JPS6212756B2 - - Google Patents
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- JPS6212756B2 JPS6212756B2 JP51132173A JP13217376A JPS6212756B2 JP S6212756 B2 JPS6212756 B2 JP S6212756B2 JP 51132173 A JP51132173 A JP 51132173A JP 13217376 A JP13217376 A JP 13217376A JP S6212756 B2 JPS6212756 B2 JP S6212756B2
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無整流子電動機において、速度調節
器の出力極性を判別し、その判別信号に基づき、
正または逆トルク指令、即ち設定制御進み角γ０
を例えば０゜あるいは180゜に推移させるγ０設
定指令を出力し、電動及び回生の２象限領域を切
換える可逆トルク供給装置に関し、トルク方向を
正確に指示しかつ正、逆トルク切換のむだ時間を
極力少なくして電動、回生の切換えを円滑に効率
よく行うとともに、装置の簡素化を図り、信頼性
の向上、安定度の増大をめざすものである。
器の出力極性を判別し、その判別信号に基づき、
正または逆トルク指令、即ち設定制御進み角γ０
を例えば０゜あるいは180゜に推移させるγ０設
定指令を出力し、電動及び回生の２象限領域を切
換える可逆トルク供給装置に関し、トルク方向を
正確に指示しかつ正、逆トルク切換のむだ時間を
極力少なくして電動、回生の切換えを円滑に効率
よく行うとともに、装置の簡素化を図り、信頼性
の向上、安定度の増大をめざすものである。
以下図示する実施例にもとづき本発明を具体的
に説明する。なお実施例は交流方式の無整流子電
動機について例示する。
に説明する。なお実施例は交流方式の無整流子電
動機について例示する。
第１図は交流無整流子電動機の制御回路図で、
電流マイナループ付速度制御系であるα制御系
と、回転界磁極の位置にもとづき該当サイリスタ
を点弧し回転を継続させるγ制御系から構成され
る。即ち、α制御系は、速度指令器１、この速度
指令器１のの指令値と速度帰還信号との差を増
幅・調整する速度調節器２、調節器２の出力と電
流帰還信号との差を増幅・調整する電流調節器
３、電動・回生切換時の突入電流、異常電流を防
ぐための位相しぼり回路４、移相器５からなり、
γ制御系は、速度調節器２の出力極性と、電機子
電流を入力とし、γ０を電動あるいは回生時の値
に設定するべく正・逆トルク指令及び切換時の位
相しぼり信号を出力する可逆トルク供給装置１
０、位置検出器６からの位置信号を組合せ、かつ
先のトルク方向指令も含めて論理演算を行なうγ
論理回路７、このγ信号へさらに交流方式である
のでα制御系移相器５からのα信号を重畳、18個
のサイリスタへゲートパルス信号を供給する、
α・γ合成論理回路８から構成される。他に、
正、逆トルク指令により励起され、速度調節器出
力の極性に拘らず電流指令を正値とするための
正、逆トルク用リレーＦ１１，Ｒ１２及び符号反
転器１３、周波数を入力としてアナログ電圧を出
力とする可逆Ｆ―Ｖコンバータ１４、この場合位
置信号を入力とし、アナログの速度信号を取り出
す、を備えている。すなわち、正転の定常運転時
は、速度調整器２の出力は負であり、可逆トルク
供給装置１０の出力は正トルク指令で、リレーＦ
１１が励磁、接点１１ａが閉路、電流マイナルー
プ付速度制御系を形成し指令速度に対応するα信
号をα―γ合成論理回路８へ与え、一方上記正ト
ルク指令、速度信号によりγ０を設定、位置信号
を論理演算し、γ信号を得、α信号と組合せ、最
終的にサイリスタ・ゲートパルス信号を得てい
る。
電流マイナループ付速度制御系であるα制御系
と、回転界磁極の位置にもとづき該当サイリスタ
を点弧し回転を継続させるγ制御系から構成され
る。即ち、α制御系は、速度指令器１、この速度
指令器１のの指令値と速度帰還信号との差を増
幅・調整する速度調節器２、調節器２の出力と電
流帰還信号との差を増幅・調整する電流調節器
３、電動・回生切換時の突入電流、異常電流を防
ぐための位相しぼり回路４、移相器５からなり、
γ制御系は、速度調節器２の出力極性と、電機子
電流を入力とし、γ０を電動あるいは回生時の値
に設定するべく正・逆トルク指令及び切換時の位
