JPS58224592A - Speed controller for motor - Google Patents

Speed controller for motor

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Publication number
JPS58224592A
JPS58224592A JP57106325A JP10632582A JPS58224592A JP S58224592 A JPS58224592 A JP S58224592A JP 57106325 A JP57106325 A JP 57106325A JP 10632582 A JP10632582 A JP 10632582A JP S58224592 A JPS58224592 A JP S58224592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
motor
speed
output
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP57106325A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Okubo
温 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP57106325A priority Critical patent/JPS58224592A/en
Publication of JPS58224592A publication Critical patent/JPS58224592A/en
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
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10Commutator motors, e.g. repulsion motors

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To accurately automatically control the rotating speed of a motor by employing as the detection signal of the rotating speed of the motor the counterelectromotive force of the motor. CONSTITUTION:A gate unit 10 is conducted at the moment that a pulse of a shifting phase pulse generator 8 is inputted to the gate unit 10, and it becomes the state that the output signal of a voltage detector 4 is fed to a filter 11. The filter 11 is charged by the reverse voltage of a motor 2. The voltage of the filter 11 is added by an adder 6 in reverse polarity to the set speed voltage set by a speed setter 5, and the voltage is amplified by an amplifier 7. The output of the amplifier 7 is inputted to the shifting phase pulse generator 8, and the output pulse is outputted via a timer 9 as the trigger pulse of a triac 3.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電動機の速度制御装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a speed control device for an electric motor.

従来、電動機の速度制御装置においては、一般に電動機
の軸に回転数検出用タコゼネレータを取付け、速度設定
電圧と実際速度信号としてのタコゼネレータの出力電圧
とを比較増巾し、この電圧を移動位相パルス発生器を介
してトライアック等のスイッチング素子のゲートに加え
て電動機へ供給する電源電圧を自動的に制御するように
していた。
Conventionally, in motor speed control devices, a tacho generator for rotation speed detection is generally attached to the shaft of the motor, the speed setting voltage is compared and amplified with the output voltage of the tacho generator as an actual speed signal, and this voltage is used to generate moving phase pulses. In addition to the gates of switching elements such as triacs, the power supply voltage supplied to the electric motor was automatically controlled through the device.

しかし、この装置では電動機に回転数検出用タコゼネレ
ータを取りつける必要があり、またタコゼネレータから
速度設定回路を有する制御装置まで配線する必要もあり
、従ってこの種の速度制御装置が高価になる欠点があっ
た。
However, this device requires a tachometer generator for rotation speed detection to be attached to the electric motor, and also requires wiring from the tachometer generator to a control device with a speed setting circuit, which has the disadvantage of making this type of speed control device expensive. .

この発明の目的は、上述の欠点を解消して、電動機に従
来用いられてきた回転数検出用タコゼネレータを使用す
ることなく電動機の速度制御が安価にできる装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a device that can control the speed of an electric motor at low cost without using a tachometer generator for detecting rotational speed, which has been conventionally used in electric motors.

この目的を達成するために、この発明によれば、電動機
に供給される電源電圧をスイッチング制御するスイッチ
ング素子に、回転電動機の設定速度と実際速度とを比較
し、その偏差に応じた断続制御信号を与へて速度制御を
行うものにおいて、前記スイッチング素子がオフしてい
る期間における前記電動機の端子電圧を検出する電圧検
出器を設け、この電圧検出器の検出電圧を前記実際速度
を示す信号として電動機のフィードバック制御に利用す
るようにしている。
In order to achieve this object, according to the present invention, a switching element that controls the switching of the power supply voltage supplied to the motor is provided with an intermittent control signal that compares the set speed of the rotary motor with the actual speed and corresponds to the deviation. A voltage detector is provided to detect a terminal voltage of the motor during a period in which the switching element is off, and the detected voltage of the voltage detector is used as a signal indicating the actual speed. It is used for feedback control of electric motors.

以下この発明の構成を図示実施例に基いて説明する。第
1図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。第
2図は第1図に示されたブロック図の内容を具体化した
一実施例の回路図である。
The structure of the present invention will be explained below based on illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment embodying the contents of the block diagram shown in FIG.

