JPS58198183A - 交流サ−ボ機構の制御装置 - Google Patents

交流サ−ボ機構の制御装置

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JPS58198183A
JPS58198183A JP57082138A JP8213882A JPS58198183A JP S58198183 A JPS58198183 A JP S58198183A JP 57082138 A JP57082138 A JP 57082138A JP 8213882 A JP8213882 A JP 8213882A JP S58198183 A JPS58198183 A JP S58198183A
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JP
Japan
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phase
motor
control
output
frequency
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JP57082138A
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English (en)
Inventor
Naka Kawaguchiya
川口屋 仲
Kazuo Miki
三木 一男
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M SYST GIKEN KK
Original Assignee
M SYST GIKEN KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/045Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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】 本発明は交流サーボ機構の制御装置に関し、更に詳述す
れば、商用交流電源からパワートランジスタ式サイクロ
コンバータにより二次交流電源を得、これにより交流電
動機の回転速度とトルクを各正逆両方向について連続的
に制御する交流サーボ機構の制御装置に関する。
従来、交流サーボ機構における交流電動機の制一方式と
して、インバータにより誘導電動機を制御する方式、或
いは一次電圧制御方式が行われているが、前者は、低速
運転時におけるトルクの低下、回転速度ムラの増大の欠
点があり、回転速電Kかかわらず常vc回生制御がII
Mになる欠点があり、後者は、回生制御が不可能であり
、しかもブレーキトルクを一生し損失が増大する欠点が
あつ几。
一方、ν′イリスタによるサイクロコンバータが(々提
案されているが1分局形サイクロコンバータでは原周波
数に対し整数分の−の低周波出力しか得られず、周波数
てい層形tイクロコンバータでは原周波数の整数倍の高
周波出力[7か得られず、例えば4倍のような分数倍周
波を得ようとすれば12相交流のような多相交流を必要
とするなど、低周波から高周波まで連続的に調節しうる
周波数変換は不可能である。tた、原周波数の約8倍以
上の変調信号に基づきサイリスタを強制転流させる強制
転流形サイクロコンバータが提案されているが、原周波
数に対し格段に高い周波数出力に限られ、しかも安定な
転流動作が難かしいなどの欠点があみ。
本発明の目的は、アクチェータとなる交流電動機の回転
連間を正転、逆転について高速度から低速ザ、停止まで
連続的に制御すると同時に、負荷にエネルギを与える正
トルクから、電源へエネルギを回虫する負トルクに至る
迄連続的に制御することにより、制御対象の運動を麦速
機構を介することなく、交流電動機ふら直接的に、速度
及び力に関して自由自在に制御することができ、しかも
電力効率が高く構成が簡単な交流サーボ機構O制帥装置
を提供することにある。
本発明の交流サーボ機構の制御装置は、所定の目標値と
制御対象からフィードバックされるフィードバック(−
の偏差を検出する比横部と、上記偏差によりw4tIL
数tp及びパルス幅T癒の2相のI(ルス判11.4を
出力する制御信号発生手段と、商用8相交流を入力とす
る中性点タップ付8椙変威器と、その811変成器の8
個の2次巻線の中性点tcm続された8相交流電動機と
、七O畠椙交流電動機により駆動される制御対象と、上
記8相変成器の811の意訳巻線の各両端Km続された
第1及び第2の8相全波整流器と、その第1及び211
208相全波整流器の直流出力側をそれぞれオンオフす
る第1及び第2のパワートランジスタと、上記2相のパ
ルス列鳥、島により上記第1及び第2のパワートランジ
スタをそれぞれオンオフ制御する    )第1及び第
20)ツンジスタ駆動回路を有し、上虻8相交流電動機
O11転速度を連続的に変化させなから、上記制御対象
を制御するよう構成されて−ることを特徴としている。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
m1図に本@@実軸例全体構成のブロック図會示す、設
定部1は制御系O1!−値を電気信号により出力するも
