JPS61218382A - 速度検出装置 - Google Patents

速度検出装置

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JPS61218382A
JPS61218382A JP60058554A JP5855485A JPS61218382A JP S61218382 A JPS61218382 A JP S61218382A JP 60058554 A JP60058554 A JP 60058554A JP 5855485 A JP5855485 A JP 5855485A JP S61218382 A JPS61218382 A JP S61218382A
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JP
Japan
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motor
signal
voltage
speed
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP60058554A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Iwaki
邦夫 岩城
Kazuchika Hibiya
一親 日比谷
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP60058554A priority Critical patent/JPS61218382A/ja
Publication of JPS61218382A publication Critical patent/JPS61218382A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements 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
    • H02P7/18Arrangements 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
    • H02P7/24Arrangements 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
    • H02P7/28Arrangements 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
    • H02P7/2805Arrangements 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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、速度検出装置に関し、特に、サイリスタを利
用した直流サーボアンプにおける速度検出装置に関する
ものである。
〔発明の背景〕
例えば、工作機械が高度な機能を有し、優れた精度の工
作を行うには、数値制御化された情報処理、すなわちN
C装置および高精度な位置決め装置が必要不可欠である
。この位置決め装置を駆動する中心的動力源は、速度に
関するフィードバック機能を有する指示増幅器つまり直
流サーボアンプといえる。
そのような直流サーボアンプに具わっている直流モータ
の駆動は、サイリスタによる整流出力に基づいて行われ
る。この直流モータにおける実際の回転速度が、指令し
た回転速度に追従しているか判断することは、サーボア
ンプにとって重要なことである。その場合、実際の回転
速度を検出して、追従するようにサイリスタの整流出力
を制御することは一般に行われている。
〔従来技術〕
一般的に、サイリスタを利用した直流サーボアンプにお
いて速度検出を行う方式として第5図に示すようなもの
があった。図において、直流モータMの回転速度は、そ
れに従属的に付加されたタコゼネレータTGによって検
出されている。このタコゼネレータTGによる出力電圧
を速度フィードバック電圧として用いている。
しかしながら、このような装置構成にあっては、タコゼ
ネレータTGをモータMに従属的に付加しなければなら
ないので、モータ自体が大型化1〜てしまい、高価なも
のになるといった問題点があった。
また、従来の別な速度検出装置として第6図に示すよう
なものがあった。図において、直流モータMの回転速度
検出は、それに連結されたロータリーエンコーダREに
よってパルスに変換された後、周波数−電圧(F/V)
変換回路によって速度フィードバック電圧を得ることに
よって行われる。
しかしながら、このような装置にあっては、通常高速回
転域にてF/V変換回路の直線性を得るように、サンプ
リング周波数を設定するだめ、低速回転域での追従性が
悪いといった問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであって、小型、安価且つ低速での追従性をも良好な
速度検出装置を提供することを目的とする。
〔実施例〕
以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
第1図および第2図に本発明の一実施例を示す。第1図
は本発明が応用されているサーボアンプを形成するパワ
一部を示し、また、第2図はそのパワ一部を制御するコ
ントロール部を示す。
第1図において、商用電源のAC入力を位相制御した後
、波形率改善用コイルLを介して8つのシリコン制御整
流器5CR1〜8で成る正および負の全波整流回路RC
Tに供給する。その整流出力電圧を直流モータMに供給
し、当該モータMの回転数に比例した電圧ETがタコゼ
ネレータTGから発生される。とのモータ駆動回路には
、保換用のサーマルプロテクタTHPおよびモータ電[
lyを検出するだめの電流検出器DTIが介在している
第2図において、AC入力に一期して信号発生器O5C
は2つの基準三角波信号O81およびO82を発生して
、それぞれが2つの比較器CoM1および3.C0M2
および4に供給している。
指令電圧EsとタコゼネレータTGから出力される回転
数電圧ETとの差電圧(ES−ET)を第1誤差増幅器
