JPS5935577A - 電動機の速度制御方法 - Google Patents
電動機の速度制御方法Info
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- JPS5935577A JPS5935577A JP57144726A JP14472682A JPS5935577A JP S5935577 A JPS5935577 A JP S5935577A JP 57144726 A JP57144726 A JP 57144726A JP 14472682 A JP14472682 A JP 14472682A JP S5935577 A JPS5935577 A JP S5935577A
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- control system
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm
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- H—ELECTRICITY
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディジタル計算機を用いて電動機の直接制御を
行う方法に係り、特に電動機の速度又は電圧の制御を早
い応答で実現するのに好適な方法に関するものである。
行う方法に係り、特に電動機の速度又は電圧の制御を早
い応答で実現するのに好適な方法に関するものである。
電動機の制御は従来アナログ制御が行われていた。これ
に対し近年マイクロプロセッサ−の出現:進歩によシ、
高速・安価なディジタル演算・処理装置が提供されるよ
うになった。サイリスタを用いた電動機の速度制御系の
ブロック図を第1図。
に対し近年マイクロプロセッサ−の出現:進歩によシ、
高速・安価なディジタル演算・処理装置が提供されるよ
うになった。サイリスタを用いた電動機の速度制御系の
ブロック図を第1図。
第2図に示す。第1図はアナログ連続制御の場合であり
、第2図は計算機を用いて制御する場合であり、いずれ
も公知である。第1.第一図に於て1は、制御対象の電
動機、2は速度検出器であり、アナログの場合は通常指
速発電機、ディジタルではパルス発生器が用いられる。
、第2図は計算機を用いて制御する場合であり、いずれ
も公知である。第1.第一図に於て1は、制御対象の電
動機、2は速度検出器であり、アナログの場合は通常指
速発電機、ディジタルではパルス発生器が用いられる。
3はサイリスタ変換器4.4′に供給される交流電源で
ある。サイリスタ変換器4,4′のゲー)5.5’の制
御によシ、電動機1に供給される整流後の直流電圧が制
御される。サイリスタゲー)5.5’に供給されるゲー
ト信号6.6′は7のゲートパルス発生器により、点弧
角の位相が制御される。ゲートパルス発生器70入力信
号8は電流制御系9の出力である。制御系9は、電流指
令12と、電流帰還量13との偏差演算器11の出力1
0に対し、比例、微分、積分等の演算処理を行う他、コ
ンバータ側サイリスタ4とインバータ側サイリスタ4′
の選択、図示していないが6相のサイリスタの点弧相選
択等の論理演算、過電流の保護・表示等、複雑な制御演
算を司っている。
ある。サイリスタ変換器4,4′のゲー)5.5’の制
御によシ、電動機1に供給される整流後の直流電圧が制
御される。サイリスタゲー)5.5’に供給されるゲー
ト信号6.6′は7のゲートパルス発生器により、点弧
角の位相が制御される。ゲートパルス発生器70入力信
号8は電流制御系9の出力である。制御系9は、電流指
令12と、電流帰還量13との偏差演算器11の出力1
0に対し、比例、微分、積分等の演算処理を行う他、コ
ンバータ側サイリスタ4とインバータ側サイリスタ4′
の選択、図示していないが6相のサイリスタの点弧相選
択等の論理演算、過電流の保護・表示等、複雑な制御演
算を司っている。
電流帰還量13は、変流器14の整流後出力として与え
られる。電流指令値12は、速度制御系15の演算制御
の結果の出力であシ、これは速度指令18と、速度帰還
量19との偏差演算器17の出力16に対し、比例積分
等の演算処理を行う他過速度の保護2表示等を行ってい
る。さて第1図と第2図の違いは、第1図はアナログ連
続制御であシ、第2図は本発明の対象であるディジタル