のであって、目機値が固定の場合は設定器、関数発生器
等により、@標値が時間的に変化する場合はプログラム
装置、演算装置、センサ出力等により与えられる。比較
部2はbJJi4IIllと測定値を比較して偏差を出
力する。制御部3は、商用8相交流を異る周波数の8相
交流に交換する交流−交流変換部4と、その変換後の8
相交流出力により駆動される8相交流電動機5と、交流
−交流変換部4の変換周波数並びに供給電流量を制御す
る電@機制御部6から成り、この電動機制御s6及び前
述の比較部2は、併せてマイクロコンピュータ7VCよ
り構成される。制御対象8は用途により変るが1例えば
、流量調−弁、送り装置。
工作機械、ゲート開閉装置、ロボットハンド、運搬機械
などである。検出部9は制御対象の変位量、又は制御対
象から目標点までの距離などのv!J珊量をセン−9!
−により電気信号に変換し、必要により微分、積分、比
例増幅等の操作を加えて比較部2ヘフイードバツクする
第2図に、マイクロコンピュータTと交流−交流変換部
4の部分の具体的実施例を示す、入力用インターフェー
ス11には設定s1かもの目標値、検出部8からのツイ
ード′5ツク値が入力される。
ROM12は制御用プログラム等を配憶する。lLAM
13は偏差をアドレスとし各G’l差値に対応する周波
数fpとパルス幅T a f f、憶している。このR
AMは使用目的に応じて交換することができる。デスプ
レイ14は上記周波数fp又は変換後の周波数ム及びパ
ルス幅Tα又は電動機のトルクを数値で表示する。出力
用インターフェース1sは2@のフリップフロップFh
とF1%を備えこのノリツブフロップの状態信号を出力
する。このフリップフロップF1%とF%は2相のパル
ス信号鳥と1−を発生させるためのもので、第3図に示
すように、周期Tごとにセットとリセットを繰り返し、
F %とF%とは1g(Fの位相差を有し、セットから
リセットまでの時間、すなわち論理“1″の時間は1゛
aである。CPU1gはクロック発生器及びカウンタを
内蔵し、プログラムに従い)馬とVへのセット及びリセ
ットを制御する。
フリップフロップF4及び)゛への出力はホトカプラP
C,,PC,の発光素子に導入される。ホトカプラPC
息のホトトランジスタ出力11第1のトランジスタ駆動
用増幅回路17に入力され、ホトトランジスタ受光時r
cゲートイd号G凰かHルベル1Cなってパワー用トラ
ンジスタ19を導通させる。同様にして、ホトカプラP
C8のホトトランジスタ出力は第2のトランジスタ駆動
用増幅回路18に入力され、ホトトランジスタ受九時に
ゲート信号G。
がHルベルVCなってパワートランジスタ2(n導通さ
せる。
一方、中性点タップ付8相変Ift、器21の1次巻線
には入力端子に、s、Tが接続され、この入力端子に商
用交流の8相電源線が接続される。8相変成器2108
個の2次巻線は各一端a、b、cと、各他端d、e、f
と、各中性点g、h、iを有している。各一端a、b、
cには8相全波整流器22が接続され、その整流出力端
子j、kK前述したパワー用トランジスター9の工<ツ
タ、コレクタ憎子が接続される。同様に、変成器21の
各他端d、e、fにも8相全波幣流器23が接続され、
その整流出力端子1.mにパワー用トランジスタ20の
エミッタ、コレクタ端子が接続される。変成器21の各
中性点g、h、i#Cは変換された交流出力を導出する
ための出力端子υ、■。
Wが接続されている− 次に作用を説明する。
マイクロコンビニ1−夕のRAM13VCは、例えば第
4図に特性図で示すような偏差に対応する周期Tとパー
ス時間幅Taが書込まれており、クロックパルスを計数
するCPU内の力”ウンタが°シ賛びTを計数するごと
にセット指令信号を発し、1′α及び(、/+T↑」勲
計数するごとにリセット指令信号を発し、Tを計数する
ごとにカウンタの内容が0にクリヤされる。このように
して、比較部2の爛差に応じてフリップフロップF%と
F馬のセット及びリセットを繰返し、絹6図に示す2相
のパルス列れ及び鴇を出力する。
射5図において、実線で承す正弦波形!、a、 Eb、
Eoは8相変成器21の−was b、c各点に現れる
電圧を示し、点線で示す正弦波形Ed。
He、EfはB相変成器21の他端a、e、f各点に現
れる電圧を丞している。信号P、がHルベルのときにゲ
ート電圧G14Hiレベルになりパワートランジスタ1
9が導通する。同様に、1s号1%かに1 ルベルのと
きにゲート電圧G、もIllレベルになりパワートラン
ジスタ20が導通する。2個のパワートランジスタ19
.20か共tCオフのときは中性点g、h、iの各線間
Wc区圧は現れない。
しかし、第1のパワートランジスタ19がオンになると
、全波整流器22を構成するダイオードとトランジスタ
19のニオツタ、コレクタ回路によりa、b、c各点間
の回路が形成され、出力を端子U、V、W間VC電圧が
印加され、交流電動機が付勢さrしる。同様にして、第
2のパワートランジスタ20がオンrcなると、全波整
fi523を構成するダイオードとトランジスタ20の
エミッタ、コレクタ回路によりd、e、fの各点間の回
路が形成さね、出力端子U、V、W間に電圧が印加され
、交流電動機が付勢される。
第5図において、正弦波形Ea、Eb、EC。