A1で増幅して電圧Eム1を出力し、続いて電流検出器
り、TIの出力電圧Ecと先の出力電圧Eム1との差電
圧(Ec−(Es −ET))を第2誤差増幅器A2で
とり、その差の増幅電圧Eム2を4つの比較器C0M1
〜4に共通に供給している。
4つの比較器C0M1〜4のそれぞれの出力電圧は、対
応する4つのドライバDR1〜4のそれぞれに供給され
て、各ドライバから2つずつ点弧信号q、およびqt 
 、q3およびq41q、および(Ja  、qyおよ
びq8が発生される。
これら8つの点弧信号q1〜q8は、パワ一部の8つの
5CR1〜Bのゲート電極に供給される。
ここで、指令電圧Esと回転数電圧ETとの差を求める
第1誤差増幅器A1は速度フィードバックループ、電流
検出出力電圧Ecと増幅器A1の差出力電圧Eム、との
差を求める第2誤差増幅器A2は電流フィードバックル
ープヲ形成している。
第3図(a)〜(glは、第1図および第2図の各部に
おける動作信号を示す。以下第1図〜第3図を参照する
パワ一部の主要素でめる全波整流回路RCTの各SCR
のゲート電極には、AC入力(第3図ta)参照)に同
期1〜た点弧信号qI〜q、が与えられる。その位相変
化に伴って、整流出力重圧が増減することに因り直流モ
ータMの回転数が可変制御される。なお、モータMの正
転回転方向も逆転方向も動作は同様であるので、正転方
向のみについて説明する。
いま、第3図[b)に示す信号すなわち発生器O8Cか
ら出力されている基準三角波信号081(OS2)の電
圧レベルが差電圧Eム、を越すと、比較器C0M1 (
C0M2)の出力が高レベルに遷移する。それに応じて
、2つの点弧信号q、およびq2((J3および(J4
)が発生される(第3図fd)参照)。従って、パワ一
部の5CR1および5CR2(SCR3および5CR4
)がオンとなり(同げ)参照)、コイルLおよびモータ
M自体のインダクタンス成分により制動を受けた電流I
MがモータMに流れる( 同[e)参照)。この電流I
MによシモータMは加速されて回転数は増大する。
モータ電流IMが0となる時点は、上記インダクタンス
成分により、AC入力がOとなる時点よシ多少遅れる。
電流IMが0となると、SCRはオフとなるが、モータ
Mは開放状態のままで回転を続行する。モータMの両端
には、その回転数に比例した誘起電圧が生ずる(同tg
)参照)。
コントロール部は、指令電圧Esで要請される回転数に
モータMがなっているかを検出し、目的の回転を維持す
るように点弧信号91〜q4の位相を変えてパワ一部に
供給するものである。
指令電圧Esに対し回転数検出電圧ETが高ければ(つ
まシ、目的の回転数よジ大きい場合)、第1誤差増幅器
A1の出力電圧Eム、は下シ、第2誤差増幅器A2の出
力電圧Eム、は上る。
そのため5両比較器C0M1およびC0M2の出力が高
レベルへと遷移する時点は遅れることとな如1点弧信号
q1〜q4の発生時点は遅れる。つまり、SCHに供給
される点弧信号の位相が遅れるので、必然的に整流出力
電圧が減じて、回転数検出電圧ETが指令電圧ESに等
しくなる迄モータMの回転数は低下する。
また、指令電圧Esに対して回転数検出電圧ETが低け
れば、上述と逆の動作を行って、ET=E8となる回転
数におちつく。
以上が直流モータMの正転方向での回転に関する制御で
ある。逆転回転方向の場合には、負の整流電圧を出力す
る5CR5〜8が点弧し。
比較器C0M3およびC0M4の出力によって発生する
点弧信号q、〜q8が5CR5〜8のゲート電極に印加
される。これら点弧信号q。
〜q8の発生時期およびそれに応じたモータ回転数の制
御は、正転方向の場合と同様である。
以上が速度フィードバックループの動作である。しかし
、このループのみであれば、過大な負荷および急峻な速
度指令の変化に対しても追従しようとして大きなモータ
電流が流れる。それに因シ、SCHの破損、モータの焼
損、永久磁石の減磁等の事態が生じる。
そこで、電流フィードバックループを併設シて、上記事
態に陥いることを防いでいる。つまシ、モータ電流IM
を検出して、それに比例した電圧Ecを速度フィードバ
ックループから減じることによ如、定トルクでモータM
を動作させるようにしている。
これが電流フィードバックループの働きでめシ、電流を
検出する主要目的である。
上述した直流サーボアンプにおいて、無負荷状態になる
期間Tsおよび直流モータMに電圧を印加している期間
TH(第3図(g)参照)は。
点弧信号q、〜q、を発生している比較器C0M1〜4
の出力と同期している。そこで、これら4つの比較器C
0M1〜4のうちすべてが、“低”レベルにあるとき、
つまジ期間T8にモータMの両端電圧EM(第3図1g
)参照)をサンプリングする。また、比較器C0M1〜
4の出力のうちいずれか1つが1高”レベルにあるとき
、つまシ期間THには1期間Tsにサンプリングした電
圧をホールドする。このようにサンプリングホールドし
た電圧をアイソレートアンプ等によって絶縁した状態で
取り出すことによ如、直流モータM自体を速度検出用の
タコゼネレータの代りに使用することができる。
かような回路の一具体例を第4図に示す。両端子TM、
およびTM2に直流モータMの誘起電圧E、vが導入さ
れる。なお、ここでの接地電位とサーボアンプの接地電
位とは絶縁された状態である。ノアゲートNORには、
4つの比較器C0M1〜4の出力が供給されており、こ
の出力信号5NORが1高”レベルのときにオン。
低”レベルのときにオフとなる半導体スイッチSKが、
一方の入力端子TM、と高入力インピーダンス、低出力
インピーダンスのインピーダンス変換器(電圧ホロワで
形成)A3との間に設けである。このインピーダンス変
換器A3の入力側にホールド用コンデンサCが接続され
ており、その出力側にはトランスT1が接続されている
。このトランスT1の2次側の接地電位は1次側と絶縁
されているので、アイソレートタイプのアンプが形成さ
れている。
このような構成により、4つの比較器C0M1〜4の出
力(絶縁用トランスT2〜5を介してアイソレートタイ
プで導入されている)のすべてが低”レベルとなるとき
にのみ、ノアゲートNORからの出力信号5NORが”
高”レベルとなってスイッチSKが導通し、モータMの