離散形制御であり、此の為、電流制御系9及び速度制御
系15に対して一定時間毎にサンプリングして演算を開
始するサンプラー20.21を持っておシ、且つ演算結
果8.9は次のザンゾル時迄保持されていると云う特徴
をもつ、尚一点鎖線で囲んだ範囲22は、演算処理を時
分割で且つ1ステツプずつ行ういわゆるディジタル計算
機処理部に相当する。
られる。電流指令値12は、速度制御系15の演算制御
の結果の出力であシ、これは速度指令18と、速度帰還
量19との偏差演算器17の出力16に対し、比例積分
等の演算処理を行う他過速度の保護2表示等を行ってい
る。さて第1図と第2図の違いは、第1図はアナログ連
続制御であシ、第2図は本発明の対象であるディジタル
離散形制御であり、此の為、電流制御系9及び速度制御
系15に対して一定時間毎にサンプリングして演算を開
始するサンプラー20.21を持っておシ、且つ演算結
果8.9は次のザンゾル時迄保持されていると云う特徴
をもつ、尚一点鎖線で囲んだ範囲22は、演算処理を時
分割で且つ1ステツプずつ行ういわゆるディジタル計算
機処理部に相当する。
此処でアナログ処理とディジタル処理の特長を列挙比較
すると下記となる。
すると下記となる。
アナログ処理の特長
1)応答が早いっ
2)価格が安い。
ディジタル処理の特長
1)精度が良い。特にアナログ処理につきもののドリフ
ト等の経年変化が少い。
ト等の経年変化が少い。
2)応答は実用的には実害のない範囲に近づいているが
、まだ不十分である。
、まだ不十分である。
3)価格は婢価又は若干高い。
以上の如く、ディジタル計算機による電動機の直接制御
は、近年の半導体技術の急速な進歩にも拘らず、尚演算
速度が不十分であり、演算速度を上げて高応答にしよう
とすれば、アナログ演算よシはるかに高価になる。
は、近年の半導体技術の急速な進歩にも拘らず、尚演算
速度が不十分であり、演算速度を上げて高応答にしよう
とすれば、アナログ演算よシはるかに高価になる。
アナログ処理に於ける応答速度は遮断角周波数ωCにて
表現されるが、これは開ループボーデ線図の利得曲線が
、Odb軸と交叉する角周波数に相当し、通常の電流制
御系で100〜500rod/sec 、速度制御系で
は20〜100rOd/seCである。
表現されるが、これは開ループボーデ線図の利得曲線が
、Odb軸と交叉する角周波数に相当し、通常の電流制
御系で100〜500rod/sec 、速度制御系で
は20〜100rOd/seCである。
然るに現在のディジタル演算処理に於ては、価格的に競
合し得るワンチップマイクロプロセッサを用いた場合、
平均的な演算処理速度は3〜5μS/ステツプでアリ、
例えば1000ステツプの、演算処理を行うと、3〜5
msを要し、サンプリング演算処理を行っている期間は
制御が前回値にホールドされておυ変化しない。
合し得るワンチップマイクロプロセッサを用いた場合、
平均的な演算処理速度は3〜5μS/ステツプでアリ、
例えば1000ステツプの、演算処理を行うと、3〜5
msを要し、サンプリング演算処理を行っている期間は
制御が前回値にホールドされておυ変化しない。
例え・ば現在最も多く使われている3相50H2交流電
源によるサイリスタレオナードを考えると、サイリスタ
への点弧パルスは3.3 m s毎に出さねばならない
から、電流制御系9の演算処理は3,3ms内に終了さ
せねばならない、、3.3msのサンプルホールド回路
は、ω’l’/2のデッドタイムに相当する位相遅れを
発生させるので、サンプルピッチTを3.3 m sに
選ぶとω=606rod/sにて58度の位相遅れとな
り此の他の制御系の遅れを考えると、ωC二100〜5
00のアナログ制。
源によるサイリスタレオナードを考えると、サイリスタ
への点弧パルスは3.3 m s毎に出さねばならない
から、電流制御系9の演算処理は3,3ms内に終了さ
せねばならない、、3.3msのサンプルホールド回路
は、ω’l’/2のデッドタイムに相当する位相遅れを
発生させるので、サンプルピッチTを3.3 m sに
選ぶとω=606rod/sにて58度の位相遅れとな
り此の他の制御系の遅れを考えると、ωC二100〜5
00のアナログ制。
御と等価な応答性能を出すのは難しく、ωC−20〜1
− OCが限界である。一方、主制御ループである速度
制御ループ15の演算処理も通常電流I制御系並みの処
理時間を要する。このため速度制御ループのサンプルピ
ッチは、通常電流制御ループの3〜5倍(即ち約10〜
