JPS6143950B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6143950B2
JPS6143950B2 JP55018850A JP1885080A JPS6143950B2 JP S6143950 B2 JPS6143950 B2 JP S6143950B2 JP 55018850 A JP55018850 A JP 55018850A JP 1885080 A JP1885080 A JP 1885080A JP S6143950 B2 JPS6143950 B2 JP S6143950B2
Authority
JP
Japan
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voltage
motor
frequency
converter
amplifier
Prior art date
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Expired
Application number
JP55018850A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56115188A (en
Inventor
Takeji Uchida
Hajime Kudo
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP1885080A priority Critical patent/JPS56115188A/ja
Publication of JPS56115188A publication Critical patent/JPS56115188A/ja
Publication of JPS6143950B2 publication Critical patent/JPS6143950B2/ja
Granted 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電動機の速度制御における周波数帰
還方式の改良に関する。
従来、電動機の速度制御に使用される速度検出
器としては、電動機の回転数をアナログ電圧にて
検出するタコメータゼネレータが使用されて来た
が、この検出方式は、 ○あ 速度検出器の発生電圧レベルそのものが低速
において低下し、高範囲の直線性の良好なもの
が得難い。
○い 交流タコメータゼネレータを使用する場合、
交流直流変換のためにダイオード整流回路を使
用するが、低レベルに於てダイオード順方向電
圧の非直線性の為に、広範囲の直線性が得られ
ない。
○う タコメータゼネレータの出力電圧が、温度変
化、モータ内の磁束等の影響を受けて変動す
る。等の欠点があり、これを解決する方式とし
て、電動機の回転数に比例した周波数として回
転数を検出し、フイードバツクする方式が一般
的に採用されている。
第1図a・bは、従来の周波数帰還による速度
制御方式を表わす略線図である。
第1図aにおいて、1は指令電圧設定器、2は
電圧→周波数変換器(V/変換器)、3は混合
器、4は偏差増幅器、5は移相器、6は電力変換
器、7は電動機、8はパルスゼネレータである。
すなわち、第1図aは電圧周波数変換器2を使
用し、周波数にて速度指令を与え、電動機7の回
転数をパルスゼネレータ8にて検出し、回転数に
比例した周波数をフイードバツク信号として使用
する。
偏差検出は指令周波数とフイードバツク周波数
の差を検出増幅し、アナログ信号として移相器5
に加える。
この移相器5の出力でパワ変換用サイリスタを
点弧し、電動機7に加えられる電圧を制御するも
のである。
第1図bにおいて、9は周波数→電圧変換器、
10は偏差増幅器である。
第1図bはアナログ電圧にて速度指令を与え、
パルスゼネレータ8にて検出された電動機7の回
転数に比例した周波数を、周波数電圧変換器9を
使用してアナログ電圧信号として帰還し、偏差増
幅器10にて偏差信号を増幅し、移相器5を用い
てサイリスタ点弧角制御を行ない、電動機7に加
えられる電圧を制御するものである。
第1図aの方式は指令電圧を周波数に変換する
電圧―周波数変換器2が、第1図bの方式は周波
数を電圧に変換する周波数―電圧変換器9が必要
であり、これら両変換器はコストアツプの要因と
なる欠点があつた。
従つて、周波数帰還方式の速度制御装置は高精
度向けの特殊な用途にのみ適用され、汎用の電動
機速度制御装置は余り使用されていない。
本発明は、第1図bの従来方式を改良して、ロ
ーコストの周波数帰還方式の電動機速度制御装置
を提供することを目的としたものである。
第2図に、本発明の電動機速度制御方式の原理
を示す。
第2図において、11は電圧→電流変換器、9
0は周波数→電流変換器、100は偏差増幅器で
ある。
第1図bの方式に於て、偏差増幅器10のサミ
ングポイントについて考えると、指令信号は指令
電圧Vsを入力抵抗Rsによつて、電流信号is
変換されている。
又、フイードバツク信号は周波数信号Ffを周
波数電圧変換器によつて電圧信号Vfに変換し、
さらに抵抗Rfによつて電流信号ifに変換してい
る。
従つて、フイードバツク信号を周波数から直接
電流信号に変換して、偏差増幅器10に入力する
ことができれば回路は簡単になる。
本発明はこのような技術的根拠に基づき、周波
数電圧変換を行なわず、直接電流フイードバツク
を行ない、周波数電圧変換器に必要であつた演算
増幅器を省略することを可能にし、回路方式を簡
素化したものである。
第3図に、従来方式の周波数電圧変換器を適用
した回路の原理図を表わす。
周波数電圧変換つまりf/v変換方式には種々
の回路があり実用化されているが、その中でも安
価で簡単な回路構成で、f/v変換する方式とし
て定電荷スイツチング方式のf/v変換器があ
る。
この方式を従来の第1図bに表わす方式に適用
した例を第3図に示す。
第3図の定電荷スイツチのf/v変換の原理を
第4図に表わす。
PDはパルス分配器、AMPは演算増幅器、S1
S2は相互に交互にオン,オフを断続するスイツ
チ、Esは直流定電源、C,Csはコンデンサ、R1
