JPS5919828A - 微少トルク制御方式 - Google Patents

微少トルク制御方式

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JPS5919828A
JPS5919828A JP57128965A JP12896582A JPS5919828A JP S5919828 A JPS5919828 A JP S5919828A JP 57128965 A JP57128965 A JP 57128965A JP 12896582 A JP12896582 A JP 12896582A JP S5919828 A JPS5919828 A JP S5919828A
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馬場 文彦
Jiro Ito
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Hitachi Ltd
Toyota Motor Corp
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Hitachi Ltd
Toyota Motor Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/16Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
    • G01L3/22Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type electrically or magnetically actuated

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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、微少トルク制御方式に係り、特に自動車の動
力伝達系等の試験機用動力吸収直流電動機の制御に好適
なものであって、0.5〜1ヴ程!2[のトルク変動も
制御可能な微少l・ルク制御方式に関する。
従来の自動車の動力伝達系(トランスアクスル。
トランスミッション等、以下供試体とする)の試験機の
概要を第1図に示す。この試験機は、供試体3の入力軸
側に駆動力を与え、出力軸側で動力を吸収して種々の試
験を行うものであって、供試体3に駆動力を与える駆動
直流電動機(以下DCMMどする)1はザイリスターレ
オナードでもって、DCMMの回転検出用歯車の回転を
回転電磁ピックアップ5で検出したフィードバック信号
を信号ケーブル7より得て、定速度制御が行われておシ
出力側の吸収直流電動機(T)CMAとする)2も同様
に、トルクメータ(以下T/Qとする)4で検出し/こ
フィードバック信号を信号ケーブル8より得て、定トル
ク制御が行われている。
これらの制御方式は、動力伝達を安定に行うだめに必然
的に要求されるものである。
第2図は、上記1)CMA2の定トルク制御に用いられ
ている従来方式の制御ブロック図を示したものである。
第2図に於いて、従来の制御方式を説明すると、T/Q
4で検出したトルクフィードバック信号と、トルク設定
ポテンショメーク(以下T 1) / Tとする)19
の設定値を突合せ、その偏差をトルク制御アンプ17で
増幅し、その偏差信号極性を判断し、例えば順方向選択
であれば、以下マイナー電流制御アンプ16、順変換側
アナログゲート14、順変換側パルス位相器1.2を通
して順変換ザイリスター(以下1i”、I’ HYとす
る)9の点弧角を制御し、逆変換側アナログゲート15
、逆変換側パルス位相器13を通して逆変換ザイリスタ
−(以下RT II Yとする)10の点弧角を制御し
、DCMA2を定トルク運転するようにしている。尚、
21は直流電動機界磁巻線用直流電源で、22は直流電
動機界磁巻線(FLD)である。
このような無循項逆並列サイリスク一方式では、ザイリ
スター用交流電源20よυの主回路電流が断続するとそ
の制御特性が著しく劣化し、又、順逆−リ゛イリスター
の切替プツトバンドが存在し、ゲットバンド以下の電流
では制御不能となる欠点があった。即ち、ザイリスクー
笠流装置は、交流電源波形を制御点弧角に応じてカット
し、直流電圧(平均値)に変換するものであるから、制
御点弧角が進みカット量が大きくなると、ある値以下(
回路のリャクタンスで決まるが一般的には10φ以下)
で直流電圧、電流は非連続通電となり断続するようにな
る。この断続領域では、回路抵抗が見掛は上増大しだと
同じになり、マイナー電流制御アンプ16をプリアンプ
として構成されている自動制御ループの応答が著しく劣
化する。従って、トルク制御アンプ(以下ATAMI)
とする)17をプリアンプとして構成しているトルク制
御系が不安定となってしまう。
更に、無循環逆並サイリスク一方式では、F T HY
