JPS6035977A - 直流電動機の速度制御装置 - Google Patents
直流電動機の速度制御装置Info
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- JPS6035977A JPS6035977A JP58141857A JP14185783A JPS6035977A JP S6035977 A JPS6035977 A JP S6035977A JP 58141857 A JP58141857 A JP 58141857A JP 14185783 A JP14185783 A JP 14185783A JP S6035977 A JPS6035977 A JP S6035977A
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- Japan
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- motor
- current
- speed
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H02P7/2855—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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Power Engineering (AREA)
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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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、直流電動機制御系におけるダイナミック特
性の自動調整を行なう速度制御装置、すなわち自動チュ
ーニング速度制御装置に関する。
性の自動調整を行なう速度制御装置、すなわち自動チュ
ーニング速度制御装置に関する。
一般に、この種の制御装置においては、電動機の種類ま
たは負荷の変動によって変わるＧＤ”量（慣性モーメン
トに相当する量）、界磁量等に応じて速度調節器の比例
ゲインをその都度調節することなく、オンラインの状態
で自動調整されるようにすることが望ましい。
たは負荷の変動によって変わるＧＤ”量（慣性モーメン
トに相当する量）、界磁量等に応じて速度調節器の比例
ゲインをその都度調節することなく、オンラインの状態
で自動調整されるようにすることが望ましい。
この種のものとして、出願人は既に第１図の如き制御装
置を提案している（特願昭５７−７５４１６号参照）。
置を提案している（特願昭５７−７５４１６号参照）。
なお、第１図はかかる制御装置の従来例を示す構成図で
ある。
ある。
同図において、１は速度調節器（ＡＳＲ）、２は電流調
節器（ＡＣＲ）を含む電流調節系、３は直流電動機の界
磁々束要素、４は電動機起動時定数要素で、要素３，４
によって直流電動機が構成 ９− される。また、５は割（除）計器、６はパントノくスフ
ィルタ、７，１１は掛（乗）算器、８，９．１２は積分
要素、１〔１け１５例要素で、５〜１２によって自動チ
ューニング回路Ａが構成される。
節器（ＡＣＲ）を含む電流調節系、３は直流電動機の界
磁々束要素、４は電動機起動時定数要素で、要素３，４
によって直流電動機が構成 ９− される。また、５は割（除）計器、６はパントノくスフ
ィルタ、７，１１は掛（乗）算器、８，９．１２は積分
要素、１〔１け１５例要素で、５〜１２によって自動チ
ューニング回路Ａが構成される。
動作に−）いて説明する。
速度調節器（ＡＳＲ）１は、起動時定数要素４を介１７
て得られる速度実際値（検出値）ｎが設定（目標）値ｎ
“に等１． くなるように調節出力を出し、該調節出力
は電流調節系２における電流指令値となる。つまり、ス
イッチＳ１が速度調節器１側にあるときは、そのま〜電
流調節系２に与えられるが、スイッチＳ１が図示の状態
にあるときは、速度調節器１の出力は加算器ＡＤに導か
れ、以下の如＜１．て演算される種々の量が加算される
。自動チューニング回路人では、乗算器１１により界磁
量を、また積分器＄１２により起動時定数をそれぞれ模
擬するとともに、起動時定数モデル（積分器）１２を介
して得られる速度推定値ｎと、要素４を介して得られる
速度実際値ｎとの偏差ｅ（＝ｎ−ｎ）を積分要素９にて
積分し、その出力をモデル１２０入力側にフィードバッ
クする如く構成されている。なお、（△）印は推定値で
あることを示す。このようにして、界磁モデル（乗算器
）１１の出力によって電動機発生トルクτ□を、また積
分要素９の出力によって負荷外乱トルクτｔを模擬する
ようにしているｃ霜＃、、；ｔ）ｏさらに、自動チュー
ニング回路Ａは、界磁量Φおよび起動時定数Ｔｍな演算