は抵抗、は入力周波数、V0は出力電圧であつ
て、それぞれの符号はその数値も表わすものとす
る。
スイツチS1,S2は第5図に示すように、入力周
波数f波形の半サイクル期間、スイツチS1
ン・スイツチS2オフ、次の半サイクルの期間はス
イツチS1がオフ・スイツチS2がオンとなるように
スイツチされる。
スイツチS1・S2が同時にオンとなる期間がない
ように、t1の期間が存在するようにパルス分配器
PDは工夫されている。
スイツチS1がオンの時、コンデンサCに蓄積さ
れる電荷Qは次式で与えられる。
Q=Cs・Es ……(1式) 次の半サイクルでスイツチS1オフ、スイツチS2
オンの期間に上記電荷はコンデンサCに移され、
R1C回路によつて平均化される。
従つて、演算増幅器AMPの入力に加えられる
電流の平均値は =dQ/dt=Q/T=C/T……(2式) f=1/T ……(3式) であるから、演算増幅器AMPの入力端子に加え
られる平均電流は次式で与えられる。
=Css f ……(4式) 従つて、演算増幅器AMPの出力電圧の平均値は
次式となる。
V0=−R1 =−R1CsEsf ……(5式) すなわち、出力電圧V0は入力周波数fに比例す
ることになる。さて、第6図に、本発明の一実施
例のブロツク図を示す。
本発明は、実に、偏差増幅器100のサンプリ
ングポイントに、直接、上記平均値電流を帰還す
るのが特長で、第3図における周波数―電圧変換
器すなわちf/v変換器9を構成するための演算
増幅器OP2及び抵抗R1を省略し、偏差増幅器10
の演算増幅器OP1と兼用させることに特長があ
り、回路構成が極めて簡素となる。
第3図に於ける偏差増幅器10の出力電圧V02
は次式で与えられる。
−V02={V/R−V01/R}Rp+(V
−V/R)t/C ……(6式) Rf=Rsとすると 出力電圧V02は V02=−{R/R(Vs−V01) +t/R(Vs−V01)} =−{R/R(Vs−R1CsEs f) +t/R(Vs−R1CsEs f)} ……(7式) となる。
ここで、 Vsは指令電圧、Rs,Rf,R1,Rpは抵抗、
V01はf/V変換器9の出力電圧、Ci,Csはコ
ンデンサ容量を表わす。
次に、本発明の実施例第6図に於ける偏差増幅
器100の出力電圧V02は次式で与えられる。
V02={(V/R−Ess f)Rp +(V/R−Esst)t/C} =−{R/R(Vs−Rsss f) +t/R(Vs−Rsss f)} ……(8式) ここに、R/R(Vs−Rsss f)は比例制
御を 表わす項であり、t/R(Vs−Rsss f
は積 分制御を示す項である。
しかして、前記(7式)とこの実施例の(8
式)を対比してみれば分るように両者は全く一致
する。
このように、本発明は、周波数―電流変換器9
0の定電荷スイツチング方式を電動機速度制御ル
ープに導入することを主眼とし、定電圧電源70
の出力電圧を反転増幅器80を介して、前記周波
数―電流変換器90に入力させ、速度指令器1の
出力と前記周波数―電流変換器90の出力とを、
偏差増幅器100に入力して、電動機7の回転速
度を制御するようにしたものである。
なお、本発明は、これまでの説明から明らかな
ように、電源ドリフトをなくすようにしたことに
もその特長がある。
従つて、本発明の方式は、従来の定電荷スイツ
チ方式のf/v変換器を使用する方式と比較し
て、回路が簡単かつ経済的にもコストダウンとな
り、工業用電動制御方式として価値が十分認めら
れる。
なお、本発明は直流電動機の制御方式で示して
いるが、電力変換器及び電動機の組合せにより、
交流電動機、渦電流継手付電動機等あらゆる電動
機の速度制御に適用できることは言うまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは従来装置の略線図、第2図は本
発明の原理図、第3図は従来装置の原理解析図、
第4図はその一部説明図、第5図はそのスイツチ
動作の説明図、第6図は本発明の一実施例のブロ
ツク図である。 1……指令電圧設定器、2……V/f変換器、
3……混合器、4,10,100……偏差増幅
器、5……移相器、6……電力変換器、7……電
動機、8……パルスゼネレータ、9……f/v変
換器、11……電圧―電流変換器(V/I変換
器;抵抗)、70……定電圧電源、80……反転
増幅器、90……周波数―電流変換器(f/I変
換器)、AMP・OP1・OP2……演算増幅器、Cf
i・Cs……コンデンサ、PD……パルス分配器、
p……抵抗、S1・S2……スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 定電圧電源と、 定電圧電源からの定電圧を受けて負荷である電
    動機の速度の指令電圧を指令する指令電圧設定器
    と、 指令電圧を電流に変換する電圧―電流変換器と
    その電圧―電流変換器出力と電動機速度を負帰還
    する負帰還電流の偏差を入力し増幅する増幅器と
    から形成される偏差増幅器と、 偏差増幅器出力により電動機へ供給する電力を
    制御する手段と、 この電力を制御する手段により駆動される電動
    機と、 電動機の回転数に比例した周波数のパルス列を
    出力するパルス発生器と、 定電圧電源からの電圧を受けその電圧の極性を
    反転増幅する反転増幅器と、 パルス発生器からのパルス列の半周期のあいだ
    第1の信号を出力し次の半周期のあいだ第2の信
    号を出力するパルス分配器とその第1の信号で反
    転増幅器の出力電圧をコンデンサに充電する第1
    のスイツチと第2の信号でコンデンサに充電され
    た電荷を放電し負帰還電流とする第2のスイツチ
    とからなる周波数―電流変換器と、 とから構成されることを特徴とする電動機速度制
    御装置。
JP1885080A 1980-02-18 1980-02-18 Speed control device for motor Granted JPS56115188A (en)

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