第1図において1は交流電源、2は交流電動機、3は電
動機2に供給する交流電源電圧をスイッチングするスイ
ッチング素子の一種であるトライアック、4は電圧検出
器であって電動機2の両端に接続されており、トライア
ック8がオフになっているとき前記検出器が電動機2の
逆起電圧を検出している。その逆起電圧は電動機の回転
数にほぼ比例した電圧となるtこめ、トライアックがオ
フのときの電圧検出器8の出力電圧はほぼ電動機の回転
数と考えることができる。5は電動機2の速度を設定す
る速度設定器、6は加算−17は加算器6の出力を増巾
する増巾器、8は増巾器7の出力に応じた位相でトライ
アック8を点弧するためのパルスを発生する移動位相パ
ルス発生器、9は前記パルス発生器8から出力されたパ
ルスを成る時間層にパルスが出るように遅くらせる遅延
タイマー、10はゲート装置でパルス発生器8からパル
スをゲート装置10のゲートに入力されたときはこの装
置10が導通し、遅延タイマー9から信号を入力された
ときには非導通になる。11はフィルターでありゲート
装置10を介して電圧検出器4の出力を蓄電して電圧を
保持するようにしたものである。
In FIG. 1, 1 is an AC power supply, 2 is an AC motor, 3 is a triac which is a type of switching element that switches the AC power supply voltage supplied to the motor 2, and 4 is a voltage detector connected to both ends of the motor 2. The detector detects the back electromotive force of the motor 2 when the triac 8 is off. Since the back electromotive voltage is a voltage that is approximately proportional to the rotation speed of the motor, the output voltage of the voltage detector 8 when the triac is off can be considered to be approximately the rotation speed of the motor. 5 is a speed setting device that sets the speed of the electric motor 2, 6 is an adder-17 is an amplifier that amplifies the output of the adder 6, and 8 is a ignition of the triac 8 at a phase according to the output of the amplifier 7. 9 is a delay timer for delaying the pulses outputted from the pulse generator 8 so that the pulses are outputted in the time layer; 10 is a gate device for generating pulses from the pulse generator 8; When a pulse is input to the gate of the gate device 10, this device 10 becomes conductive, and when a signal is input from the delay timer 9, it becomes non-conductive. Reference numeral 11 denotes a filter that stores the output of the voltage detector 4 via the gate device 10 to maintain the voltage.

第1図の実施例の動作を説明すれば、図においてゲート
装置10に移動位相パルス発生器8のパルスが入力され
た瞬間にゲート装置10が導通し、電圧検出器4の出力
信号をフィルタ11に送ることができる状態となり、フ
ィルター11は電動機2の逆起電圧、即ち電動機2の回
転数が大きいときは逆起電圧が大きくなる、比例関係に
ある逆起電圧によって充電される。また移動位相パルス
発生器8からパルスが出力された後に遅延タイマー9に
よって一定時間后に遅延タイマー9からパルスが出力さ
れ、このパルスによってゲート装置10が非導通になる
と同時にトライアック8が点弧されてトライアック8が
導通し電動機2に電源lより電圧が加えられる。しかし
このときには、上述のようにゲート装置10が非導通に
なっているので電圧検出器4の検出電圧はフィルター1
1に到達できずに、フィルター11には上述のようにそ
の以前、すなわちトライアック8が非導通(オフ)のと
きの電動機2の逆起電圧即ち回転数にほぼ比例した電圧
がそのまま残っている。このフィルター11の電圧は速
度設定器6によって設定された速度設定電圧に対して加
算器6で逆極性に加算され、その電圧が増巾器7で増巾
される。この増巾器7の出力を移動位相パルス発生器8
が受電すると同時にトライアック8を位相制御するため
のパルスを出力する。
To explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1, the moment the pulse from the moving phase pulse generator 8 is input to the gate device 10 in the figure, the gate device 10 becomes conductive, and the output signal of the voltage detector 4 is transferred to the filter 11. The filter 11 is charged by the back electromotive force of the electric motor 2, which is in a proportional relationship with the electric motor 2, that is, the back electromotive force increases when the rotational speed of the electric motor 2 is high. Furthermore, after a certain period of time has elapsed after the pulse is output from the moving phase pulse generator 8, a pulse is output from the delay timer 9, and at the same time the gate device 10 becomes non-conductive, the triac 8 is fired. The triac 8 becomes conductive and a voltage is applied to the motor 2 from the power supply l. However, at this time, since the gate device 10 is non-conductive as described above, the voltage detected by the voltage detector 4 is the same as that of the filter 1.
1, and as described above, the back electromotive voltage of the electric motor 2, that is, the voltage approximately proportional to the rotational speed remains in the filter 11 from before, that is, when the triac 8 was non-conducting (off). The voltage of this filter 11 is added with an opposite polarity to the speed setting voltage set by the speed setting device 6 by an adder 6, and the voltage is amplified by an amplifier 7. The output of this amplifier 7 is transferred to a phase pulse generator 8.
receives power and simultaneously outputs a pulse for controlling the phase of the triac 8.