するために、加算器ＡＤにおいて微少な一定周波数の矩
形波信号δを速度調節器１の出力に加算し、この加算出
力をスイッチＳ１を介して電流指令値として与えて制御
系を励起し、速度変化を与える一方、上記偏差ｅからパ
ンドパスフ波 イルタロを介して矩Ｊ鴨キ号成分のみを抽出し、乗算器
７においてもとの矩形波信号δと乗算し、さらにその出
力を積分器素８にて積分する。このようにすると、積分
要素８は信号δとフィルタ６を介する信号δ′との位相
差ψが９０°になる迄出力を出し続に３“、その位相差
が９０°になった時点、すなわち積分要素８０入力が零
になった時点でその出力は一定となり、符号６〜１２で
構成されるループが平衡状態となる。なお、乗算器７の
出力はδδ’ｃｏｓψの如く、互いに位相がずれた信号
のノ々ワー（直流）成分として表わされる。ループが平
衡し７たときは、ｎ＝ｎ （ｅ−０）で、積分要素９の
となり、また、積分要素８の出力はΦ／Ｔｍに比は積分
器素１２において設定される所定の値の起Φ 励時定数１ある・した力″て・Ｔ・（−〒＝−）なる量
を除算要素５の除数として与えるようにすれば、制御系
の一巡伝達関数Ｇ、は、 となって、界磁々構成分Φおよび起動時定数成分子、。
て得られる速度実際値（検出値）ｎが設定（目標）値ｎ
“に等１． くなるように調節出力を出し、該調節出力
は電流調節系２における電流指令値となる。つまり、ス
イッチＳ１が速度調節器１側にあるときは、そのま〜電
流調節系２に与えられるが、スイッチＳ１が図示の状態
にあるときは、速度調節器１の出力は加算器ＡＤに導か
れ、以下の如＜１．て演算される種々の量が加算される
。自動チューニング回路人では、乗算器１１により界磁
量を、また積分器＄１２により起動時定数をそれぞれ模
擬するとともに、起動時定数モデル（積分器）１２を介
して得られる速度推定値ｎと、要素４を介して得られる
速度実際値ｎとの偏差ｅ（＝ｎ−ｎ）を積分要素９にて
積分し、その出力をモデル１２０入力側にフィードバッ
クする如く構成されている。なお、（△）印は推定値で
あることを示す。このようにして、界磁モデル（乗算器
）１１の出力によって電動機発生トルクτ□を、また積
分要素９の出力によって負荷外乱トルクτｔを模擬する
ようにしているｃ霜＃、、；ｔ）ｏさらに、自動チュー
ニング回路Ａは、界磁量Φおよび起動時定数Ｔｍな演算
するために、加算器ＡＤにおいて微少な一定周波数の矩
形波信号δを速度調節器１の出力に加算し、この加算出
力をスイッチＳ１を介して電流指令値として与えて制御
系を励起し、速度変化を与える一方、上記偏差ｅからパ
ンドパスフ波 イルタロを介して矩Ｊ鴨キ号成分のみを抽出し、乗算器
７においてもとの矩形波信号δと乗算し、さらにその出
力を積分器素８にて積分する。このようにすると、積分
要素８は信号δとフィルタ６を介する信号δ′との位相
差ψが９０°になる迄出力を出し続に３“、その位相差
が９０°になった時点、すなわち積分要素８０入力が零
になった時点でその出力は一定となり、符号６〜１２で
構成されるループが平衡状態となる。なお、乗算器７の
出力はδδ’ｃｏｓψの如く、互いに位相がずれた信号
のノ々ワー（直流）成分として表わされる。ループが平
衡し７たときは、ｎ＝ｎ （ｅ−０）で、積分要素９の
となり、また、積分要素８の出力はΦ／Ｔｍに比は積分
器素１２において設定される所定の値の起Φ 励時定数１ある・した力″て・Ｔ・（−〒＝−）なる量
を除算要素５の除数として与えるようにすれば、制御系
の一巡伝達関数Ｇ、は、 となって、界磁々構成分Φおよび起動時定数成分子、。
は互いに打ち消され、その結果、伝達関数Ｇ。
はΦｓ Ｔｉｎの変化に拘らず一定となるため、制御系
−５＝ 部器、電流調節系、直流電動機の伝達関数を表わすもの
である。また、加算器ＡＤＫは、積分要素るので、速度
調節器が修正信号を発生する以前に負荷トルクτｔの変
化を補償する、すなわちフィードフォワード制御を行な
うよ５にしているので、負荷トルクτｔの変化による速
度の変動がΦｐＴｍの変化に依らず抑制されることにな
る。なお、Ｓｌは自動チューニングがうま（行なわれな
いときに、単純なＡＳＲ−ＡＣＲ制御ループに切り換え
て運転を継続することができるようにするための自動チ
ューニング使用、不使用の切換スイッチである。
−５＝ 部器、電流調節系、直流電動機の伝達関数を表わすもの
である。また、加算器ＡＤＫは、積分要素るので、速度
調節器が修正信号を発生する以前に負荷トルクτｔの変
化を補償する、すなわちフィードフォワード制御を行な
うよ５にしているので、負荷トルクτｔの変化による速
度の変動がΦｐＴｍの変化に依らず抑制されることにな
る。なお、Ｓｌは自動チューニングがうま（行なわれな
いときに、単純なＡＳＲ−ＡＣＲ制御ループに切り換え
て運転を継続することができるようにするための自動チ
ューニング使用、不使用の切換スイッチである。
つまり、この方式は、一定周波数の信号ａを速度調節器
出力に加え、これを電流指令値として制御系を励起して
