JPS583592A - 電動機の制御装置 - 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】 この発明は、電動機の回転速度を所定値とするようにフ
ィード・バック制御する制御装置に関する。

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

１は速度の指定値（信号）Ｎｒと制御対象の回転（信号
）Ｎとを比較し、両者間の偏差（信号）ΔＮを得る比較
器、２は偏差ΔＮを入力しこれと所定の対応関係をもつ
トルク電流（信号）Ｉ７を発生する回路、３は回転ＮＫ
より励磁電流（信ヤ）１８を発生する回路、４−１．４
−２゜４−３はトルク電流１．及び励磁電流ＩＥを入力
巻線の抵抗及びインダクタンスの定数）で応答して電流
ＩＭ（ω、θ。）の絶対値！つ、位相θ７及び滑り周波
数ω８なる信号を発生する回路、５は回転ＮＫ含まれる
回転周波数ω。と滑り周波数ω８とから一次周波数ωを
発生する回路、６は絶対値ＩＭ　ｓ位相θ、及び−次局
波数ωを入力し、３相交流の信号６ａを発生する回路、
７は信号６ａを増幅して電流ＩＭ（ω、θＴ）を得る駆
動回路、８は電流ＩＭ（ω、θ１）Ｋより駆動される誘
導電動機、即ちモータ、９はモータ８の回転を検出して
回転Ｎを発生する検出器である。

第２図は、トルク電流Ｉ　１　、励磁電流ＩＥ及び絶対
値ＩＭのベクトル関係を表示するベクトル図である。絶
対値ＩＭは横軸の励磁電流ＩＥの変化に対して縦軸のト
ルク電流ＩｒＫ沿い移動する。

指定値Ｎｒと回転Ｎとの偏差ΔＮは、比較器１により検
出され、回路２によりトルク電流ＩｒＫ変換される。一
方、回転Ｎは、回路３により励磁電流Ｉ。Ｋ変換され、
トルク電流ＩＴと共に回路４−１　、４−２　、４−３
に入力される。回路４−１．４−２．４−３は、第２図
に示したようなベクトル関係にある絶対値■つ、位相θ
７及び滑り周波数ω８を発生する。

滑り周波数ω８は、回路５により回転周波数ω□と加算
され、−欠周波数ω（＝ω８＋ωｍ）となり、回路６に
入力される。回路６は、入力された絶対値輸、位相θ、
及び−欠周波数ωにより、ＩＨ（ωｓθＴ）＝ＩＭｓｉ
ｎ（ωｔ＋＃、　）の演算をして結果Ｉ　／　（ω、０
ｒ）を信号６ａで出力する。信号６ａは駆動回路７で増
幅され、！流ＩＭ（ω、ａ７）となり、モータａｔ駆動
する。これＫより、検出器９は回転Ｎを出力し、比較器
ＩＫフィードバックされる。

このような関係により、トルク変化後の定常条件が完全
に満足され、かつモータ８の回転子に対する磁束の変化
が殆んどな（なると、モータ８のトルクτ、滑り周波数
ω８及びトルク電流Ｉ７は互に直線的な比例関係を保ち
、トルクτは電流ＩＭ（ω、０□）Ｋ従ったものとなる
。このようＫして装置は、指定値Ｎｒ　Ｋ対して線形制
御を達成している。

この他、空隙磁界の弱め制御（弱磁界制御）は、回路３
の励磁電流ＩＦ、により行なうことができる。

通常、上記のような特性は、モータ８の二次巻線が有す
る抵抗Ｒ２及びインダクタンスＬ２が温度によって変化
しない場合によく成立する。しかし、抵抗８□は温度に
よって変化するので、実際の場合において、励磁電流Ｉ
Ｅ及びトルク電流１７も温度の変化によって影響された
ものとなっている。このため、温度の変化により、モー
タ８は、定常負荷であっても起電力を変化させたり、ま
た雑音に対して過敏な応答を示したりする。

従来の制御装置は、以上のように構成されており、モー
タの二次巻線の抵抗の温度変化に対応できず、また雑音
に影響され易いという欠点があり、制御特性が良くない
という欠点があった。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去す不
ためＫなされたもので、モータの起電力と所定の基準値
との偏差を検出し、この偏差圧従って滑り周波数を修正
する制御を加えるととＫより、制御機能を向上できる制
御装置を提供することｔ−目的とする。

