方を説明する。リレー接点
15とリレー接点20を開にする。このことを条件に掛算器
17は信号変換器として作用するように構成する。すなわ
ち、このときの掛算器17は、強め界磁電流設定器12の信
号を定格界磁電流設定の信号に変換し、界磁電流制御装
置5に与えるように動作するので界磁巻線6には定格界
磁電流が一定に保たれて供給される。次に、DMの電機
子7には直流電源変換器10で交流を直流に変換して電機
子電流Iaを供給して電動機として運転する。このと
き、発電制動用電極接触器8は開の状態にしておく。ま
た、二乗演算器19と係数器18は動作せず界磁電流制御装
置5へ何も影響を与えない。
【0036】次に発電制動をする場合について説明す
る。DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め、
発電制動による減速を行なうときは、図4において、交
流しゃ断器11を開放するなどして、直流電源変換装置10
からDMへの電機子電流Iaの供給を断った後、リレー
接触点15を閉にし速度計発電機16の出力信号を掛算機17
に入力する。このことを条件にして、これまで掛算器が
強め界磁電流設定器12の信号を定格界磁電流設定の信号
に変換していたのに代え、これ以降は、強め界磁電流設
定器12の信号を弱め界磁電流設定の信号に変換し、界磁
電流制御装置5に与えるように動作するので、界磁巻線
6の電流は、定格界磁電流から弱め界磁電流へと界磁巻
線の時定数で定まる時間を経由して変化し、やがて弱め
界磁電流を一定に保つようになる。
る。DMが電動機として運転中にこの運転をとり止め、
発電制動による減速を行なうときは、図4において、交
流しゃ断器11を開放するなどして、直流電源変換装置10
からDMへの電機子電流Iaの供給を断った後、リレー
接触点15を閉にし速度計発電機16の出力信号を掛算機17
に入力する。このことを条件にして、これまで掛算器が
強め界磁電流設定器12の信号を定格界磁電流設定の信号
に変換していたのに代え、これ以降は、強め界磁電流設
定器12の信号を弱め界磁電流設定の信号に変換し、界磁
電流制御装置5に与えるように動作するので、界磁巻線
6の電流は、定格界磁電流から弱め界磁電流へと界磁巻
線の時定数で定まる時間を経由して変化し、やがて弱め
界磁電流を一定に保つようになる。
【0037】こののち、発電制動用接触器8を投入して
発電制動を開始する。発電制動開始時は、界磁巻線が弱
め界磁の状態にあり、定格界磁状態のときよりもDMが
発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のよう
に、発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きて
いた被駆動機械の異常振動を防止する。発電制動が進み
DMの回転速度が低下し始めたら、リレー接点20を閉に
して電機子電流を検出し、この信号を二乗値演算器19で
2乗値信号に変換し、係数器18を介して信号を発生さ
せ、同時に低下しつつある回転速度を検出し、掛算器17
を介して信号を発生させて、界磁電流制御装置5に信号
をそれぞれ与える動作をするよう構成する。
発電制動を開始する。発電制動開始時は、界磁巻線が弱
め界磁の状態にあり、定格界磁状態のときよりもDMが
発生する発電制動トルクは小さいので、従来例のよう
に、発電制動開始時の大きな制動トルクによって起きて
いた被駆動機械の異常振動を防止する。発電制動が進み
DMの回転速度が低下し始めたら、リレー接点20を閉に
して電機子電流を検出し、この信号を二乗値演算器19で
2乗値信号に変換し、係数器18を介して信号を発生さ
せ、同時に低下しつつある回転速度を検出し、掛算器17
を介して信号を発生させて、界磁電流制御装置5に信号
をそれぞれ与える動作をするよう構成する。
【0038】図4において、制動が進み低下しつつある
回転速度を速度計発電機16で検出し、その信号Nを掛算
器17に入力する。掛算器17では、前記の式(9)で表わ
した制動トルクTの信号と回転速度Nとの積をとり、信
号T×Nを出力する。同時に電機子電流検出器21で検出
した電機子電流の信号Ibを二乗演算器19で2乗変換信
号(Ibの2乗)に変換し、係数器18を介して信号K6
×(Ibの2乗)を出力し、前記信号T×Nと同時に界
磁電流制御装置5に入力する。界磁電流制御装置5で
は、前記信号T×Nと信号K6×(Ibの2乗)との比
が一定となるように界磁電流を制御する。
回転速度を速度計発電機16で検出し、その信号Nを掛算
器17に入力する。掛算器17では、前記の式(9)で表わ
した制動トルクTの信号と回転速度Nとの積をとり、信
号T×Nを出力する。同時に電機子電流検出器21で検出
した電機子電流の信号Ibを二乗演算器19で2乗変換信
号(Ibの2乗)に変換し、係数器18を介して信号K6
×(Ibの2乗)を出力し、前記信号T×Nと同時に界
磁電流制御装置5に入力する。界磁電流制御装置5で
は、前記信号T×Nと信号K6×(Ibの2乗)との比
が一定となるように界磁電流を制御する。
【0039】制動トルクの信号Tと係数器18の信号K6