そのパラメータ（Φｐ ＴＴｎ）を推定し、速度調節器
のパラメータ（比例ゲイン）を自動修正するものである
。しかしながら、このような方式においても、重負荷が
かヌつたりまたは急加減速のために電流制限状態で運転
するときや、＝６− 変換装置を循環電流無し制御方式で制御する場合時 の順、逆切り換シｅ無制御期間中には、制御系のパラメ
ータＪＩＢ定が不安定になるという欠点がある。
出力に加え、これを電流指令値として制御系を励起して
そのパラメータ（Φｐ ＴＴｎ）を推定し、速度調節器
のパラメータ（比例ゲイン）を自動修正するものである
。しかしながら、このような方式においても、重負荷が
かヌつたりまたは急加減速のために電流制限状態で運転
するときや、＝６− 変換装置を循環電流無し制御方式で制御する場合時 の順、逆切り換シｅ無制御期間中には、制御系のパラメ
ータＪＩＢ定が不安定になるという欠点がある。
この発明はかかる点に鑑みてなされたもので、電流制限
状態で運転する場合や順、逆切り換え時の無制御状態に
おいても、より安定に動作し得る自動チューニング速度
制御装置を提供することを目的とする。
状態で運転する場合や順、逆切り換え時の無制御状態に
おいても、より安定に動作し得る自動チューニング速度
制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点＝１
その要点は、自動チューニング回路を備えた直流電動機
制御装置において、電流制限運転時または電力変換装置
の順、逆切り換え時の如（電動機の磁束、起動時定数の
推定が不能となる場合には、その推定な行なう積分器の
入力をオフとして推定値を一定値に保持するようにして
、制御の安定化を図るようにした点にある。
制御装置において、電流制限運転時または電力変換装置
の順、逆切り換え時の如（電動機の磁束、起動時定数の
推定が不能となる場合には、その推定な行なう積分器の
入力をオフとして推定値を一定値に保持するようにして
、制御の安定化を図るようにした点にある。
第２図はこの発明の実施例を示す構成図である。
同図からも明らかなように、この実施例は、第１図に示
される従来回路に対して、比較器１３、オアゲート１４
およびスイッチＳ２．Ｓ５．Ｓ４を付加した点が特徴で
、その他は従来例と同様である。
される従来回路に対して、比較器１３、オアゲート１４
およびスイッチＳ２．Ｓ５．Ｓ４を付加した点が特徴で
、その他は従来例と同様である。
すなわち、スイッチＳ２は、電流制限運転時または電力
変換器の順、逆切り換え時の如く、δ信号による速度実
際値の変動がなく、積分要素８のな方向にずれるのを防
止するために設けられ、かかる場合にはこのスイッチ８
２ｔ−動作させることにより積分要素８の入力をオフと
し、その出力Φ ０・（−）ｔ’一定紅保持す６・比較器１３は電流制限
状態を検出するもので、割算器５からの出力が所定のレ
ベル以上のとき動作し、オアゲート１４を介してスイッ
チＳ２を動作させるものである。
変換器の順、逆切り換え時の如く、δ信号による速度実
際値の変動がなく、積分要素８のな方向にずれるのを防
止するために設けられ、かかる場合にはこのスイッチ８
２ｔ−動作させることにより積分要素８の入力をオフと
し、その出力Φ ０・（−）ｔ’一定紅保持す６・比較器１３は電流制限
状態を検出するもので、割算器５からの出力が所定のレ
ベル以上のとき動作し、オアゲート１４を介してスイッ
チＳ２を動作させるものである。
また、電力変換装置が循環電流無し方式で制御される場
合には、順、逆変換器の切り換え中には電流、速度とも
無制御の状態となるので、順逆切り換え中であることを
示す信号をスイッチＳ３およびＳ４に与え、これを動作
させることにより、積分要素９，１２の入力をオフとし
、それらの出うメータが推定不能どなり不必要な方向へ
とずれるのを防止している。なお、このとき、順逆切り
換え中であることを示す信号は、オアゲート１４を介し
てスイッチＳ２にも与えられるので、積分要素８も上記
と同様にして制御される。
合には、順、逆変換器の切り換え中には電流、速度とも
無制御の状態となるので、順逆切り換え中であることを
示す信号をスイッチＳ３およびＳ４に与え、これを動作
させることにより、積分要素９，１２の入力をオフとし
、それらの出うメータが推定不能どなり不必要な方向へ
とずれるのを防止している。なお、このとき、順逆切り
換え中であることを示す信号は、オアゲート１４を介し
てスイッチＳ２にも与えられるので、積分要素８も上記
と同様にして制御される。
以上のように、この発明によれば、電動機速度および電
流の各実際値（検出値）から少ｆｊくとも電動機界磁々
束、起動時定数および負荷トルクを推定する模擬装置を
設け、これら推定値を用いて速度調節器の比例ゲインを
自動修正して制御系の安定化を図るものにおいて、電流
制限状態で運転する場合や、変換装置の順、逆切り換え
によって無制御状態となる場合には、電動機界磁４束お
