JPS609391A - 電動機の速度制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本９Ｂ明は、電動機の速度応答性ケ改善した電動機の速
度１８１Ｊ−装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、電動機の速度制御装置としては、電動機と元＝ａ
、１ｍと電組合せて速度制御するレオナード方式の速度
制御装置やザイリスタ等を用いた速度制御装置等（レオ
ナード装置）がよく知られている。

これらの装置は、自動速度制御系（Ａ　Ｓ　Ｉｔ、　）
　、自＠電流制御系（ＡＣ几）を備えている。第１図に
このレオナード装置の伝達関数を示すブロック線図を示
す。この図において、（１＋Ｔ２８）／’ｌ’ｌｓはＡ
ＳＲを、Ｋ、ｔ　／　（１＋Ｔｓ　Ｓ　）はＡＣＪもを
、εφは界磁電流による逆起電力係数を、Ｊは１１′を
性量（ＣＤ２）を示す。この伝達関数は、高次の項を無
視すると、等制約に第２図のようになり、−次遅れの制
御卸系となる。この制御系にお０る人ｊＪと応答の関係
を第３図に示す。この図においしいω、は目標速度（入
力）であり、ωは実際の１、を度（応答）である。この
ような制御応答の遅れは、負荷が急激に変動した場合に
、インパクトドロップ、あるいはインパクトアップと呼
ばれる急（’１１６−な速度変動をもたらす。

〔発明の目的〕

この発明は、上述の問題点をなくシ、負荷急変時にあっ
ても速度応答性の良い電動機の制ｆｆ１（ＩＪ置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、速度追従の遅を除去するため、速度指令（
目標速度）ω、と実際の速度ωとの偏差ε、を常時求め
ておき、このε、がεＰ〜０のとき、これをε、＝０と
するに必要な電流工、をめ、この工、をＡＣＲの入力指
令に加詩：するように構成している。

なお、ε、に対して、これを補償するための電流■、は
、第１図に示した伝達関数から次の関係式となることが
判る。

ε　＝ω　−ω　・・譬・・・・・・・・・（１１１ｐ
−ε、・Ｊ８／ε、　・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、ω、：速度指令 ω：゛実際の速度 ε、：速度偏差 ＪＳ：慣性を表わす伝達関数の逆伝達 関数 逆伝達関数 〔発明の実施例〕 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第４図は本発明の一実施例を示す図面である。

この図において、１は直流電動機、２（ｄサイリスク電
源、３は速度検出器、４は電流検出器、５は界磁巻線、
６は界磁用電源を示す。゛また、７は速度指令部、８は
速度偏差を演算する加算器、９は速度制御部、１０は加
算器、１１は電流制御部、１２はパルス発生器である。

そして、１３は加算器（８と同一機能）、１４は補償演
算部である。

この第４図において、１〜１２で表わされるものは、周
知のサイリスタレオナード装置であり、これらについて
の機器動作の説明は省略する。■へ・１２で衣わされる
機器構成のみでは、負荷変動により速度が変動すること
は上述した通りである。

この例では、上述の（１１式の演算を加ｎ、器１３で行
なって、この加算器１３の出力６．を補償済幹部１４に
供給する。補償演算部１４では、とのε。

をもとに、補償すべき電流工、を演算する。この演算は
、基本的には（２）式に示した通りのものであるが、実
際の速度検出においてはノイズ等が乗ってくることが多
く、（２３式にさらに定数Ｋを乗じだ１直を電流■、と
する。すなわち、補償演算部１４では、次式の如き演算
が実行される。

Ｉ、＝ε、・（ＪＳ／εφ）・Ｋ　・・・・・・・・・
（３）この演算の結果は、加算器１０に供給され、速度
制６ｍ部９の出力である電流指令Ｉの補正に用いられる
。

このように、電流指令工を速度偏差に逆起電力係数およ
び慣性量を示す伝達関数の逆関数を乗じた値から得られ
る心流工、によシ補償するので、負荷急変によって速度
ωが変動しようとすると、その変動をなくす如く直ちに
電流指令が補償され、速度変動はほとんど生じない。こ
の実施例に示した制御装置では、従来のサイリスタレオ
ナード装置に較べて、速度の応答遅れが１／２〜１／３
となることが確認されている。

次に、本発明をタンデム圧延機を駆動する゛１程動機の
速度制御装置に利用した場合の実施例について、第５図
を用いて説明する。この図において、１〜１２は第４図
に示したものと同様のも−のでおる。ただし、第４図に
おける、５と６は省略している。また、１′〜１２′は
、第５図におりる１〜１２と夫々対応した機器であり、
同様の（り能を有する。２０は第１（ｉ＝１〜１１−１
　）スタンドの圧延機、２１は第ｉ＋１スタンドの圧延
機を示す。１３は加算器であり、第ｉ　−）−１スタン
ドの速度ωＩ＋１（ただし、第ｉスタンド車度換算値）
と第ｉスタンド速度ω１との差εｐｌを演算する。

