JPS58400Y2 - 直流電動機の速度制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、直流電動機の速度制御系の異常を検知する
ようにしたものの改良に関する。

直流電動機に直結された速度発電機の出力を帰還し、こ
れと上記直流電動機の速度基準信号との偏差に応じて上
記直流電動機の回転速度を制御するような速度制御系に
あっては、上記速度発電機あるいはその配線部分に断線
故障が生じると速度発電機からの帰還信号が零になるの
で直流電動機を暴走させてしまう。

そこでこの暴走を防止するため従来の速度制御回路には
各種の暴走検知及び防止回路が設けられている。

第１図は、この種の暴走防止回路を備えた従来の速度制
御回路の一例を示すブロック図であり、１は直流電動機
の電機子、２は直流電動機の界磁コイル、３の上記直流
電動機の電源となるサイリスタ装置、４は上記直流電動
機に直結した速度発電機、５は直流電動機の速度基準信
号を設定する設定器、６はこの設定器の速度基準信号と
上記速度発電機４の速度信号とを比較し、これらの偏差
に応じた制御信号を発生する速度制御器、７はこの速度
制御器の制御信号に従って上記サイリスタ装置３を点弧
制御する点弧回路、８はサイリスク装置３に流入する交
流電流を変成する電流変成器、９は直流電動機の電機子
電圧を検出する電機子電圧検出器、１０は上記界磁コイ
ル２に流入する界磁電流を検出する界磁電流検出器、１
１はこの界磁電流検出器の検出値と上記速度発電機４の
速度信号とを乗算演算する掛算器、１２はこの掛算器の
演算値と上記電機子電圧検出器９の出力とを比較する電
圧比較回路、１３はこの電圧比較回路の比較値が一定値
をこえたとき異常信号を送出する異常信号送出回路であ
る。

なお、上記掛算器１１、電圧比較回路１２及び異常信号
送出回路１３で暴走防止回路１４を構成する。

即ち、速度制御器６は設定器５から供給される直流電動
機の速度基準信号と速度発電機４から供給される直流電
動機の実速度に応じた速度信号とを入力し、これらの偏
差に応じた制御信号を点弧回路７へ送出する。

点弧回路７は上記速度制御器６から供給される制御信号
に基づいてサイリスク装置３を点弧制御し、直流電動機
の電機子電圧すなわち直流電動機の回転速度を制御する
。

つまり、直流電動機の実速度をフィードバックし、設定
器５の速度基準信号と比較し、実速度が速度基準信号に
応じた速度となるように制御している。

なお、電流変成器８はサイリスク装置３へ流入する直流
電動機の電機子電流に比例した交流電流を変成し、速度
制御器６へ供給することにより、電流補償をするもので
ある。

次に、基底速度をこえる範囲における速度制御をするに
は、図示していない界磁制御回路を操作し、界磁コイル
２へ流入する界磁電流を加減することにより行なわれる
。

さて、このような制御系において、今、速度発電機４あ
るいは速度発電機４と速度制御器６とを結ぶ線路に断線
が生じたとすると、速度制御器６は、設定器５の速度基
準信号と速度発電機４の速度信号との偏差を出力してい
るため、点弧回路７へ異常に増大した制御信号を供給し
てしまい、この結果、直流電動機が暴走することになる
。

暴走防止回路１４は、これを防止するために設けられた
ものであり、以下これについて説明する。

すなわち、掛算器１１は速度発電機４の速度信号と界磁
電流検出器１０の検出値とを入力し、これらの値を乗算
演算し、該演算値を電圧比較回路１２へ出力する。

電圧比較回路１２は、上記演算値と電機子電圧検出器９
の検出値とを比較し、これらの偏差を異常信号送出回路
１３へ出力する。

ここで、直流電動機の回転速度Ｎは、 但し、Ｅは電機子電圧 Φは磁束 には常数 である。

従って、ＮΦα＝Ｅであり、またΦは界磁コイル２に流
入する界磁電流Ｉｆと比例関係にあるため、次式のよう
な関係が成り立つ。

ＮＩｆＣｃＸ Ｅ すなわち、電圧比較回路１２は電機子電圧検出器９の検
出する電機子電圧Ｅと、掛算器１１の演算値ＮＩｆを比
較するものである。

したがって、正常時における電機子電圧検出器９の出力
Ｅと掛算器１１の出力（ＮＩｆ）とを等しくしておけば
、電圧比較回路１２は、速度発電機４あるいは速度発電
機４と速度制御器６を結ぶ線路に断線が生じたとき掛算
器１１に入力する上記速度発電機４の出力が零となり、
これに応じて掛算器１１の出力も零となるため、出力を
発生する。