よ９− び起動時定数を推定する積分器または負荷トルク。
流の各実際値（検出値）から少ｆｊくとも電動機界磁々
束、起動時定数および負荷トルクを推定する模擬装置を
設け、これら推定値を用いて速度調節器の比例ゲインを
自動修正して制御系の安定化を図るものにおいて、電流
制限状態で運転する場合や、変換装置の順、逆切り換え
によって無制御状態となる場合には、電動機界磁４束お
よ９− び起動時定数を推定する積分器または負荷トルク。
速度を推定する各積分器の入力を遮断して各推定値を一
定に保持するようにした〜め、より安定な動作が確保さ
れるという利点をもたらすものである。
定に保持するようにした〜め、より安定な動作が確保さ
れるという利点をもたらすものである。
なお、この発明は、上述の如き直流電動機ばかりでなく
、これと同様の伝達特性をもつ制御対象（交流電動機を
含む）の制御装置として、広く適用することができる。
、これと同様の伝達特性をもつ制御対象（交流電動機を
含む）の制御装置として、広く適用することができる。
第１図は従来例を示す構成図、第２図はこの発明の実施
例を示す構成図である。 符号説明 １・・・・・・速度調節器（ＡＳＲ）、２・叩・電流調
節系（ＡＣＲ系）、３・叩・界磁要素、４・聞・起動時
定数要素、５・・・・・・割（除）算器、６・曲・バン
ドパスフィルタ、７，１１・・・・・・掛（乗）Ｘ器、
８，９゜１２・・・・・・積分要素、１０・・・・・・
比例要素、Ａ・・・・−・自動チューニング回路、Ｓ１
〜Ｓ４・・・・−・スイッチ、ＡＤ・・・・・・加算器
例を示す構成図である。 符号説明 １・・・・・・速度調節器（ＡＳＲ）、２・叩・電流調
節系（ＡＣＲ系）、３・叩・界磁要素、４・聞・起動時
定数要素、５・・・・・・割（除）算器、６・曲・バン
ドパスフィルタ、７，１１・・・・・・掛（乗）Ｘ器、
８，９゜１２・・・・・・積分要素、１０・・・・・・
比例要素、Ａ・・・・−・自動チューニング回路、Ｓ１
〜Ｓ４・・・・−・スイッチ、ＡＤ・・・・・・加算器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直流電動機の速度実際値を目標値に一致させるべく制御
を行なう速度調節器と、該速度調節器出力を電流指令値
として電動機電流を制御する電流調節器と、該電動機電
流および速度の各実際値から電動機の磁束と起動時定数
、電動機速度および負荷トルクをそれぞれ推定演算する
個々の積分器を有しこれら推定値にもとづいて速度調節
器の比例ゲインを自動修正する自動チューニング回路と
を備えてなる直流電動機の速度制御装置において、電流
指令値の電流制限レベルを検出する検出器と、該検出々
力に応動するスイッチとを設け、電流制限運転時の如く
電流指令値が所定のレベルを越えるときは少なくとも前
記電動機の磁束と起動時定数を推定する積分器の入力を
該スイッチにより開放して所定のレベルに維持すること
を特徴とする直流電動機の速度制御装置。 １−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141857A JPS6035977A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 直流電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141857A JPS6035977A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 直流電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035977A true JPS6035977A (ja) | 1985-02-23 |
| JPH036746B2 JPH036746B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15301776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58141857A Granted JPS6035977A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 直流電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035977A (ja) |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP58141857A patent/JPS6035977A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH036746B2 (ja) | 1991-01-30 |
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