15m5)に選択し、演算の優先順位を電流制御系よシ
下位に設定し、電流制御ループの演算処理のあい間に速
度制御ループの演算処理を実行させている。従ってサン
プルピッチIQmsでは、電流制御系と同じくω。
− OCが限界である。一方、主制御ループである速度
制御ループ15の演算処理も通常電流I制御系並みの処
理時間を要する。このため速度制御ループのサンプルピ
ッチは、通常電流制御ループの3〜5倍(即ち約10〜
15m5)に選択し、演算の優先順位を電流制御系よシ
下位に設定し、電流制御ループの演算処理のあい間に速
度制御ループの演算処理を実行させている。従ってサン
プルピッチIQmsでは、電流制御系と同じくω。
=4〜20が限界でおる。
本発明の目的は、ディジタル計算機を用いた電動機の速
度制御方法において、高応答の制御を実現することであ
る。
度制御方法において、高応答の制御を実現することであ
る。
従来例で説明した如く、ディジタル直接制御方式に於け
るサンプルピッチは、演算処理速度の限界よシ、マイナ
ー電流制御系は約3 m s 、メジャー速度制御系は
約IQmsで行っているが、電動機の速度制御では、電
動機自身及び負荷の慣性がある為、電流のように急変す
ることはない。従って前回サンプル値と、今回サンプル
値よシ外挿して予測した値は、1サンプル期間内であれ
ば十分に実用的であυ、これを用いて10 m sの間
の予測値を演算出力して電流制御系に与えてやれば、電
流制御系のサンプルピッチと速度制御系のサンプルピッ
チは一致し、速度制御系の応答は等価的に電流制御系と
等しい新造向上出来る。この事は速度制御系の応答を電
流制御系と等しくすると云う意味ではなく、速度制御系
の応答制限を50〜100 rod/ s迄上は得るよ
うにして、系から要−求される30rad/sのような
応答を出し得るようにする仁とを意味している。勿論此
の演算処理は、正規の速度制御系の演算処理とは異なり
、以下に示す如く極めて単純なもqとし、余分な処理時
間を食わないようにする必要がある。
るサンプルピッチは、演算処理速度の限界よシ、マイナ
ー電流制御系は約3 m s 、メジャー速度制御系は
約IQmsで行っているが、電動機の速度制御では、電
動機自身及び負荷の慣性がある為、電流のように急変す
ることはない。従って前回サンプル値と、今回サンプル
値よシ外挿して予測した値は、1サンプル期間内であれ
ば十分に実用的であυ、これを用いて10 m sの間
の予測値を演算出力して電流制御系に与えてやれば、電
流制御系のサンプルピッチと速度制御系のサンプルピッ
チは一致し、速度制御系の応答は等価的に電流制御系と
等しい新造向上出来る。この事は速度制御系の応答を電
流制御系と等しくすると云う意味ではなく、速度制御系
の応答制限を50〜100 rod/ s迄上は得るよ
うにして、系から要−求される30rad/sのような
応答を出し得るようにする仁とを意味している。勿論此
の演算処理は、正規の速度制御系の演算処理とは異なり
、以下に示す如く極めて単純なもqとし、余分な処理時
間を食わないようにする必要がある。
本発明の詳細な説明済の第2図の速度制御系15の演算
ブロックの中に、第3図(b)に示す予測的演算制御の
ステップを加え、速度制御のサンプルピッチ間の値を電
流制御のサンプルピッチに合わせて演算し電流指令とし
て出力するようにし、これによって等動的な速度制御系
の応答を高めるものである。即ち第3図(a)に於て、
横軸は時間軸で、n−1,n、n+1等は第11−1回
目、第n・回目、第n+1回目の速度制御系のサンプル
時間を示し、この間隔を電流制御系のサンプル間隔の整
数倍に選択する。本例では電流制御系のサンプルピッチ
は50 Hz系で3.3ms、速度制御系は3倍の9.
9msに選んである。縦軸は速度制御系の指令値3及び
帰還値4の量を示す速度軸である。
ブロックの中に、第3図(b)に示す予測的演算制御の
ステップを加え、速度制御のサンプルピッチ間の値を電
流制御のサンプルピッチに合わせて演算し電流指令とし
て出力するようにし、これによって等動的な速度制御系
の応答を高めるものである。即ち第3図(a)に於て、
横軸は時間軸で、n−1,n、n+1等は第11−1回
目、第n・回目、第n+1回目の速度制御系のサンプル
時間を示し、この間隔を電流制御系のサンプル間隔の整
数倍に選択する。本例では電流制御系のサンプルピッチ
は50 Hz系で3.3ms、速度制御系は3倍の9.
