JPS61244287A - モ−タの速度制御回路 - Google Patents

モ−タの速度制御回路

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JPS61244287A
JPS61244287A JP60083033A JP8303385A JPS61244287A JP S61244287 A JPS61244287 A JP S61244287A JP 60083033 A JP60083033 A JP 60083033A JP 8303385 A JP8303385 A JP 8303385A JP S61244287 A JPS61244287 A JP S61244287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
motor
output voltage
voltage
control circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP60083033A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Nishizawa
勇治 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS61244287A publication Critical patent/JPS61244287A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、モータの速度に応じて速度ループゲインを
変える回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、従来のモータの速度制御回路の一例の概略回
路図である。同図において、Slは速度指令信号で、そ
の電圧をViとする。2.3はオペアンプ、4はパワー
増幅器、5はモータ、6は速度検出器、7はモータ速度
に対応した信号を帰還するフィードバック信号線、S2
はモータ速度に対応した帰還信号で、その電圧をVrと
する。
8.9.10は抵抗、11はコンデンサ、12は速度ル
ープゲインを変える可変抵抗器、13は抵抗、■1はオ
ペアンプ2の出力電圧、v2はオペアンプ3の出力電圧
、16は負荷である。
ここにおいて、速度指令信号S1と帰還信号S2はオペ
アンプ2に入力されていて、このオペアンプ2は速度指
令信号Slの速度指令値とモータの実速度wrに対応し
た帰還信号S2との偏差を出力電圧Vlとして出力し、
この電圧■lはオペアンプ3で電圧v2として増幅され
る。このオペアンプ2の出力電圧V2はオペアンプ3及
びパワー増幅器4を介してモータ5に入力されている。
一方、モータ5の実速度wrを検出する速度検出器6が
設けられていて、この速度検出器6からの帰還信号S2
はフィードバック信号線7によってオペアンプ2に入力
されている。
次に、このように構成されたモータの速度制御回路の動
作について説明する。
速度指令電圧Viと、速度検出器6から得られる速度に
比例した実速度電圧Vrとの差をとってPI(比例積分
)補償を施して得られた信号がオペアンプ2から出力さ
れる出力電圧vlである。
PI補償を施す理由は、低周波のゲインを上げるためで
ある。
出力電圧v1を比例倍して得られた信号がオペアンプ3
の出力電圧v2である。ここで可変抵抗12により速度
ループの開ループゲインを変えることができる。オペア
ンプ3の出力電圧v2をパワー増幅器4で増幅し、その
出力信号をモータ5の入力とする。
最終的に速度指令信号Slによる速度指令値と実速度が
一致するように速度制御が行われる。第4図にモータ5
をDCモータとした場合のブロック線図を示す 第4図において、Tlは第3図のPI制御部の特定数K
Vは速度ループのゲイン、THはモータプラス負荷の機
械的時定数、Taはモータの電気的時定数である。
第5図は第4図のブロック線図の開ループのボード線図
である。折点はPI制御の1/Tl、モータプラス負荷
の機械的時定数1/TM、及びモータの電気的時定数1
/Taの3箇所あり、通常は1/TI<1/TM<1/
Taなので第5図実線のような特性になる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
而して、上記従来のモータの速度制御回路において、第
3図の可変抵抗器12を小さくして第4図のKV、すな
わち速度ループゲインを上げると第5図の破線のような
特性となり、速度の開ループ伝達関数がOdBラインと
−40d B / d e cの傾きで代わるため不安
定になる。
これを動的に考えたのが第6図である。すなわち速度指
令電圧Vtとしてステップ関数を入れると実速度wrは
図のように振動が大きく行き過ぎ量も大きいため速度制
御系として望ましくない。
一方、速度ループゲインKvを下げると安定になるが、