誘起電圧EMがサンプリングされて、コンデンサCにホ
ールドされる。比較器COM 1〜4の出力のうちいず
れか1つが”高”レベルとなるとスイッチSKはオフと
なるが、コンデンサCのホールド状態は維持される。従
って、トランスT1の2次側から、絶縁された状態で直
流モータMの回転情報を表わす信号が得られる。
このように構成することによシ、直流モータM自体を速
度検出用として利用することができる。周知のように直
流モータはゼネレータ機能をも併せ持つが、駆動中のモ
ータを単純に速度検出用ゼネレータとして利用すること
はできない。本発明装置では、モータ内部に必然的に存
在するインダクタンス成分、抵抗成分等の影響のない無
負荷状態で検出情報を得ている。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、タフゼネレータから
ではなく直流モータ自体からその速度検出情報を得てい
るので、小型且つ低価の直流モータを使用できると共に
、ロータリーエンコーダの場合のようなサンプリング周
波数を設定する必要がないので低速での追従性に優れた
速度検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の一実施例による速度検出
装置を組み込んだ直流サーボアンプの構成を示すブロッ
ク図、第3図(al〜(glは第1図および第2図の動
作を説明するための信号波形図、第4図は第1図に示す
直流モータの回転速朋を検出する構成の一具体例を示す
回路図、第5図および第6図は従来の速度検出装置を示
すブロック図である。 M・・・・・・・・・直流モータ TG・・・・・・・・・タグゼネレータDTI・・・・
・・電流検出器 RCT・・・・・・全波整流回路 SCR1〜8・・・・・・・・・シリコン制御整流器T
HP・・・・・・サーマルプロテクタO31、O32・
・・・・・基準三角波信号C0M1〜4・・・・・・・
・・比較器DR1〜4・・・・・・・・・・・・ドライ
バA1.A2・・・・・・・・・・・・誤差増幅器A3
・・・・・−・・・インピーダンス変換器SK・・・・
・・・・・半導体スイッチC・・・・・・・・・・・・
ホールド用コンデンサNOR・・・・・・ノアゲート 11〜丁5・・・・・・・・・・・・絶縁用トランス手
続補正盲動式) 昭和60年 7月 8日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示   昭和60年特許願第58554号
2、発明の名称  速度検出装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名 称  (230)スタンレー電気株式会社5、補正
命令の日付   昭和60年6月25日(発送日)6、
補正の対象   明細書(図面の簡単な説明の欄)7、
補正の内容 (1)明細書の第13頁第14行に「第3図(a)〜(
g)は第1」とあるのをF第3図は第11と訂正する。 手続補正書 昭和60年7 月22日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流入力をサイリスタで整流した整流出力によつ
    て駆動される直流モータの回転速度を検出する速度検出
    装置において、前記直流モータの回転速度に応じた信号
    を速度指令信号と比較する比較手段と、その比較信号に
    よつて前記サイリスタの点弧時期を変化させる制御手段
    と、前記比較信号が所定の状態となつたときに前記直流
    モータに誘起される信号を取り出す手段とを具え、前記
    誘起される信号を前記直流モータの回転情報とするよう
    に構成したことを特徴とする速度検出装置。
  2. (2)前記サイリスタおよび点弧信号をそれぞれ複数と
    して対応させ、それぞれの点弧時期を互いに相違させ、
    前記複数の点弧信号をノアゲートを通して前記所定状態
    を得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の速度検出装置。
JP60058554A 1985-03-25 1985-03-25 速度検出装置 Pending JPS61218382A (ja)

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JP60058554A JPS61218382A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 速度検出装置

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JP60058554A JPS61218382A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 速度検出装置

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JPS61218382A true JPS61218382A (ja) 1986-09-27

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743582A (en) * 1980-08-27 1982-03-11 Hitachi Ltd Induction electromotive force detection device for dc motor
JPS609391A (ja) * 1983-06-29 1985-01-18 Hitachi Ltd 電動機の速度制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743582A (en) * 1980-08-27 1982-03-11 Hitachi Ltd Induction electromotive force detection device for dc motor
JPS609391A (ja) * 1983-06-29 1985-01-18 Hitachi Ltd 電動機の速度制御装置

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