 9とILTIIYIOは切替え使用して、必ず一方の
みを通電させるために、順逆変換切替ロジック(以下L
OGという)18が設けられている。LO(118にて
、ATAMPl 7の出力信号(マイナー電流制御の電
流指令信号)極性と主回路電流検出変流器11で検出す
る主回路電流が零であることの両者のANDで、その時
のATAMPl7の出力信号極性に従い、順変換側アナ
ログゲート14、又は逆変換側アナログゲート15が選
択され、ザイリスターはFTHY9又は几T HYlo
が通電するようになっている。このような構完全な零点
の検出はノイズ、ドリフト等の問題で不可能であり、L
OG18には実績値として定格電流値の5チ位のプツト
バンドが必要でちる。それ故、主回路電流及びATAM
I)17の出力が5%以下では、順逆両者のザイリスタ
ーとも通電しないことになり、制御不能になってしまう
という問題が生じる。
このように、従来の制御方式では、主回路電流が断続(
約10係以下)すると制御特性が著しく劣化し、切替デ
ッドバンド(約5チ以下)に入ると制御不能となる欠点
を有しており、これは又、直流電動機の発生するトルク
値においても、トルクが主回路電流に比例することから
、同様の欠点を有していた。
自動車の試験機においては、近年味々自動車に対する性
能アップ(省エネ、低騒音等)要求を反映し、動力伝達
系の微少トルク(0,5〜l(9、m以下、自動車試験
機の必要定格トルクは100に9.m前後であるから0
.5〜1チ相当トルク。100 Kg、m前後の定格ト
ルクの必要性はローギア時に高トルク得るためのもの)
時においても、効率、騒音特性を高精度での評価が必要
となっておシ、又、試@機の設備費用の面からも、1台
で広範囲のトルク制御を可能どすることが極めて有利で
あることから、従来技術の欠点を解決することは重要な
課題となっていた。
本発明の目的は上述の従来技術の欠点を解消し、トルク
制御における最少安定制御可能トルク値を大巾に改善し
た微少トルク制御方式を提供することにある。
本発明はj二記目的を達成するために、従来の制御方式
に、トルク設定に対応して直流電動機の界磁電流を自動
的に変化させる手段を付加することを特徴とする。即ち
、直流電動機が発生するトルクは、界磁々束と主回路電
流の積によって決まるから、微少トルク範囲の設定にお
いては、界磁電流を減少させ、同一トルクを発生させる
主回路電流の割合を増加させて、主回路電流値が微少ト
ルク設定時においても切替プツトバンド及び断続電流限
界値を越えるようにしたことを9g、とじているもので
ある。
以下、本発明の一実施例を第3図及び第4図に基づいて
説明する。
第3図は、本発明の実施例による制御ブロック図を示し
たもので、図において、(イ)のブロック部分は第2図
に示す従来の自動トルク制御ブロックと同−tf+1成
よυなり、第2図の(ロ)以降と同一である。又、第1
1図及び第2図と同じ符号で示したものは夫々同一物を
示す。
本発明による実施例の構成は、従来の自動トルク制偶1
方式に対して、直流電動機界磁巻線(以下F L Dと
する)22と、界磁用ザイリスター(以下FT、TI−
IYどする)23と、FLTHY 23に点弧パルスを
与える界磁用パルス位相器(以下FLA−P I) S
とする)24と、FLAPPS24に位相制御信号を与
える界磁電流制御アンプ(以下F T、A −MPとす
る)25と、トルク設定信号を界磁電流指令値に変換す
る関数発信器(以下FGとする)26と、界磁用ザイリ
スクー用又流電源27と、界磁電流検出変流器(以下C
TFとする)からなる制御ブロックを付加したものであ
る。
次に、」二記本発明の実施例の構成に基づいて、その動
作を説明する。
まず、直流電動機のトルクと主回路電流、界磁磁束との
関係式は次式によって与えられる。
TM=K・■、・Φ      ・・・・・・・・・・
・・(1)こ\で、TM:トルク ■、i主回路電流 Φ ;界磁々束 K ;定数 (1)式から、直流電動機の発生トルクは界磁々束と主
回路電流の積によって示されることが判かる。
尚、界磁々束は界磁電流に比例することが明らかである
から、直流電動機の発生トルクは界磁電流と主回路電流
どの積で表わされることに方る。
第3図において、TP/T19で設定された設定トルク
((1)式のTMに相当する)は、FG26で界磁電流
指令値に変換される。次に1i’G26で変換された界
磁電流指令値とCT li’ 28で検出された界磁電
流フィードバック信号を突合せ、その偏差信号をF’L
AMP25で増巾してF’LAPP824に与え、li
’Gz6の出力値に等しい界磁電流が流れるようにF’
LTHY23を制御するようにしている。即ち、TP/
T19の設定トルクに応じ、I”G26の関数で界磁電
流が変化するようにしている。
尚、本実施例において、界磁電流変化に対応する主回路
電流の変化は、第2図(第3図の(イ)部)の従来方式
の制御ブロックに前述の本実施例の制御ブロックを付加