低速時に以下の主な2つの理由により不感帯が生じるの
でゲインKvを下げることは望ましくない。すなわち、
1つはモータプラス負荷系には静摩擦があること、もう
1つはPWM制御アンプ等では主回路の上下のトランジ
スタが同時にオンして上下短絡しないように上下アーム
短絡防止期間を設けるが、これがモータが静止した状態
から微小な速度指令が与えられた場合、不感帯になるこ
とである。
低速時には以上のような理由による不感帯が生じるため
、できるだけ速度ループゲインKvは上げたい。一方、
ゲインKvを上げすぎると高速時には第6図Nのような
オーバーシュートが生ずるため望ましくない。
こうした問題を解決するために従来は第7図の17のよ
うな特性、すなわちViが小さいときにはゲインKvを
上げ、Vtの大きいときにはゲインKvを下げるような
非線形回路が用いられる場合があったが、これも、例え
ば高速的でも速度指令電圧Viと実速度電圧Vrの偏差
が小さいときにはゲインKvが大きくなってしまうとい
う欠点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので低速的には速度ループゲインKvを上げ、高速
時には速度ループゲインKvを下げることができるよう
にするものである。
この発明に係るモータの速度制御回路はモータの実速度
と速度指令値に対応して予め設定された特性にしたがっ
て出力する関数発生手段と、この関数発生手段の出力と
上記偏差検出手段の出力を演算してモータの入力電圧を
制御する演算手段とを備え、上記関数発生手段の関数を
、モータが高速となるにしたがって、速度ループゲイン
Gを小さくする特性としたことを特徴としている。
〔作用〕
演算手段は関数発生手段と偏差検出手段の出力を演算し
、演算した結果としての信号をモータに入力する。従っ
て、モータの実速度に対応した速度ループゲインを得る
ことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、18は関数発生器、19は関数発生器18
の出力電圧■3.20は加算器である。
ここにおいて、オペアンプ2から出力される出力電圧v
1は速度指令信号Slによる速度指令値とフィードバッ
ク信号線7からの帰還信号S2によるモータの実速度値
との偏差に対応していて、このオペアンプ2の出力電圧
Vlはオペアンプ3で増幅され、電圧v2として演算手
段としての加算器20に入力されている。この加算器2
0の出力電圧■2はパワー増幅器4によって増幅され、
モータ5に入力され、モータ5の速度を制御するように
なっている。°一方、モータ5の実速度を検出する検出
手段として速度検出器6によって検出されたモータの速
度に対応する帰還信号S2はフィードバック信号線7を
介してオペアンプ2に入力されているとともに関数発生
手段としての関数発生器18に入力されている。また、
速度指令信号S1は関数発生器18に入力されている。
なお、帰還信号S2の出力電圧は電圧Vrで表されるも
のとする。
ここに、関数発生器18は、速度指令信号Sl。
出力電圧Viと帰還信号S2の出力電圧Vrに対応した
電圧v3を出力してその出力した電圧■3を加算器20
に入力している。加算器20はオペアンプ3の出力電圧
■2と関数発生器18の出力電圧v3の加算値、すなわ
ちV2+V3を演算して出力電圧V21をパワー増幅器
4に入力している。
而して、関数発生器18に入力される帰還信号S2の出
力電圧Vrと速度指令信号S1の出力電圧Viと、関数
発生器18から出力される出力電圧v3との間の関係を
表す関数を第2図にもとづいて説明する。
第2図に示すように出力電圧Vi>OのときVs=1、
出力電圧Vi<0のときVs=−1、出力電圧Vi=Q
のときVs=Oとなっていて、き、V3=VsXV4で
表される。
このように構成された本発明のモータの速度制御回路の
動作を第1図、第2図にもとづいて説明する。
まず、速度指令電圧v1が小さいが、正の値で実速度も
わずかに正方向に回転し、電圧Vrも小さいが正である
とすると、電圧v4は(1)式よりかなり大きな値とな
り、電圧■5はViが正なので1となる。その結果、電
圧v3はかなり大きな正の値になる。次に、Viが正で
高速回転のとき、すなわち電圧Vrが大きいとき、同様
に電圧v3は先程の値に比べ小さな値となる。
第1図の加算器20によって上述した■3が速度ループ
の前向きにたし込まれるため、みかけ上低速でゲインが
高く、高速でゲインが低いという結果になる。
Viがマイナスのときも同様である。従って、高速で安
定した制御が行え、低速で不感帯が生じない。
なお、上記実施例には関数発生器18に第2図のような
パターンを用いたが、用途に応じて種々のパターンが考
えられる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればモータの実速度と速度
指令値に対応して予め設定された特性にしたがって出力