F、d、Ee、Ef[寸された縦縞部分は、パワートラ
ンジスター9が導通状態のとき出力端子U。
V、W<現れる電圧と、パワートランジスタ20が導通
状態のとき出力端子U、V、Wに現れる電圧ケ併せて示
している。図から明らかなように、この縦縞部分の模様
は周期的に変化しており、その変化に含まれている最も
低い周波数成分は周期′l−の正弦波である。いま、第
6図の時間目盛に示−tように、制御信号?、及び?、
の周期Tが賜秒(基本周波数fp”eo)&)、商用交
流周波数が60)1z17)18合、 出力fi子U、
V、WKIIらt’li[圧の基本成分Eu、EV、E
Vの周波数はf*−101(シになる。
本発明にお―て、一般に、制御信号PM、?、の周波数
をfP(ただしfp=ち、)、変成器21のl次側に印
加される交流入力のIM妓数をfl、出力端子U、V、
Wに均れる交流出力の周波数’(、、f、とすれば。
f*=fp−fl の関係が成立する。
従って、制御信号の1波数fpを変化させることに、1
′)出力の周波数f3を任意かつ連続的に変えることが
でき、8相交流電動機の回転速度を、必要なトνりを維
持しながら任M、−・つ連続的に制御することができる
。し25.4 sその可変範囲はTE回転、停止、逆回
転に及ぶ0例えばfp=f1とすればft=0になり8
相交流電動慢の巻線に回転磁界が発生せず、トルクのみ
発生して出力軸が回転しない。ま九、fpをf、よりも
朴〈わずか偏らせることにより電動機を超低迷電で回転
駆動することができも。また、fpを2 ftよりも大
きくすることにより)1動機を商用電源による場合よ(
]も高速度に回転させることができる、 このように、本発明によれば、操作部の主体をなす84
’t4交流電交流機の回転速度とトルクを高範囲にわた
り連続的に制御することができるから、例えば搬送装置
においてA点からB点に達する間の速度を!6図に示す
ようなプログラムに従い、増速→高速度→減速→極低速
度→停止のように変化させ、しかも始動時のみトルクを
大きくシ、その後は速fKかかわらず一定トルクで運転
することが、減速機構や変速機構を使用することなく可
能となる。tた、例えばロボットCノドにおいて、@7
図に示すようなプログラムに従い、目的物に近づく迄は
高速度で!位し、その後は低速♂に減速され、停止後は
トルクが増大して目的物を強固rcつかむような制御が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の全体構成を示すブロック図、第
2図は第1図のiイクロコンピュータT及び交流−交流
変換装置4の実施例を示す回路図、第8図は第2図に示
すツリツブ70ツブFF1.Fhの作用を説明するタイ
ムチャート、第4図は第2図のiLAMl 3の記憶内
容を説明する関数グラフ、第6図は第2図の各部の電圧
波形を示すタイムチャート、第6図及び第7図は本@明
の効果を説明する特性図である。 1・・・設定部、    2・・・比較部、3・・・制
御部、    4・・・交流−交流変換部。 5・・・8相交流電動機、 6・・・電動機制御部、 1・・・マイクロコンピュータ、 8・・・制御対象%   9・・・検出部、17.18
・・・トランジスタ駆動回路、IL20・・・パワート
ランジスタ、 21・・・8相変成器、 22.23・・・8相全波整流器。 特許出願人 株式会社エム・システム技研式 理 人 
弁理士 西 1) 新

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の目標値と制御対象からフィードバックされるフィ
    ードバック値の偏差を検出する比較部と、上記偏差によ
    り周波数fp及びパルス幅T1の2相のパルス列ハ、亀
    を出力する制御信号発生手段と、商用8相交流を入力と
    する中性点タップ付8相変成器と、その8相変成器の8
    個の2次巻線の中性点Vcll続され九8相交流電動機
    と、その島相交流電動機により駆動される制御対象と、
    上記8相変成器の8個の2次*SO各両端に接続された
    @1及び第2の8相全波整流器と、その第1及び第2の
    8相全波整流器の直流出力側をそれぞれオンオフする第
    1及びagoパワートランジスタと、上記2州のパルス
    列鳥、hにより上記第1及び第2のパワートランジスタ
    をそれぞれオンオフ制御する第1及び@2のトランジス
    タ駆動回路を有し、上記8相交流電動機の回転速度を連
    続的に変化させながら、上記制御対象を制御するよう構
    成された、交流サーボ機構の制御装置。
JP57082138A 1982-05-14 1982-05-14 交流サ−ボ機構の制御装置 Pending JPS58198183A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831408A (ja) * 1971-08-27 1973-04-25

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831408A (ja) * 1971-08-27 1973-04-25

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