以下、この発明の第１の実施例を示す第３図について説
明する。第３図において、１０はモータ８の一次側の電
圧及び電流より起電力Ｅｍを検出スル検出器、１１はモ
ータ８に対して基準値となる指定起電力Ｅｍを設定する
回路、１２は起電力Ｅｍと指令起電力Ｅｍを入力し１両
者間の偏差ΔＥｍＫ基づき抵抗Ｒ２を補正した抵抗Ｒ；
を算出した滑り周波数ω≦を得る掛算器である。滑り周
波数−は回路５に入力されて回転周波数〜と加算される
。その他の部分は第１図と同一である。

Ｒ； 次に動作について説明する。ここで、比「は、次式のよ
うな関係をもっている。

ただし、定格負荷時の温度ｔ’＝７５°Ｃ起動時の二次
巻線の抵抗Ｒ２の温度ｉ’＝２０°Ｃとすると・Ｒ２Ｉ
ｒ ω’　””　Ｌ２　×ＩＥ 」−中１．２２ で与えられる滑り周波数ω８は、。、８３で、約２２％
増の信号となる。しかし、絶対値！つは！、−ＫＩＪＩ
：　＋　ＩＴ’で与えられるので、補正による影響はな
い。従って、モータ８は無負荷時に指定起電力Ｅｍを生
じたとしても、負荷時には起電力Ｅｍが低下したものと
なる。その結果、回路１２の比−６−が減少し、掛算器
１３の出力である滑・り周波数ω二も減少する。５この
ような減少は、指定起電力Ｅｍと起電力”ｍとが等しく
なるまで続けられる。

第４図は、第３図に示す検出器１０の詳細を示す回路図
である。図中、１４−１〜１４−３は電流ＩＭ（ω−ｊ
ｒ）のＵ　ｅ　Ｖ　ｔ　Ｗ相の電流ＩＵ、　Ｉｖ　、Ｉ
。

を検出する検出器、１５−１〜１５−３は電流ＩＭ（’
ａ’＊’ｙ）　ノＵ　ｇ　Ｖ　ｇ　Ｗ相のアースとの間
の電圧ｖＵ−ｖｖ・ＶＷヲ検出する検出器、１６−１〜
１６−３は検出器１５−１〜１５−３．１６−１〜１６
−３をそれぞれ対で入力し、起電力Ｅ、　Ｉ　Ｅｖ、Ｅ
。

を導出する演算器、１７−１〜１７−３は起電力ＥＵ　
＃　Ｅｙ　ｅ　Ｅｙ　を２乗した２巣値Ｅ、ｔｒ　ｐ　
Ｅｖ　ｅ　Ｆ’ｗを演算する演算器、１８は２乗値Ｅｆ
＊Ｅｖ２−Ｅ＆を加算して総和ΣＥ２を求める演算器、
１９は総和は平均値ＥＫ定＝１”−を掛算して起電力”
ｍを”演算する演算器である。

第５図はこの発明の第２の実施例による回路図で、補正
した清濁波数ω８を求める部分の回路図である。２１は
起電力Ｅｍ及び指定起電力”ｍを入力して両者間の偏差
Δ堀を求める比較器、２２−１は偏差Δ堀が所定の範囲
Ａ以上となったときに論理１の信号を出力する判定器、
２２−２は偏差”ｍが所定の範囲−Ａ以上となったとき
く論理１の信号を出力する判定器、２２−３は滑り周波
数ω□が所定の範囲８以上となったときに論理１の信号
を出力する判定器％２２−４はトルク電流Ｘ、が所定の
範囲Ｃ以上となったときに論理１の信号を出力する判定
器、２３は０．１〜Ｉ　Ｈ２程度の範囲にある周波数の
パルスを出力する発振器、２４−１は判定器２２−１、
−２２−３　、２２−４及び発振器２３の出力の論理積
をとるアンド・ゲート、２４−２は判定器２２二２ｅ２
２−３．２２−４及び発振器２３の出力の論理積をとる
アンド・ゲート、２５は起動時にプリセット信号を発生
するプリセット回路、２６はアンド・ゲート２４−１の
出力でアップ・カウントをし、アンドｅゲ−）２４−２
の出力でダウン・カウントをし、プリセット回路２５の
プリセット信号によりプリセットをする４、ビットのカ
ウンタ、２７はカウンタ。

