JPS58103891A - 電動機制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は電動機制御装置に係り、特に正・逆のサイリス
タ変換器を有し、また速度検出器として回転方向にかか
わらず絶対値検出を行なうものを有し、一方向運転・回
生制動を行なう場合の低速時に起こる逆転暴走を防止し
得るようにした電動機制御装置に関する。

発明の技術的背景 第１図は、従来の電動機制御装置の構成をブロック的に
示したものである。図において、１は交流電源、２はこ
の交流電源１と直流可変電圧との相互間の変換を行なう
正・逆のサイリスタ変換器、３はこの正・逆サイリスタ
変換器２により可変直流電源が供給される直流電動機で
ある。また、４は直流電動機３の負荷電流を検出する変
流器、５は直流電動機３の速度を検出する速度検出器と
しての／４ルス発信器ＰＧ、６は直流電動機３の速度基
準信号で、・クルス発信器５からの速度に比例したパル
ス列をアナログ信号に変換するＦ／Ｖ変換器７よシの速
度帰還信号８とを比較し、その比較出力を速度制御増幅
器９で増幅して速度制御系を構成する。この速度制御増
幅器９の出力は電流基準信号となり、この信号と変換器
４よりの電流帰還信号とを比較し、その比較出力を電流
制御増幅器１０にて増幅して電流制御系を構成する。さ
らに、この電流制御増幅器１０の出力である位相制御信
号は、正・逆変換方向指令回路１１によシ選択された正
方向用位相制御回路１２または逆方向用位相制御回路１
３へ、位相夫々入力され、正・逆サイリスタ変換器２内
の各サイリスタに点弧信号を与えて点弧させ直流電動機
３を制御するようにしている。

なお、上記においてノクルス発信器５としては回転方向
をも検出するために、位相のずれた２つの出力をとれる
２チヤンネルタイプのものを使用すればよいが、電動機
３が両軸タイプの場合等はその構造上２チヤンネルタイ
プを使用できない場合が多いため、かような場合には１
チヤンネルのノ４ルス発信器を使わざるを得ない。

゛１チャンネルの場合には回転方向を検出できないため
、歌変換器７の出力の極性は常に同じ（ここでは速度帰
還信号としているため常に負極性）となる。

背景技術の問題点 かかる回路構成によシ直流電動機３が駆動さ）！ｉ れている時、例えば第２Ｊ！Ｉに示すように速度基準信
号（ａ）をｖｌからマ鵞に下げた場合には、制御系は速
度をＶｌからＶ！に下げようとする。

ここで、制御系が同図（ｂ）のようにオーバーシ−トを
もっていると、マ冨の値とオーバーシェード量により（
ｂ）の破線に示す如く逆転暴走を起こす場合がある。換
言すると、速度基準信号（ａ）をｖｌからマ３に下げた
場合速度（ｂ）はＶＢからマ富に低下していくが、オー
バーシュートによシマ３よりさらに速度が下をる。そし
て、速度がＶ！よシ下がると、第１箭の速度基準信号６
と速度帰還信号８との比較によシ、速度をマ鵞にもどす
ように制御系が動作する。また、オーバーシートによシ
正転から停止を経て逆転したとしても、逆転側の速度マ
鵞未満ならば１速度基準信号１＞１速度帰還信号１とな
り、制御によって正転倒の速度Ｖ！に復帰する。

熟年ら、オーバーシェード量が大きく速度が逆転側の速
度マ雪以上になった場合には、速度基準信号６は正極性
、速度帰還信号８は常に負極性で、ｌ速度基準信号１〈
１速度帰還信号１となり、速度帰還信号７つま多速度（
逆転）が大きく々れば速度基準信号６との比較によシ負
の偏差分が入力されてさらに加速し、速度帰還信号７が
さらに大きくなシまた加速というようにして逆転暴走し
て、機械側に損傷を与えるというような問題がある。ま
た、何らかの原因（断線、接触不要等）により速度基準
信号６が零となったような場合にも上記と同様な現象が
起こる。但し、上記の場合は逆転暴走への余裕として２
ＸＩＶ！＋のオーバーシー一ト分カ許容されたが、速度
基準信号６が零（ｖｓ→零）となった場合にはオーバー
シェードが々くても零速度でとどまっている時に外乱が
あり、この外乱によって直流電動機３が少しでも逆転す
ると、速度基準信号６は零で速度帰還信号１の負極性信
号のみが入力されるため、直ちに逆転暴走となってしま
う。