は、ともに認意に設定できる一定値であるので、回転速
度の信号Nが時間経過とともに低下しつつ与えられる
と、掛算器17の出力信号T×Nは減少するので、信号K
6×(Ibの2乗)との比が一定となるように制御する
には信号K6×(Ibの2乗)も減少するようになる。
一方、前記式(3)に表わすように信号Nと信号Ibと
の関係は磁束φが一定であると、信号Nと信号Ibとは
ともに単位時間当たりの減少率が等しいので、(Ibの
2乗)の減少率は二乗で減少し、信号T×Nと信号K6
×(Ibの2乗)との比は一定にならない。従って界磁
電流制御装置5では、信号T×Nが低下しつつ与えられ
る場合は、界磁電流を連続的に増加し、界磁磁束φを増
加させて信号Ibの単位時間当たりの減少率を信号Nに
よる減少率よりも緩くするよう動作させる。
は、ともに認意に設定できる一定値であるので、回転速
度の信号Nが時間経過とともに低下しつつ与えられる
と、掛算器17の出力信号T×Nは減少するので、信号K
6×(Ibの2乗)との比が一定となるように制御する
には信号K6×(Ibの2乗)も減少するようになる。
一方、前記式(3)に表わすように信号Nと信号Ibと
の関係は磁束φが一定であると、信号Nと信号Ibとは
ともに単位時間当たりの減少率が等しいので、(Ibの
2乗)の減少率は二乗で減少し、信号T×Nと信号K6
×(Ibの2乗)との比は一定にならない。従って界磁
電流制御装置5では、信号T×Nが低下しつつ与えられ
る場合は、界磁電流を連続的に増加し、界磁磁束φを増
加させて信号Ibの単位時間当たりの減少率を信号Nに
よる減少率よりも緩くするよう動作させる。
【0040】すなわち、前記式(9)で表わされるよう
に、信号(Ibの2乗)と信号Nとの比が一定になるよ
うに、界磁電流制御装置5は、発電制動時の弱め界磁電
流から、強め界磁電流切低器12で設定する強められる限
界まで界磁電流を連続的に増加するよう動作し、低速に
なっても一定の制動トルクが得られるので、従来例のよ
うに制動トルク不足によって起る制動時間が長くなる不
具合を防止できる。
に、信号(Ibの2乗)と信号Nとの比が一定になるよ
うに、界磁電流制御装置5は、発電制動時の弱め界磁電
流から、強め界磁電流切低器12で設定する強められる限
界まで界磁電流を連続的に増加するよう動作し、低速に
なっても一定の制動トルクが得られるので、従来例のよ
うに制動トルク不足によって起る制動時間が長くなる不
具合を防止できる。
【0041】図5は、図4の構成では制御が安定し難い
場合の対応策を説明するために示した模擬速度信号式制
動トルク一定制御回路を備えた発電制動の回路図で、図
4に類して表したものである。22は関数発生器であり、
DMの回転速度を入力するとその初速のみを記憶し、そ
の後は記憶した初速から一定の減速度となるように低下
しつづける回転速度の信号を発生するものであり、制御
が安定し難い場合の対策に用いる。詳しくは、図4にお
いて、発電制動開始後に回転速度の信号Nの変化に対
し、電機子電流の信号Ibの変化が追随しないなど、制
御が安定しない場合の対策として、図5において、リレ
ー接点15と掛算機17との間に関数発生器22を備える。制
動が進み低下しつつある回転速度を速度計発電機16で検
出し、その信号Nをリレー接点15を介して関数発生機22
に入力する。その後リレー接点15を開にすると、関数発
生器22はリレー接点15を開にする直前の速度信号を記憶
し、これ以降一定の減速度となるように低下しつづける
回転速度の信号を出力し、掛算器17に与える。
場合の対応策を説明するために示した模擬速度信号式制
動トルク一定制御回路を備えた発電制動の回路図で、図
4に類して表したものである。22は関数発生器であり、
DMの回転速度を入力するとその初速のみを記憶し、そ
の後は記憶した初速から一定の減速度となるように低下
しつづける回転速度の信号を発生するものであり、制御
が安定し難い場合の対策に用いる。詳しくは、図4にお
いて、発電制動開始後に回転速度の信号Nの変化に対
し、電機子電流の信号Ibの変化が追随しないなど、制
御が安定しない場合の対策として、図5において、リレ
ー接点15と掛算機17との間に関数発生器22を備える。制
動が進み低下しつつある回転速度を速度計発電機16で検
出し、その信号Nをリレー接点15を介して関数発生機22
に入力する。その後リレー接点15を開にすると、関数発
生器22はリレー接点15を開にする直前の速度信号を記憶
し、これ以降一定の減速度となるように低下しつづける
回転速度の信号を出力し、掛算器17に与える。
【0042】回転速度の信号Nの変化の影響を受けず、
一定の減速度で制動するので、従来例のように制動トル
ク不足によって起る制動時間が長くなる不具合を防止で
きる。
一定の減速度で制動するので、従来例のように制動トル
ク不足によって起る制動時間が長くなる不具合を防止で
きる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常のDMを駆動する制御装置に備っている界磁電流制御
装置、回転速度検出器、電機子電流検出器を利用し、簡
単な回路の追加・変更のみで発電制動時に界磁電流を調