１４は補償演ｎ部であり、第４図に示しブζものど同様
のものである。１５と１５′は、速度設定用の＋ｊＪ変
抵抗器であり、１５は第ｉスタンドの速度設定値ω、Ｉ
を加算器８に出力し、１５′は第ｉ＋１スタンドの速夏
設定値ω、Ｉ＋１を力１１Ｔ器８′に出力する。１６は
第ｉ＋ｔスタンドの速度を；”ＪＹ、　ｉスタンド速度
換算するだめの速度換算部である。

２２は圧延中の圧延材を示す。圧延材２２が圧延スタン
ド２０に咬込まれ、圧延材の先端が圧Ｑスタンド２１に
咬込まれた瞬間において、圧延ス〃ンド２１を駆動する
電動機１′には急激に負荷が加わることになる。この負
荷の急増は、電動機速度を低下させる。このような状ｑ
鳩をインパクトドロップと称するが、このような状態の
発生は、圧延機スタンド間にある圧延材がループ状とな
り、事故の原因となるばかりでなく、製品の品質（例え
ば板厚）を低下させる原因となる。また、逆に、圧延材
の先端が圧延スタンド２０を抜けた瞬間においては、’
ａ勧機１は負荷の急減により速度がアップする。また、
このとき電動機１′も負荷が減少（なぜなら、スタンド
間に張力Ｔがかかつている状態から、急にその張力が零
になるため）シ、速度アップになる。これをインパクト
アンプと称するが、この場合も製品の品質等に悪影響を
力える。

まだ、圧延材が双方の圧延スタンドに咬込１れて圧延さ
れている状況（通常の圧延状態）においても、その連間
は協調して制御（揃速制御）されないと、圧延材にかか
る張力の変動を引きおこし、侠品品′１寸に対して重大
な彩響を及ばず。この実施例では、これら２つの電動機
の速度を協調して制御する揃速制御が行なわれている。

すなわち、速度指令ω、に対し、可変抵抗器１５．１５
′によって、ωＰｌ＋ωｐｌ＋１の速度設定を行ない、
こノ１．をｉＩ度指令として双方の電動機速度を制ｒｉ
ｌｉｌ　＋、ている。

このような場合において負荷の変動があると、゛向μ１
ｂｊＮｋ　１　、１　’の速度は夫々変化しようとする
。加算器１３のｌＪｊ力は、Ａ當の状態（負荷のり（両
部ない安定した状態）において零と表るよう調節さυて
いるので、［ｌｌＩＩＪ機速度の変動は、ε、ｔ”ｖＯ
となる状Ｑｆ、を作る。したがって、補償演算部１４６
Ｊ、入力されるεｐｔに応じて補償すべき同流１ｐ＋を
Ｆ昨し、それを加算器１０に与える。この補１；１°ｌ
／（二より、「（Ｌ動機１は速１ン［変動に基づく揃速
ｉ１＋昨１１の乱れを吸収するように制イＩされる。第
５図の実施（’１１における速度換算部１６の換算演算
は、次のようなものである。

Ａ　＝　（１３ｐ＋　／ωｐｌ＋１　・・印・・旧・・
（４）ただし、Ａはｌ＄算係数を示す。

なお、界磁範囲のある電動機ｉ屯度制御系に訃いては、
εφは速度によって変化するため、その補正が必要な場
合は、次式により補正を行なう。

εφ＝Ｅ／ω　・・・・・・・・・・・・（５）ここで
、Ｅ：モータの逆起電圧 ω：実速度 〔発明の効果〕 以上説明したように本イ自明によれば、負荷の急激な変
動による速度・変動を補１ｉｔする如き電流指令の補償
量をめ、これを電流１ｉｌｌ側１部の入力として与え′
電動機７，１１個を行ンンうので、速度の負４ｉｉｒ変
動に対する応答性が改善されるという幼禾を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は従来の社動機制イ叶装置の伝達関数を
示すブロック線図、５１＜　３面は応答特性金示す図、
第４図と第５図は本発明の一実廁例を示す図である。 １・・・直流電動機、２・・・サイリスタ電源、３・・
・速度検出器、４・・・電流検出器、７・・・速度指令
部、８・・・加算器、９・・・速度制御部、１０・・・
加算器、１１・・・ｆｉＬ流制６１１１部、１２・・・
パルス発生器、１３・・・加算器、１４・・・補償演算
部。 代理人　弁理士　高橋明夫 右　？躬 高３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電動機の速度指令と実際の電動機の速度との偏差に
   応じた電流指令を演算出力する速度制御部と、該電流う
   １情と実際の電動機電流との偏性に応じて電源τ制岬す
   る魁亦制僻部とで有する電動機の速度制御ＩＬＩＩ鉄置
   に装いて、前記偏走に逆起電力係数および慣性’ｊｉｉ
   ｔｋ示す伝達関数の逆関数を乗じた１直に基つき前記或
   σ１ｃ指令の抽償鼠を演算出力する補偵演算部を設け、
   該補償量を前記配流制御師部の入力として用いることに
   ％徴とする電動機の速度制御装置。