発明の目的 本発明は上記のような問題点を解決するために成された
もので、その目的は低速時のオーバーシートや速度基準
信号零（消滅）に起因する逆転暴走から機械側の損傷を
確実に防止することができる電動機制御装置を提供する
ことにある。

発明の概要 上記目的を達成するために本発明では、正・逆のサイリ
スタ変換器を有し、また速度検出器として回転方向にか
かわらず絶対値検出するものを使用して直流電動機の一
方向運転・回生制動を行なうようにした制御装置におい
て、直流電動機に供給される直流電圧の逆極性時の電圧
信号を整流素子により検出し、該検出信号を制側糸へそ
の補正信号として加えるようにしたことを特像とする。

発明の実施例 置の構成例をブロック的に示したものであシ、第１図と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

つまシ、本装置は逆転時の直流電動機３にかかる直流電
圧（正転時逆極性）を検出するために、電動機主回路と
制御回路との絶縁用として直流主回路に絶縁器１４０入
力側を接続し、該絶縁器１４の出力側をリッグル除去用
のフィルタ１５に接続し、逆転時正極性の電圧信号を検
出するための整流素子１６を介してその出力を逆転暴走
防止信号なる補正信号として速度制御増幅器９に入力す
るように構成したものである。

なお、この場合、正転時はフィルタ１６の出力は負極性
となるため、整流素子１６により信号がしゃ断され、付
加した補正回路に関係なく正常な正転運転を行ない得る
。またここで、直流電動機３の端子電圧は、回生制動中
（正転）に電機子電流の大きさによって変わるが、直流
電動機３のＩＲ降下によシ端子電圧は下がり、また正側
変換器に切換った時および加速完了時に電流値が変わる
ため急変する。

次に、かかる如く構成した装置において逆転が生じた場
合の動作を、第４図を用いて駅間する。いま、直流電動
機３が正転状態にある時速度基準信号６を時間ｔ１でｖ
ｌからＶ！に下げた場合、速度をｖｌからｖ８に下げる
ため正・逆のサイリスタ変換器２は、正側から逆側へと
正・逆変換方向指令回路１１、逆方向用位相制御回路１
３によって切換わ９回生制動が打力われる。そして、時
間ｔ！で速度基準信号６の指令速度ｖｌに達し、さらに
速度が低下しオーバーシェードして速度マ雪より小さく
なった時点で、速度をマ３に復帰させようとして正・逆
サイリスタ変換器２は逆側から正側へと、正・逆変換方
向指令回路１１、正方向用位相制御回路１２によって切
換わシ回生制動よシ駆動へと切換えられる。その後、速
度はオーバーシュートによシ零を切って逆転側へと向か
うが、速度が零になシ逆転側になった時間ｔ３で直流電
動機３の端子電圧が正極性よシ負極性へと変化する。

ここで、速度と直流電動機３の端子電圧との零点が一致
していないのは、電動機３内のＩＲ降下によるものであ
る。

一方、直流電動機３の端子電圧が正方向の電圧になって
いる時（時間ｔ３まで）は、絶縁器１４、フィルタ１５
を通して負極性の信号が整流素子１６のアノード側にか
かっている為、逆転暴走防止信号１７は整流素子１６に
より阻止されて零であるが、時間ｔｓで直流電動機３の
端子電圧が逆方向の電圧になると、絶縁器１４、フィル
タ１５を通して整流素子１６のアノード側に正極性の信
号が入力されるため、正極性の信号（逆転暴走防止信号
１７）が速度制御増幅器９へ補正信号として入力される
。そして、この逆転暴走防止信号１７が入力されること
によシ、前述の１速度基準信号１〈１速度帰還信号１と
なシ逆転暴走となっていた現象が、Ｉ（速度基準信号）
＋（補正信号）ｌ〉１速度帰還信号ｌなる関係となシ、
速度は逆転側よシ正転側へと復帰するように制御され、
直流電動機３の端子電圧が零になる時間ｔ４まで逆転暴
走防止信号１７が入力され、時間ｔ４以降速度は逆転か
ら正転へ切換わシ、速度基準信号６の設定速度マ鵞にて
直流電動機３は駆動されることになる。