することにより自動的に生じるものである。第3図にお
いて、DCMA2の軸トルクをT/Q、4より検出した
フィードバック信号とi”P/’1’19のトルク設定
値を突合せて、前述の従来方式と同様に自動トルク制御
を行っている。
それ故、主回路電流は設定トルク値を維持するように制
御され自動的に流れるようになる。TP/T19の設定
値を微少トルクTMとして、本実施例の制御ブロックで
界磁電流を減少せしめられれば、DCMA2の発生トル
クはあくまでも、TMを維持するよう上記制御ブロック
が作用し、(1)式の関係で主回路電流は変化するよう
になる。
第4図は、本実施例による主回路電流及び界磁電流の関
係を示しだもので、1i”G26の関数の詳細を説明す
るだめのものである。トルク設定に対して界磁電流指令
をABCで変化させると、この変化に応じて、前述した
制御によって界磁電流も同様にABCで変化することに
なる。この変化の範囲は微少トルク(10−以下)の範
囲で行い、それ以上ではCDのように一定としている。
界磁電流の変化ABCに対応する同一トルク設定を基準
とした主回路電流は、第4図に示されるようにFGHと
なる。このことは(1)式において、TM一定における
主回路電流と界磁4束即ち界磁電流の関係から明らかに
説明される。更に、従来の制御方式で、界磁々束一定と
した場合0ECDに対応する主回路電流がJ HIとな
ることも明らかである。
従って、本実施例においては、微少トルク設定の範囲で
は界磁電流を減少せしめ、同一トルクを得るのに主回路
電流の割合を増加させるようにしておυ、断続限界電流
値がNPであるとすれば、主回路電流がNPを越えるよ
うに界磁電流の変化BCを決定するようにしている。
以上のことから、従来方式におけるトルク制御最小安定
値がLの範囲であるのに対し、本発明による方式におい
てはMの範囲に改善されることが明らかである。この改
善可能範囲は最小設定可能界磁電流値によって決オるも
のである。そしてこの改善は、直流電動機の特性(電機
子反作用、整流等)上から制約を受けるが、約1/20
位までは実用可能とすることができる。
以上述べたように、本発明によれば、従来の制御方式の
最小安定制御可能トルク値を約1/20位に小さくでき
、微少トルク制御に大きな効果を有するものである。
尚、本発明の実施例においては、界磁用ザイリスター整
流装置を新しく付加する場合について述べたが、一般に
試験機の直流電動機は定出力特性のために界磁用サイリ
スター整流装置、を有している場合が多い。従って、こ
のようガ場合には、その界磁用サイリスター整流装置を
流用することによって、コストアップの低減を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は動力伝達系の試験機の概要図、第2図は従来の
ザイリスターレオナードによるトルク制御ブロック図、
第3図は本発明の一実施例による制御ブロック図、第4
図は本発明による主回路電流と界磁電流との関係を示す
特性図である。 2・・・吸収直流電動機(DCMA)、19・・・トル
ク設定ポテンショメーク(TP/T)、22・・・直流
電動機界磁巻線(FLD)、23・・・界(庭用ザイリ
スタ−(FLTHY’) 、24・・・界磁用パルス位
相器(FLAPPS)、25・・・界磁電流制御アンプ
(li’LA−MP)、26・・・関数発信器(li”
G)、27・・・界磁用ザイリスター用交流電源、28
・・・界磁電流検出第1図 隼4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、自動車の動力伝達先等試験機の動力吸収直流電動機
    の微少トルク制御方式において、前記直流電動機のトル
    ク設定手段と、該トルク設定手段よりの信号に基づき前
    記直流電動機の界磁電流制御信号を決定する関数発信手
    段と、前記界磁電流制御信号に応じて前記直流電動機の
    界磁電流を増減させる制御手段とを具備し、トルク設定
    の大きさに応じて界磁電流を変化させ、同一トルクの発
    生において主回路電流の割合を増加させたことを特徴と
    する微少トルク制御方式。 2、前記制御手段はサイリスター整流装置であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の微少トルク制御
    方式。 3、前記制御手段に界磁電流検出変流器を設け、該変流
    器で検出した界磁電流フィードバック信号と前記界磁電
    流制御信号との偏差信号によって、前記制御手段を制御
    するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の微少トルク制御方式。
JP57128965A 1982-07-26 1982-07-26 微少トルク制御方式 Granted JPS5919828A (ja)

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