このパルスによってタイマー9を介してゲート装置10
が非導通になるとともにトライアック8が点弧され、電
動機2が回転される。再び電動機2の逆起電圧がゲート
10を介してフィルター11に蓄電され、このフィルタ
ー11の電圧が加算器6に逆極性に加えられて速度設定
器5によって設定された電圧から減算され、その電圧が
増巾器7に加えられる。即ち上述のように電動機2の回
転数に比例した電動機2の逆起電圧がフィルター11に
よって確保される。さらに加算器6で前記フィルター1
1の電圧が速度設定電圧から減算されるので、電動機2
の回転が低いときは上述のようにフィルター11電圧が
小さくなりしたがって加算器6の出力が大きくなり、電
動機2の回転を上げるように作用する。逆に電動機の回
転が高くなっtこときは、加算器6の出力が小さくなっ
て、従って電動機2の回転を下げるように作用しフィル
ター11の電圧即ち電動機2の逆起電圧が速度設定電圧
に等しくなるように電動機2の回転が自動制御される。
This pulse causes the gate device 10 to pass through the timer 9.
becomes non-conductive, the triac 8 is fired, and the electric motor 2 is rotated. The back electromotive force of the motor 2 is stored in the filter 11 via the gate 10 again, and the voltage of this filter 11 is added to the adder 6 with the opposite polarity and subtracted from the voltage set by the speed setting device 5, and the voltage is is added to the amplifier 7. That is, as described above, the filter 11 ensures that the back electromotive force of the motor 2 is proportional to the rotational speed of the motor 2. Furthermore, the adder 6
Since the voltage of motor 1 is subtracted from the speed setting voltage, motor 2
When the rotation of the motor 2 is low, the voltage of the filter 11 becomes small as described above, and therefore the output of the adder 6 becomes large, which acts to increase the rotation of the motor 2. Conversely, when the rotation of the motor becomes high, the output of the adder 6 becomes smaller, which acts to lower the rotation of the motor 2, and the voltage of the filter 11, that is, the back electromotive force of the motor 2, becomes the speed setting voltage. The rotation of the electric motor 2 is automatically controlled so as to be equal.

すなわち電動機2の逆起電圧の大きさがほぼ電動機2の
回転数に比例しているので電動機2の逆起電圧がフィー
ドバック信号として作用して速度設定値に一致するよう
に電動機2が速度制御される。
That is, since the magnitude of the back electromotive force of the electric motor 2 is approximately proportional to the rotation speed of the electric motor 2, the back electromotive force of the electric motor 2 acts as a feedback signal, and the speed of the electric motor 2 is controlled so that it matches the speed setting value. Ru.

第2図はさらに具体化した一実施例である。第2図にお
けるブロック構成は第1図と全く同一であり、第2図の
点線で囲んだ範囲が第1図の各ブロックと対応している
。第2図において1〜11は第1図に示すものと全く同
一である。12.1B、 14.17゜28.28およ
び29は抵抗、15は演算増巾器16はダイオード、1
8はトランジスタ、19.24および菊はコンデンサー
、題は定電圧電源、21は2人力を持つコンパレータ、
あおよび82は、VΦ素子、釘はパルストランス、81
はゲート電極を持つ半導体スイッチ、88はN(71’
素子、Mはダイオードブリッヂである。
FIG. 2 shows a more specific embodiment. The block configuration in FIG. 2 is exactly the same as that in FIG. 1, and the range surrounded by dotted lines in FIG. 2 corresponds to each block in FIG. 1. In FIG. 2, numerals 1 to 11 are exactly the same as those shown in FIG. 12.1B, 14.17°28.28 and 29 are resistors, 15 is an operational amplifier, 16 is a diode, 1
8 is a transistor, 19.24 and chrysanthemum are capacitors, the title is a constant voltage power supply, 21 is a comparator with two power supplies,
The rest and 82 are VΦ elements, the nails are pulse transformers, and 81
88 is a semiconductor switch with a gate electrode, and 88 is a semiconductor switch with a gate electrode.
The element M is a diode bridge.