２６の出力により記憶しているルミのデータ（２ ４ビツト）を読み出す読み出し専用のメモリ、２８数ω
８は回路５に入力される。その他の部分は第１図と同様
である。

次に動作について説明する。装置を起動すると、プリセ
ット回路２５のプリセット信号によりカウンタ２６は、
初期温度、例えば２０’Ｃの北上（２ ＝０．８３）からなる値にプリセットされる。従って、
Ｒ′ 変換器２８はこのような比〕＋を出方して演算器２９に
より滑り周波数ω８を補正する。補正された滑り周波数
ωｄは、第１図に示すように回路６に入力され、以下フ
ィード・バック・ループに含まれる駆動回路１〜演算器
２０、検出器１０及び比較器２１を介して判定器２２−
１．２２−２に影響を及ぼすものとなり、更に図から明
らかなように判定器２２−３．２２−４に影響を及ぼす
ものとなる。しかし、まだモータ８の負荷量が少なく、
トルク電流ＩＴが範囲Ｃを超えるものとならないので、
判定器２２−４は信号をＯＫしたままであり、アンド・
ゲート２４−１．２４−２は開かず、カウンタ２６はカ
ウント値を変化させない。

その後、モータ８の負荷量が増大又は減少し、回転周波
数ω。、トルク電流ＩＴがそれぞれ範囲Ｂ及びＣを超え
、偏差Δもが範囲Ａ又は−Ａを超えると、アンド・ゲー
ト２２−１又は２２−２が開き、カウンタ２６はカウン
ト・アップ又はカウント・ダウンをする。これＫよって
滑り周波数へは修正され、最終的に起電力Ｅｍと指定起
電力”ｍの偏差Δ堀が範囲ム又は−ムを超えなくなるま
で滑り周波数ω８の補正を段階的に続行する。

以上のように１この発明に、Ｅ４’Ｌば、モータの起電
力と指定起電力の偏差が所定範囲内のものＫなるまで滑
り周波数の補正を続け、かつ指定値の回転数になるよう
にモ　タを制御するので、小さな検出誤差範囲のエラー
に過敏に応答せず、従って有害なトルクや過渡現象を発
生することがな（なり、モータの安定な制御が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機の制御装置の回路図、第２図は第
１図に示す装置の信号のベクトル図、第３図はこの発明
の第１の実施例による電動機の制御装置の回路図、第４
図は第３図に示す起電力を検出する検出器の回路図、第
５図はこの発明の第２の実施例による電動機の制御装置
の回路図である。 １．１２．２１・・・比較器、３．４−１〜４−３．５
．６＄１２・・・回路、７・・・駆動回路、８・・・モ
ータ、９，１０・・・検出器、２２−１〜２２−４・・
・判定器、２４−１．２４−２・・・アンド・ゲート、
２６・・・カウンタ、２７・・−メモリ、２８・・・変
換器。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。 代理人　葛野信−（はか１名） 第４図 手続補正書（ｌｉｔ発） 特許庁長官殿 １、事件の表示　　　　特願昭ｓ＠−９・３１＄号２、
発明の名称　　　電動機Ｏ制御装置３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ― ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）図面 ６、補正の内容 （１）明細書第２頁Ｉ！１４行にｒｌｍ（鴨＃Ｃ）」と
めるのをｒ　Ｉｍ（＄、ωτ）」と補正する。 （４）別紙の通シ第５図を補正する。 ７、添付書類の目録

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）指定値に電動機の回転数を一致させるようにフィ
   ードバック制御する電動機の制御装置において、検出さ
   れた上記電動機の起電力と予め設定された指定起電力と
   の間の偏差を検出する比較器と、この偏差に従い上記電
   動機より検出された滑り周波数を補正する補正回路とを
   備え、上、記補正回路により補正された滑り周波数によ
   り上記電動機の回転を制御することを特徴とする電動機
   の制御装置０
2. （２）補正回路は検出された偏差が所定の範囲を超える
   のを検出する判定器と、上記判定数の出力に従って滑り
   周波数を補正する補正値を段階的に変化させる論理回路
   とを含むことを特徴とする電動機の制御装置。