JPH0884490A - 電動機の速度制御方法 - Google Patents
電動機の速度制御方法Info
- Publication number
- JPH0884490A JPH0884490A JP6215470A JP21547094A JPH0884490A JP H0884490 A JPH0884490 A JP H0884490A JP 6215470 A JP6215470 A JP 6215470A JP 21547094 A JP21547094 A JP 21547094A JP H0884490 A JPH0884490 A JP H0884490A
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- Japan
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- speed
- motor
- controller
- electric motor
- compensation circuit
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 速度制御器３を用いて電動機の速度制御を行
う場合で、速度制御系の応答を充分に確保できない場合
においても、速度実績値を速度基準値に追従させること
で、品質不良の回避や生産性の向上を行うための速度制
御方法を提供すること。 【構成】 速度制御器３、電流制御器４、電動機、機械
５の各々の伝達関数が判っているとき、速度基準値（Ｓ
REF）から速度実績値（ＳFBK）までの伝達関数を１とす
る速度補償回路１（ＧCMP（ｓ））が導出できる。この
速度補償回路１出力を本来の速度基準値に加算して速度
制御器３への入力とすることで、制御系の伝達関数に係
わらず速度指令に対する目標値応答性を改善できる。
う場合で、速度制御系の応答を充分に確保できない場合
においても、速度実績値を速度基準値に追従させること
で、品質不良の回避や生産性の向上を行うための速度制
御方法を提供すること。 【構成】 速度制御器３、電流制御器４、電動機、機械
５の各々の伝達関数が判っているとき、速度基準値（Ｓ
REF）から速度実績値（ＳFBK）までの伝達関数を１とす
る速度補償回路１（ＧCMP（ｓ））が導出できる。この
速度補償回路１出力を本来の速度基準値に加算して速度
制御器３への入力とすることで、制御系の伝達関数に係
わらず速度指令に対する目標値応答性を改善できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動機の速度制御方法に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動機の速度制御は、速度制御器及び電
流制御器からなり、速度基準値と速度実績値（実速度≒
検出速度）の差から計算される速度制御器出力を電流制
御器に与えて電動機の電流を変化させることによってお
こなう。また、速度ドルーピング回路付きなどの場合に
おいては、加減速時の影響を排除するため、加減速補償
回路等を設けることがある（特開平３−１７８５８５号
公報）。
流制御器からなり、速度基準値と速度実績値（実速度≒
検出速度）の差から計算される速度制御器出力を電流制
御器に与えて電動機の電流を変化させることによってお
こなう。また、速度ドルーピング回路付きなどの場合に
おいては、加減速時の影響を排除するため、加減速補償
回路等を設けることがある（特開平３−１７８５８５号
公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく速度制御
回路を構成した時、速度制御部及び電動機、機械によっ
て決まる速度応答特性に応じ、速度実績値が速度基準値
に充分追従しないことがある。特に制御系のハンチング
等の制約により、速度応答をあまり高くできない電動機
の場合、速度実績値が速度基準値に対し大きく乱れるこ
ととなる。
回路を構成した時、速度制御部及び電動機、機械によっ
て決まる速度応答特性に応じ、速度実績値が速度基準値
に充分追従しないことがある。特に制御系のハンチング
等の制約により、速度応答をあまり高くできない電動機
の場合、速度実績値が速度基準値に対し大きく乱れるこ
ととなる。
【０００４】このように速度基準値に速度実績値が十分
に追従しない場合、たとえばテンションレベラー等の設
備において、伸び率一定とするためには主駆動電動機と
伸張電動機の速度比例性を保つ必要があるが、加速、減
速時に速度比例性を保つことが出来ず、品質不良を発生
することとなる。
に追従しない場合、たとえばテンションレベラー等の設
備において、伸び率一定とするためには主駆動電動機と
伸張電動機の速度比例性を保つ必要があるが、加速、減
速時に速度比例性を保つことが出来ず、品質不良を発生
することとなる。
【０００５】また、たとえば切り板を搬送するベルトコ
ンベアー等において、前段コンベアーと後段コンベアー