9msに選んである。縦軸は速度制御系の指令値3及び
帰還値4の量を示す速度軸である。
令弟n回目の速度制御系のサンプル制御演算を行った際
、前回サンプル値と今回サンプル値を用いて、次のサン
プル時迄の中間2点の値、即ちn+予測演算を第3図(
b)のブロック200の如く実行する。引き続いて速度
制御系の基本演算をプロンの例では最も良く使われる比
例+積分制御Kp(1400は夫々起動、終了を意味す
るブロックである。
、前回サンプル値と今回サンプル値を用いて、次のサン
プル時迄の中間2点の値、即ちn+予測演算を第3図(
b)のブロック200の如く実行する。引き続いて速度
制御系の基本演算をプロンの例では最も良く使われる比
例+積分制御Kp(1400は夫々起動、終了を意味す
るブロックである。
この実施例によれば、従来演算処理時間の制約から実現
出来なかったディジタル直接制御による電動機の速度制
御の応答性能を約1,5倍に渇めることか出来ると共に
、各サンプル時毎に与えられる電流指令の変化量を約1
/3に軽減出来るので、電流制御系の電流のオーバーシ
ュート量、変化量を軽減出来るので、電流制御系の応答
性能を高める事も可能であり、且つ過電流事故のチャン
スを軽減出来る。経済性は本発明前と等価である。
出来なかったディジタル直接制御による電動機の速度制
御の応答性能を約1,5倍に渇めることか出来ると共に
、各サンプル時毎に与えられる電流指令の変化量を約1
/3に軽減出来るので、電流制御系の電流のオーバーシ
ュート量、変化量を軽減出来るので、電流制御系の応答
性能を高める事も可能であり、且つ過電流事故のチャン
スを軽減出来る。経済性は本発明前と等価である。
以上説明したように本発明によれば、高応答の電動機の
速度制御が実現できる。
速度制御が実現できる。
第1図および第2図は電動機の速度制御ブロック図であ
る。第3図(a)、第3図(b)は本発明の一実施例を
示す図面である。 1・・・電動機、2・・・速度検出器、3・・・交流電
源、4゜4′・・・サイリスク変換器、5.5’・・・
ゲート、6゜6′・・・ゲート信号、7・・・ゲートパ
ルス発生器、9・・・電流制御系、11・・・偏差演算
器、14・・・変流器、12・・・電流指令値、15・
・・速度制御系、17・・・偏差演算器、18・・・速
度指令値、20.21・・・サン−36’/
る。第3図(a)、第3図(b)は本発明の一実施例を
示す図面である。 1・・・電動機、2・・・速度検出器、3・・・交流電
源、4゜4′・・・サイリスク変換器、5.5’・・・
ゲート、6゜6′・・・ゲート信号、7・・・ゲートパ
ルス発生器、9・・・電流制御系、11・・・偏差演算
器、14・・・変流器、12・・・電流指令値、15・
・・速度制御系、17・・・偏差演算器、18・・・速
度指令値、20.21・・・サン−36’/
Claims (1)
- 1、マイナールーズに電流制御系を持ち、メジャールー
プに速度制御系を持つディジタル計算機を用いた電動機
の速度制御方法に於て、メジャーループのサンプル期間
中のマイナーループへの指令値を予測的に演算出力する
ことを特徴とする電動機の速度制御方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57144726A JPS5935577A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 電動機の速度制御方法 |
US06/523,951 US4563623A (en) | 1982-08-23 | 1983-08-17 | Motor speed control apparatus |
DE8383108303T DE3376243D1 (en) | 1982-08-23 | 1983-08-23 | Motor speed control apparatus |
EP83108303A EP0103215B1 (en) | 1982-08-23 | 1983-08-23 | Motor speed control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57144726A JPS5935577A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 電動機の速度制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5935577A true JPS5935577A (ja) | 1984-02-27 |
JPH0340591B2 JPH0340591B2 (ja) | 1991-06-19 |
Family
ID=15368888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57144726A Granted JPS5935577A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 電動機の速度制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5935577A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62203584A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Pioneer Electronic Corp | モ−タ装置の制御装置 |
CN116434372A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 昆明理工大学 | 用于变工况设备的智能化数据采集系统、工况识别系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530752A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-04 | Toshiba Corp | Digital control unit |
JPS5778384A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-17 | Fanuc Ltd | Digital control system for dc motor |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP57144726A patent/JPS5935577A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530752A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-04 | Toshiba Corp | Digital control unit |
JPS5778384A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-17 | Fanuc Ltd | Digital control system for dc motor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62203584A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Pioneer Electronic Corp | モ−タ装置の制御装置 |
CN116434372A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 昆明理工大学 | 用于变工况设备的智能化数据采集系统、工况识别系统 |
CN116434372B (zh) * | 2023-06-12 | 2023-08-18 | 昆明理工大学 | 用于变工况设备的智能化数据采集系统、工况识别系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0340591B2 (ja) | 1991-06-19 |
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