整することにより、過大制動トルクや制動トルク不足に
よる不具合を防止できる。また、界磁電流の設定により
最適な制動トルクを得ることもできる。
常のDMを駆動する制御装置に備っている界磁電流制御
装置、回転速度検出器、電機子電流検出器を利用し、簡
単な回路の追加・変更のみで発電制動時に界磁電流を調
整することにより、過大制動トルクや制動トルク不足に
よる不具合を防止できる。また、界磁電流の設定により
最適な制動トルクを得ることもできる。
【図1】図1は本発明の界磁電流切り換え回路を備えた
発電制動回路の説明図である。
発電制動回路の説明図である。
【図2】図2は本発明の一実施例を説明するために示し
た回路図である。
た回路図である。
【図3】図3は本発明の他の実施例を説明するために示
した回路図である。
した回路図である。
【図4】図4は本発明によるさらに他の実施例を説明す
るために示した回路図である。
るために示した回路図である。
【図5】図5は、模擬速度信号式制動トルク一定制御回
路を備えた発電制動の回路図である。
路を備えた発電制動の回路図である。
【図6】図6は従来例を示す回路図である。
【図7】図7は界磁磁束と界磁電流との関係を示した特
性曲線図である。
性曲線図である。
1 定格界磁電流設定器 2 弱め界磁電流設定器 3 リレー接点 4 リレー接点 5 界磁電流制御装置 6 界磁巻線 7 直流電動機(DM)の電機子 8 発電制動用電磁接触器 9 発電制動用抵抗器 10 直流電源変換装置 11 交流しゃ断器 12 強め界磁電流設定器 13 割算器 14 係数器 15 リレー接点 16 速度計発電機 17 掛算器 18 係数器 19 二乗演算器 20 リレー接点 21 電機子電流検出器 22 リレー接点 23 関数発生器 24 交流電源
Claims (3)
- 【請求項1】 直流電動機の発電制動回路において、制
動開始時に界磁電流を弱めかつ制動開始後界磁電流を強
める手段を備えることを特徴とする直流電動機の発電制
動回路。 - 【請求項2】 直流電動機の発電制動回路において、直
流電動機の回転速度を検出する手段を介して制動トルク
がほぼ一定となるように界磁電流を制御する手段を備え
る直流電動機の発電制動回路。 - 【請求項3】 直流電動機の発電制動回路において、直
流電動機の回転速度と電機子電流とを検出する手段を介
して制動トルクが一定となるように界磁電流を制御する
手段を備える直流電動機の発電制動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19468294A JPH0847278A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 直流電動機の発電制動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19468294A JPH0847278A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 直流電動機の発電制動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0847278A true JPH0847278A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16328540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19468294A Pending JPH0847278A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 直流電動機の発電制動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0847278A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100862467B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2008-10-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 수퍼캡 하이브리드 전기자동차용 멀티기능저항장치 및 그 제어방법 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP19468294A patent/JPH0847278A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100862467B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2008-10-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 수퍼캡 하이브리드 전기자동차용 멀티기능저항장치 및 그 제어방법 |
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