この場合、電動機３が逆転し正転の速度マ意まで復帰す
る逆転速度の限界は逆転暴走防止信号１２の大きさによ
ることとなシ、オーバーシェード量によって逆転暴走防
止信号１７の値を調整し得るようにすればいかなる場合
にも対応できる。また、機械側の逆転の許容値がある場
合には、その許容値以上にならないように逆転暴走防止
信号１７の値を調整すればよい。なお、速度基準信号６
が何らかの原、因で零になったような場合についても、
復帰速度が零になるだけであシ上記同様の動作となって
逆転を防止できるものである。

尚、上記の場合は速度基準値に速度を復帰させて運転を
続行させたが、他に速度を検出し、検出速度を越えた場
合は運転を停止させるようにすることもできる。

このように、交流電源１電圧を正・逆サイリスタ変換器
２を介して直流電動機３に供給するようにしたものにお
いて、上記直流電動機３の速度を絶対値検出する速度検
出器としての１チヤンネルタイプのパルス発信器５と、
このパルス発信器５からのシル変換器７を介して得られ
る速度帰還信号８と速度基準信号６とを比較しその比較
出力を電流基準信号として送出する速度制御増幅器９を
有する速度制御系と、この速度制御系の速度制御増幅器
９からの電流基準信号と電流帰還信号としての上記直流
電動機３の負荷電流信号とを比較しその比較出力を位相
制御信号として送出〜する電流制御増幅器１０を有する
電流制御系と、この電流制御系の電流制御増幅器１０か
らの位相制御信号を基に上記正・逆サイリスク変換器２
を正・逆・方゛向に位相制御する正・逆変換指令回路１
ノ、正、負方向用位相制御回路１２．１−３を有する位
相制御回路と、上記直流電動機３に供給される直流電圧
の逆極性時の電圧信号を検出し該検出信号を上記速度制
御系に逆転暴走防止信号なる補正信号１１として加える
絶縁器１４、フィルタ１５、整流素子１６を有する補正
回路とから、直流電動機の制御装置を構成したものであ
る。

従って、直流電動機３の低速時のオーバーシュートや、
断線・接触不良等が原因での速度基準信号６零となるこ
とに起因する逆転暴走を抑え、これに基く機械側の損傷
を確実に防止し、極めて安定した制御を行なうことがで
きる。

発明の効果 ｉＩ 以上説明したように本発明によれば、正・逆のすイリス
タ変換器を有し、また速度検出器として回転方向にかか
わらず絶対値検出するものを使用し、一方向運転・回生
制動を行なう制御装置において、直流電圧の逆極性時の
電圧信号を制御系に補正信号として加えるようにしたの
で、オーバーシェードや速度基準零に起因する逆転暴走
から機械側の損傷を確実に防止することができる極めて
信頼性の高い電動機制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機制御系装置を示すブロック図、第
２図（ａ）　（ｂ）は従来の問題点を説明するための図
、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図
は第３図の動作を示すタイムチャート図である。 １・・・交流電源、２・・・正・逆のサイリスタ変換器
、３・・・直流電動機、４・・・交流器、５・・・ノ譬
ルス発信器（ｐ　ｃ　）、ｔ；・・・速度基準信号、１
・・・Ｆ／’Ｖ変換器、８・・・速度帰還信号１．９・
・・速度制御増幅器、１４・・・絶縁器、１５・・・フ
ィルタ、１６・、・整流素子、１７・・・逆転暴走防止
信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源電圧が一正・逆サイリスタ変換器を介して供給
   される直流電動機の速度を速度検出器によシ絶対値検出
   し、この検出した速度帰還信号と速度基準信号とを速度
   制御系にて比較しその比較出力を電流基準信号として送
   出し、この電流基準信号と電流帰還信号としての前記直
   流電動機の負荷電流信号とを電流制御系にて比較しその
   比較出力を位相制御信号として送出し、この位相制御信
   号を基に前記正・逆サイリスタ変換器を位相制御回路に
   よシ正・逆方向に位相制御するような電動機制御装置に
   おいて、前記直流電動機に供給される直流電圧の逆極性
   時の電圧信号を検出し核検出信号を前記速度制御系にそ
   の補正信号として加える補正回路を具備したことを特徴
   とする電動機制御装置。