する関数発生手段と、この関数発生手段の出力と上記偏
差検出手段の出力を演算してモータの入力電圧を制御す
る演算手段とを備えたのでモータ速度に応じて速度ルー
プの開ループゲインを変化させることができ、高性能で
安定した制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のモータの速度制御回路の−例を示すブ
ロック図、第2図は関数発生器の特性の一例を示す図、
第3図は従来のモータの速度制御回路図、第4図は第3
図のブロック線図、第5図は第3図のボード線図、第6
図は第4図のステップ応答の説明図、第7図は従来の改
良した速度制御回路図である。 5・・・モータ、6・・・速度検出器、18・・・関数
発生器、20・・・加算器。 代 理 人  大  岩  増  雄(他2名)第5図 第6図 i 手続補正書(0匈 昭和 1年 :1月19日 ”3″″0″″″′         回1゜事件の表
示   特願昭60−83033号2、発明の名称 モータの速度制御回路 3、補正をする者 5、補正の対象 特許請求の範囲、発明の詳細な説明、図面の簡単な説明
、図面の各欄。 6、補正の内容 +1)特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 (2)明細書第2頁第20行目rV2として増幅」とあ
るのをrV2に増幅」と補正する。 (3)同書第3頁第1行目「ペアンプ2」とあるのを「
ペアンプ3」と補正する。 (4)同書第3頁第1行目rV2はオペアンプ3及び」
とあるのを削除する。 (5)同書第4頁第6行目「特定数」とあるのを「時定
数、」と補正する。 (6)同書第4頁第6行目r、TI(lとあるのを「T
M」と補正する。 (7)同書第4頁第11行目及び第12行目「時定数」
とあるのを「時定数の」と補正する。 (8)同書第5頁第1行目「代わる」とあるのを「交わ
る」と補正する。 (9)同書第7頁第18行目「v2」とあるのをrV2
1Jと補正する。 α0)同書第8頁第7行目「出力電圧は」とあるの出力
電圧Viと−・−出力電圧VrJとあるのをrslの電
圧Viと帰還信号S2の電圧VrJと補正する。 )121同書第8頁第18行目[出力電圧VrJとある
のを「電圧VrJと補正する。 1131同書第8頁第18行目ないし第19行目[出力
電圧ViJとあるのを[電圧ViJと補正する。 圓同書第9頁第2行目、第3行目、第4行目「出力電圧
」とあるのを「電圧」と補正する。 ff9同書第9頁第2行目ないし第3行目「のときVs
=lJとあるのを[のときV5=IJと補正する。 (/に詞書第9頁第3行目「のときVs=−IJとある
のを「のときV5−−IJと補正する。 (172同書第9頁第4行目及び第6行目rVsJとあ
るのを「■5」と補正する。 (tr)同書第11頁第4行目「第3図」とあるのを「
第4図」と補正する。 (/l)図面第1図、第3図、第6図を別紙のとおり補
正する。 以上 2、特許請求の範囲 +1)速度指令値とモータの実速度との偏差を検出する
偏差検出手段を構え、所定の速度ループゲインにもとづ
きモータを制御するモータの速度制御回路において、モ
ータの実速度と速度指令値に対応して予め設定された関
数にしたがって信号を出力する関数発生手段と、この関
数発生手段の出力と上記偏差検出手段の出力を演算して
モータの入力電圧を制御する演算手段とを備え、上記関
数発生手段の関数を、モータが高速となるにしたがって
速度ループゲインを1する特性としたことを特徴とする
モータの速度制御回路。 (2)演算手段は加算器から成ることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のモータの速度制御回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)速度指令値とモータの実速度との偏差を検出する
    偏差検出手段を備え、所定の速度ループゲインにもとづ
    きモータを制御するモータの速度制御回路において、モ
    ータの実速度と速度指令値に対応して予め設定された関
    数にしたがって信号を出力する関数発生手段と、この関
    数発生手段の出力と上記偏差検出手段の出力を演算して
    モータの入力電圧を制御する演算手段とを備え、上記関
    数発生手段の関数を、モータが高速となるにしたがって
    速度ループゲインを大きくする特性としたことを特徴と
    するモータの速度制御回路。
  2. (2)演算手段は加算器から成ることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のモータの速度制御回路。
JP60083033A 1985-04-18 1985-04-18 モ−タの速度制御回路 Pending JPS61244287A (ja)

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