との速度が、加速、減速時に一定とならないことによ
り、切り板間隔を一定に保てず、ラッピング時に疵の発
生につながる。
ンベアー等において、前段コンベアーと後段コンベアー
との速度が、加速、減速時に一定とならないことによ
り、切り板間隔を一定に保てず、ラッピング時に疵の発
生につながる。
【０００６】本発明はこのような課題を有利に解決する
ためなされたものであり、電動機の速度を速度基準値に
追従させるための速度補償回路を設けることにより速度
応答性を改善する優れた方法を提供することを目的とす
るものである。
ためなされたものであり、電動機の速度を速度基準値に
追従させるための速度補償回路を設けることにより速度
応答性を改善する優れた方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記のような課題を解決
した本発明は、速度基準値と時定数のみから計算される
速度補償回路出力を、本来の速度基準値に加算して速度
制御器への入力とすることを特徴とする電動機の速度制
御方法である。
した本発明は、速度基準値と時定数のみから計算される
速度補償回路出力を、本来の速度基準値に加算して速度
制御器への入力とすることを特徴とする電動機の速度制
御方法である。
【０００８】
【作用】本発明は、速度基準値に前述の速度補償回路出
力を加算して速度制御器の入力とすることで電動機の速
度遅れを解消するものである。この速度補償回路は以下
のようにして求められる。今、図３の様な従来の速度制
御系において、速度制御器３の伝達関数ＧSC（ｓ）は ＧSC（ｓ）＝ＫSC・（１＋ｓＴSC）／（ｓＴSC） ・・・（１） ＫSC：比例ゲイン ＴSC：積分時定数 で与えられる。
力を加算して速度制御器の入力とすることで電動機の速
度遅れを解消するものである。この速度補償回路は以下
のようにして求められる。今、図３の様な従来の速度制
御系において、速度制御器３の伝達関数ＧSC（ｓ）は ＧSC（ｓ）＝ＫSC・（１＋ｓＴSC）／（ｓＴSC） ・・・（１） ＫSC：比例ゲイン ＴSC：積分時定数 で与えられる。
【０００９】電流制御器４の伝達関数ＧCC（ｓ）は速度
制御器３の応答に対し充分に速いため、 ＧCC（ｓ）＝１ ・・・（２） と近似でき、電動機、機械５による項ＧM（ｓ）は規格
化慣性を時定数とする積分項と見なされるため、 ＧM（ｓ）＝１／（ｓＴM） ・・・（３） ＴM：規格化慣性 と与えることが出来る。
制御器３の応答に対し充分に速いため、 ＧCC（ｓ）＝１ ・・・（２） と近似でき、電動機、機械５による項ＧM（ｓ）は規格
化慣性を時定数とする積分項と見なされるため、 ＧM（ｓ）＝１／（ｓＴM） ・・・（３） ＴM：規格化慣性 と与えることが出来る。
【００１０】このとき、速度制御系の一巡伝達関数Ｇ
（ｓ）は、 Ｇ（ｓ）＝ＫSC・〔(１＋ｓＴSC)／(ｓＴSC)〕・ＧCC（ｓ）・ＧM（ｓ） ＝ＫSC・(１＋ｓＴSC）／（ＴSC・ＴM・ｓ2） ・・・（４） で与えられる。従来の速度制御（図３）を用いた電動機
の速度実績値を図４に示す。
（ｓ）は、 Ｇ（ｓ）＝ＫSC・〔(１＋ｓＴSC)／(ｓＴSC)〕・ＧCC（ｓ）・ＧM（ｓ） ＝ＫSC・(１＋ｓＴSC）／（ＴSC・ＴM・ｓ2） ・・・（４） で与えられる。従来の速度制御（図３）を用いた電動機
の速度実績値を図４に示す。
【００１１】これに対し、図１のように速度補償回路１
を有する場合、速度補償回路１の伝達関数をＧ
CMP（ｓ）とおけば、全体の伝達関数ＧTOTAL（ｓ）は、 ＧTOTAL（ｓ）＝〔Ｇ（ｓ）／(１＋Ｇ（ｓ）)〕・〔１＋ＧCMP（ｓ)〕 ・・・（５） であり、速度実績値（ＳFBK）は速度基準値を用いて ＳFBK＝ＳREF・ＧTOTAL（ｓ） ・・・（６） とあらわされることになる。このとき、ＳFBK＝ＳREFと
なるためには、 ＧTOTAL（ｓ）＝１ ・・・（７） が成立すればよく、（５）式を用いて整理すれば、 １＋ＧCMP（ｓ）＝１＋１／Ｇ（ｓ） ＝１＋(１／ＫSC)・(ＴSC・ＴM・ｓ2)／(１＋ｓＴSC) ・・・（８） であればよい。ここで、 ＴSC＝Ｔ1 ・・・（９） ＴM／ＫSC＝Ｔ2 ・・・（１０） とおけば、速度補償回路１は ＧCMP（ｓ）＝(Ｔ1・Ｔ2・ｓ2)／(１＋Ｔ1ｓ) ・・・（１１） とあらわすことができる。
を有する場合、速度補償回路１の伝達関数をＧ
CMP（ｓ）とおけば、全体の伝達関数ＧTOTAL（ｓ）は、 ＧTOTAL（ｓ）＝〔Ｇ（ｓ）／(１＋Ｇ（ｓ）)〕・〔１＋ＧCMP（ｓ)〕 ・・・（５） であり、速度実績値（ＳFBK）は速度基準値を用いて ＳFBK＝ＳREF・ＧTOTAL（ｓ） ・・・（６） とあらわされることになる。このとき、ＳFBK＝ＳREFと