異常信号送出回路１３は、上記電圧比較回路１２の出力
により動作し、直流電動機の停止指令あるいは警告信号
を送出する。

かくして直流電動機の暴走を防止することができる。

しかしながら、従来の装置は上記のように構成されてい
るため、電機子電圧を検出するための電機子電圧検出器
９が必要となる欠点があり、また点弧回路７及びサイリ
スク装置３に異常が生じていたとしても、それを検知で
きない欠点があった。

この考案は、上記欠点に鑑みてなされたものであり、速
度制御器６から電機子電圧に応じた制御信号が出力され
ていることに着目して、上記速度制御器６の制御信号を
暴走防止回路１４へ導くようにすることにより上記欠点
を除去することを目的としている。

第２図は、この考案の一実施例を示すブロック図であり
、第１図と同一部分には同一符号を附している。

第２図において、第１図と異なる点は、電機子電圧検出
器９が省略されている点と、速度制御器６から出力され
る制御信号を暴走防止回路１４へ導いている点である。

即ち、点弧回路γは、速度制御器６の制御信号に基づい
てサイリスク装置３を点弧制御し、もって直流電動機の
電機子電圧を制御しているため、上記速度制御器６の制
御信号と、直流電動機の電機子電圧とは比例関係にある
。

従って、正常時における速度制御器６の制御信号と掛算
器１１の演算値とを等しくしておけば、電圧比較回路１
２は、速度発電機４あるいは速度発電機４と速度制御器
６とを結ぶ線路に断線が生じたとき掛算器１１に入力す
る上記速度発電機４の出力が零となり、これに応じて掛
算器１１の出力も零となるから、出力を発生する。

そして、上記電圧比較回路１２の出力により異常信号送
出回路１３が動作し、直流電動機の停止指令あるいは警
告信号を送出するため、上記断線のために直流電動機が
暴走するのを防止することができる。

また、速度制御器６から出力される制御信号と掛算器１
１の演算値とを比較しているため、点弧回路７あるいは
サイリスク装置３に伺らかの異常が生じ、上記制御信号
に基づいて直流電動機の電機子電圧が制御できなくなっ
たとしても、これを即座に検知できる。

以上のようにこの考案によれば、直流電動機の実速度を
フィードバックする速度発電機の速度信号と界磁電流を
検出する界磁電流検出器の検出値とを掛算器で乗算演算
し、この演算値と、上記直流電動機の電機子電圧を制御
する速度制御器の制御信号とを比較することにより速度
制御系の異常を検出するものとしたから、電機子電圧検
出器を不要にでき、また直流電動機の暴走が防止できる
とともに、点弧回路及びサイリスク装置の異常をも検知
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の速度制御回路を示すブロック図、第２
図は、この考案の一実施例を示すブロック図であり、１
は電機子、２は界磁コイル、３はサイリスク装置、４は
速度発電機、６は速度制御器、７は点弧回路、１０は界
磁電流検出器、１１は掛算器、１２は電圧比較回路であ
る。 なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示
すものとする。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流電動機の回転速度に応じた速度信号を発生する速度
   発電機、上記直流電動機の速度基準信号と上記速度発電
   機の速度信号とを比較し、これらの偏差に応じた制御信
   号で上記直流電動機の電機子電圧を制御する速度制御器
   、上記直流電動機の界磁巻線に流入する界磁電流を検出
   する界磁電流検出器、この界磁電流検出器の検出値と上
   記速度発電機の速度信号とを乗算演算する掛算器、この
   掛算器の演算値と上記速度制御器の制御信号とを比較し
   、偏差信号を出力する比較回路、この比較回路の出力に
   より異常信号を発生する異常信号送出回路を備えたこと
   を特徴とする直流電動機の速度制御回路。