速度設定器5は負の一定電圧を可変抵抗器によって分圧
しているものであり、加算器6は抵抗12と抵抗路によ
って符号の異なる電圧を加え合わせることによって減算
を行なう。増巾器7は演算増巾器15と抵抗1814.
とで構成されている。移動位相パルス発生器8は増巾器
7の出力からダイオード16と抵抗17を通してコンデ
ンサー19を充電しコンデンサー19の電圧を徐々に高
かめるように構成したものであり、トランジスター18
は何らかの方法によって交流電源1の電圧波形の零ボル
トの時点毎にONされているのでコンデンサー19の電
圧は交流電源1に同期して零ボルトから徐々に高くなる
。増巾器7の出力電圧が低いときはコンデンサー19の
電圧は遅い速度で高まり、増巾器7の出力電圧が高いと
きにはコンデンサー19の電圧は早い速度で高まりコン
デンサー19の電圧が定電圧電源加の電圧より高くなっ
たときにはコンパレータ21の出力電圧が零ボルトから
正の電圧に変る。
The speed setter 5 divides a constant negative voltage using a variable resistor, and the adder 6 performs subtraction by adding voltages of different signs through a resistor 12 and a resistance path. The amplifier 7 includes an operational amplifier 15 and a resistor 1814.
It is made up of. The moving phase pulse generator 8 is configured to charge a capacitor 19 from the output of the amplifier 7 through a diode 16 and a resistor 17 to gradually increase the voltage of the capacitor 19.
is turned on by some method at every zero volt point in the voltage waveform of the AC power supply 1, so the voltage of the capacitor 19 gradually increases from zero volts in synchronization with the AC power supply 1. When the output voltage of the amplifier 7 is low, the voltage of the capacitor 19 increases slowly, and when the output voltage of the amplifier 7 is high, the voltage of the capacitor 19 increases quickly, and the voltage of the capacitor 19 increases when the constant voltage power supply is applied. When the voltage becomes higher than the voltage, the output voltage of the comparator 21 changes from zero volts to a positive voltage.

移動位相パルス発生器8の出力電圧が零ボルトから正の
電圧に変化しても遅延タイマー9の出力電圧は膳素子部
の入力部の片側に抵抗器とコンデンサー次の遅延回路が
入っているためにコンデンサーめの電圧が膳素子5のス
レッショルド電圧に達するまで瓜素子部の出力電圧が零
ボルトに保持されている。
Even if the output voltage of the moving phase pulse generator 8 changes from zero volts to a positive voltage, the output voltage of the delay timer 9 will not change because a resistor and a capacitor are included in the next delay circuit on one side of the input section of the digital element section. The output voltage of the melon element is held at zero volts until the voltage across the capacitor reaches the threshold voltage of the auxiliary element 5.

このときゲート装置10内の膳素子82の入力の片側に
は移相パルス発生器8の正の出力電圧が加わり、入力の
他の片側には遅延タイマー9の出力の零ボルトが新素子
部によって正の電圧に変換されて、加わってい“るので
AND素子82の出力は正の電圧に変り、従って半導体
スイッチ81は導通状態となり、電圧検出器4内のダイ
オ−ドブリッチMの出力電圧がフィルター11内の抵抗
器とコンデンサー鉛に加えられる。
At this time, the positive output voltage of the phase shift pulse generator 8 is applied to one side of the input of the gate element 82 in the gate device 10, and the zero volt of the output of the delay timer 9 is applied to the other side of the input by the new element. Since it is converted into a positive voltage and is applied, the output of the AND element 82 changes to a positive voltage, so the semiconductor switch 81 becomes conductive, and the output voltage of the diode brittle M in the voltage detector 4 is applied to the filter 11. Added to the resistor and capacitor lead within.