なるためには、 ＧTOTAL（ｓ）＝１ ・・・（７） が成立すればよく、（５）式を用いて整理すれば、 １＋ＧCMP（ｓ）＝１＋１／Ｇ（ｓ） ＝１＋(１／ＫSC)・(ＴSC・ＴM・ｓ2)／(１＋ｓＴSC) ・・・（８） であればよい。ここで、 ＴSC＝Ｔ1 ・・・（９） ＴM／ＫSC＝Ｔ2 ・・・（１０） とおけば、速度補償回路１は ＧCMP（ｓ）＝(Ｔ1・Ｔ2・ｓ2)／(１＋Ｔ1ｓ) ・・・（１１） とあらわすことができる。
【００１２】また、（１）式の速度制御器３が比例成分
のみで構成される場合、（１）式は ＧSC（ｓ）＝ＫSC ・・・（１）′ と与えられ、このとき（１１）式の速度補償回路１は、 ＧCMP（ｓ）＝Ｔ2・ｓ ・・・（１１）′ で与えられることになる。なお、実プラントに適用する
場合において、電動機の電流波形や速度実績値を観察し
ながら、これらの補償回路に更に適当な一次遅れフィル
タ等を用いることも出来るのは当然である。
のみで構成される場合、（１）式は ＧSC（ｓ）＝ＫSC ・・・（１）′ と与えられ、このとき（１１）式の速度補償回路１は、 ＧCMP（ｓ）＝Ｔ2・ｓ ・・・（１１）′ で与えられることになる。なお、実プラントに適用する
場合において、電動機の電流波形や速度実績値を観察し
ながら、これらの補償回路に更に適当な一次遅れフィル
タ等を用いることも出来るのは当然である。
【００１３】このように求められた速度補償回路１を図
１のように構成することで、速度制御系での応答性が充
分でない場合においても、速度基準値に対する速度実績
値は図２に示すように格段に改善することができる。
１のように構成することで、速度制御系での応答性が充
分でない場合においても、速度基準値に対する速度実績
値は図２に示すように格段に改善することができる。
【００１４】なお、上記の応答性が充分でない場合と
は、例えば速度センサの精度、信号伝達部の精度その他
の要因において、速度制御器３の利得を上げて良い応答
を得ようとすると制御信号がハンチング等を起こし不安
定になるなどで、電動機、機械５での振動、整流ブラシ
での整流不良、機械系の金属疲労を引き起こす場合等が
想定できる。
は、例えば速度センサの精度、信号伝達部の精度その他
の要因において、速度制御器３の利得を上げて良い応答
を得ようとすると制御信号がハンチング等を起こし不安
定になるなどで、電動機、機械５での振動、整流ブラシ
での整流不良、機械系の金属疲労を引き起こす場合等が
想定できる。
【００１５】また、上記のごとき速度補償回路１は、個
別に速度制御される電動機で構成される電動機群におい
て、各電動機の速度制御系の応答を何らかの理由により
一定に調整できない時にも、加減速時を含み各電動機の
速度を常に一定の関係に保ちたいような場合に有効であ
り、例えばテンションレベラの主駆動モータと伸張モー
タ、多段コンベアの速度制御モータ、搬送装置のテーブ
ルロール用モータ等に適用することが有効である。
別に速度制御される電動機で構成される電動機群におい
て、各電動機の速度制御系の応答を何らかの理由により
一定に調整できない時にも、加減速時を含み各電動機の
速度を常に一定の関係に保ちたいような場合に有効であ
り、例えばテンションレベラの主駆動モータと伸張モー
タ、多段コンベアの速度制御モータ、搬送装置のテーブ
ルロール用モータ等に適用することが有効である。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例と共に挙げる。
上記図１に示す速度補償回路１を用いて、板厚０．２３
ｍｍ、板幅１０５８ｍｍの鋼帯をテンションレベラ装置
に通板速度２６６ｍ／分、１２０ｍ／分、４００ｍ／
分、伸び率０．０５％で通板している間において、加
速、減速部を含めて電動機の速度比例性を保ち、これに
より引き起こされるテンションレベラ内の張力変動は
０．６ｋｇｆ／ｍｍ2以下であり、鋼板のＬ反り（板の
幅方向の反り）の変動代も１５ｍｍ以内で良好であっ
た。
上記図１に示す速度補償回路１を用いて、板厚０．２３
ｍｍ、板幅１０５８ｍｍの鋼帯をテンションレベラ装置
に通板速度２６６ｍ／分、１２０ｍ／分、４００ｍ／
分、伸び率０．０５％で通板している間において、加
速、減速部を含めて電動機の速度比例性を保ち、これに
より引き起こされるテンションレベラ内の張力変動は
０．６ｋｇｆ／ｍｍ2以下であり、鋼板のＬ反り（板の
幅方向の反り）の変動代も１５ｍｍ以内で良好であっ
た。
【００１７】比較例：上記実施例と同条件で操業し、図
１に示す速度補償回路１を使用しなかった時において、
加速時、減速時に各々電動機の速度比例性を保てず、こ
れによりテンションレベラ内の張力変動は１．２ｋｇｆ
／ｍｍ2以上であり、鋼板のＬ反りの変動は５０ｍｍ以
上で品質不良となり、成品歩留まりの減少を引き起こし
た。
１に示す速度補償回路１を使用しなかった時において、
加速時、減速時に各々電動機の速度比例性を保てず、こ
れによりテンションレベラ内の張力変動は１．２ｋｇｆ
／ｍｍ2以上であり、鋼板のＬ反りの変動は５０ｍｍ以
上で品質不良となり、成品歩留まりの減少を引き起こし
た。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、電動機を速度制御する
場合において、何らかの理由により速度制御系で充分な
応答性を確保できない場合においても、速度実績値を速
度基準値に追従させることができるため、速度制御電動
機を使用して、且つ充分な応答性を確保できないさまざ
まな設備において優れた効果を得ることができる。
場合において、何らかの理由により速度制御系で充分な
応答性を確保できない場合においても、速度実績値を速
度基準値に追従させることができるため、速度制御電動
機を使用して、且つ充分な応答性を確保できないさまざ
まな設備において優れた効果を得ることができる。
【００１９】このため、従来速度応答性を向上させるた
めに行っていた多額の設備投資を回避できるなど業界に
もたらす利益はきわめて大きなものである。
めに行っていた多額の設備投資を回避できるなど業界に
もたらす利益はきわめて大きなものである。
【図１】 本発明における電動機の速度制御を示す制御
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 本発明を用いて速度基準値に対する追従性を
改善した電動機の速度実績値を示す説明図である。
改善した電動機の速度実績値を示す説明図である。
【図３】 従来の電動機の速度制御を示す制御ブロック
図である。
図である。
【図４】 従来の速度制御を用いた電動機の速度実績値
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１：速度補償回路 １１：ＧCMP（ｓ）
演算器 １２：加算器 ２：減算器 ３：速度制御器 ４：電流制御器 ５：電動機、機械
演算器 １２：加算器 ２：減算器 ３：速度制御器 ４：電流制御器 ５：電動機、機械
Claims (1)
- 【請求項１】 電動機の速度制御において、速度基準及
び時定数から計算される速度補償回路を設けることによ
り、速度基準に対する電動機の応答を改善することを特
徴とする電動機の速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215470A JPH0884490A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 電動機の速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215470A JPH0884490A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 電動機の速度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884490A true JPH0884490A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16672909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6215470A Pending JPH0884490A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 電動機の速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0884490A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036730A1 (ja) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Sanyo Denki Co.,Ltd. | モータの位置制御装置 |
| CN100456193C (zh) * | 2003-03-17 | 2009-01-28 | 山洋电气株式会社 | 电机控制装置 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6215470A patent/JPH0884490A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036730A1 (ja) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Sanyo Denki Co.,Ltd. | モータの位置制御装置 |
| US7224141B2 (en) | 2002-10-21 | 2007-05-29 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Position controller of motor |
| CN100456193C (zh) * | 2003-03-17 | 2009-01-28 | 山洋电气株式会社 | 电机控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010814 |