遅延タイマー9内のコンデンサー次の電圧が膳素子あの
スレッシ四ルド電圧を越えると、膳素子部の出力が正の
電圧に変化し、NOT素子素子用力が零ボルトとなって
4MΦ素子82の出力が零ボルトとなり半導体スイン、
チ81は非導通状態となる。また励素子あの出力が零ボ
ルトから正の電圧に変化するためにこの電圧がパルスト
ランス釘を通してトライアック10のゲートに加えられ
トライアック10が点弧する。
When the voltage next to the capacitor in the delay timer 9 exceeds the threshold voltage of the main element, the output of the main element changes to a positive voltage, the NOT element power becomes zero volts, and the output of the 4MΦ element 82 changes to a positive voltage. It becomes zero volt and semiconductor switch,
The circuit 81 becomes non-conductive. Also, since the output of the exciter changes from zero volts to a positive voltage, this voltage is applied to the gate of the triac 10 through the pulse transformer nail, causing the triac 10 to fire.

上述のように第2図における各ブロック内の部品が動作
して、各ブロックにおいて要求されている作用が充分に
満足されるので第1図に示す回路は完全に実施できるも
のである。
The circuit shown in FIG. 1 can be perfectly implemented because the components in each block in FIG. 2 operate as described above and the functions required in each block are fully satisfied.

以上述べた通り、この発明によれば、電動機の逆起電圧
を回転数の検出用信号として用いるとともに、この電圧
が電動機の回転数にほぼ比例した電圧であることを利用
したものであるのでフィードバック信号として甚だ有効
であって電動機の回転数の自動制御を精度良く行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, the back electromotive voltage of the motor is used as a signal for detecting the rotation speed, and the fact that this voltage is almost proportional to the rotation speed of the motor is utilized, so feedback is generated. It is extremely effective as a signal and allows automatic control of the rotational speed of the motor with high precision.

また、タコゼネレータを使用することなく電動機の回転
数制御を行うことができるので、このフィードバック速
度制御が安価にできる効果がある。
Furthermore, since the rotational speed of the motor can be controlled without using a tacho generator, this feedback speed control can be performed at low cost.

なお上述の説明は単相電動機の制御をもとに説明したが
三相電動機、直流電動機等についても同様に制御を行う
ことができるのは勿論である。
Although the above explanation was based on control of a single-phase motor, it goes without saying that three-phase motors, DC motors, etc. can also be controlled in the same way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図をさらに具体化した一実施例の回路図。 1・・・交流電源、2・・・回転電動機、8・・・トラ
イアック、4・・・電圧検出器、5・・・速度設定器、
6・・・引算器、8・・・移動位相パルス発生器。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment that further embodies FIG. 1. 1... AC power supply, 2... Rotating motor, 8... Triac, 4... Voltage detector, 5... Speed setting device,
6... Subtractor, 8... Moving phase pulse generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)電源と電動機との間に直列に挿入され、前記回転電
動機に供給される前記電源電圧をスイッチング制御する
スイッチング素子に、前記電動機の設定速度と実際速度
とを比較し、その偏差に応じた断続制御信号を与えて速
度制御を行うものにおいて、前記スイッチング素子がオ
フしている期lく 6ける前記電動機の端子電圧を検出する電圧検1出器を
設け、この電圧検出器の出力を前記実際速度を示す信号
として使用することを特徴とする電動機の速度制御装置
[Claims] 1) A switching element that is inserted in series between a power source and an electric motor and controls switching of the power supply voltage supplied to the rotary electric motor is configured to compare the set speed and the actual speed of the electric motor. , in which the speed is controlled by applying an intermittent control signal according to the deviation, a voltage detector is provided to detect the terminal voltage of the motor during the period when the switching element is off, and this voltage A speed control device for an electric motor, characterized in that an output of a detector is used as a signal indicating the actual speed.
JP57106325A 1982-06-21 1982-06-21 Speed controller for motor Pending JPS58224592A (en)

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