相しぼり信号を出力する可逆トルク供給装置１
０、位置検出器６からの位置信号を組合せ、かつ
先のトルク方向指令も含めて論理演算を行なうγ
論理回路７、このγ信号へさらに交流方式である
のでα制御系移相器５からのα信号を重畳、18個
のサイリスタへゲートパルス信号を供給する、
α・γ合成論理回路８から構成される。他に、
正、逆トルク指令により励起され、速度調節器出
力の極性に拘らず電流指令を正値とするための
正、逆トルク用リレーＦ１１，Ｒ１２及び符号反
転器１３、周波数を入力としてアナログ電圧を出
力とする可逆Ｆ―Ｖコンバータ１４、この場合位
置信号を入力とし、アナログの速度信号を取り出
す、を備えている。すなわち、正転の定常運転時
は、速度調整器２の出力は負であり、可逆トルク
供給装置１０の出力は正トルク指令で、リレーＦ
１１が励磁、接点１１ａが閉路、電流マイナルー
プ付速度制御系を形成し指令速度に対応するα信
号をα―γ合成論理回路８へ与え、一方上記正ト
ルク指令、速度信号によりγ０を設定、位置信号
を論理演算し、γ信号を得、α信号と組合せ、最
終的にサイリスタ・ゲートパルス信号を得てい
る。
第２図に本発明に係る可逆トルク供給装置１０
の具体的な詳細回路図、第３図にその動作を説明
するためのタイム・チヤートを示す。以下、停止
状態から駆動、そして回生へとその動作、構成を
説明する。
の具体的な詳細回路図、第３図にその動作を説明
するためのタイム・チヤートを示す。以下、停止
状態から駆動、そして回生へとその動作、構成を
説明する。
停止状態では、速度調節器２の出力は零、比較
器２１は零Ｖクランプ、従つてANDF，２２Ｆ，
ANDR２２Ｒの出力、すなわち正トルク指令、逆
トルク指令は共に０、オン・デイレクタイマーＴ
F２３Ｆ，ＴR２３Ｒの出力は、NOTF２４Ｆ，
NOTR２４Ｒを介しているので、共に１、言い換
えればANDF２２Ｆ，ANDR２２Ｒの入力の一方
は１である。第３図ではT1までを示す。
器２１は零Ｖクランプ、従つてANDF，２２Ｆ，
ANDR２２Ｒの出力、すなわち正トルク指令、逆
トルク指令は共に０、オン・デイレクタイマーＴ
F２３Ｆ，ＴR２３Ｒの出力は、NOTF２４Ｆ，
NOTR２４Ｒを介しているので、共に１、言い換
えればANDF２２Ｆ，ANDR２２Ｒの入力の一方
は１である。第３図ではT1までを示す。
正転の速度指令が入るとt1、速度調節器２の出
力は直ちに負の飽和値に達し、比較器２１は作動
し、出力は１，ORF２５Ｆを介しANDF２２Ｆの
もう一方の入力も１となり、ANDF２２Ｆの出力
は０から１へ反転する。即ち、正トルク指令が生
成される。この結果、NOTF２４Ｆの出力は１か
ら０へ反転、同時にＴF２３ＦもOFF、すなわ
ち、出力は０、ANDRの入力の一方が必ず０にな
り、その出力、すなわち逆トルク指令が絶体に１
にならないようにしている。またAND0２６も入
力の一方、NOTF２４Ｆの出力、が０でありその
出力、位相しぼり信号は０となる。この状態は始
動電流が流れるt2まで続く。
力は直ちに負の飽和値に達し、比較器２１は作動
し、出力は１，ORF２５Ｆを介しANDF２２Ｆの
もう一方の入力も１となり、ANDF２２Ｆの出力
は０から１へ反転する。即ち、正トルク指令が生
成される。この結果、NOTF２４Ｆの出力は１か
ら０へ反転、同時にＴF２３ＦもOFF、すなわ
ち、出力は０、ANDRの入力の一方が必ず０にな
り、その出力、すなわち逆トルク指令が絶体に１
にならないようにしている。またAND0２６も入
力の一方、NOTF２４Ｆの出力、が０でありその
出力、位相しぼり信号は０となる。この状態は始
動電流が流れるt2まで続く。
正トルク指令が生成されリレーＦ１１が励磁す
ると接点１１ａが閉路、電流マイナループへ指令
が入り速度制御系が形成されるt1。若干のタイム
ラグの後t2、電動機は電流調節器３にて定まる許
容の最大電流（始動電流）が流れ、電動機は回転
し始める。即ち、可逆トルク供給装置１０への電
流信号は１となり、ORF２５Ｆ，ORR２５Ｒの片
一方への入力は１，ORF２５Ｆの出力は１のまま
であるが、ORR２５Ｒの出力は０より１へと反転
する。電動機は最大の始動電流で加速を続け、t3
時点で指令速度に達すると、速度調節器２の出力
は飽和から解除され、また電動機電流も減少し負
荷に応じた値に落ち着く。
ると接点１１ａが閉路、電流マイナループへ指令
が入り速度制御系が形成されるt1。若干のタイム
ラグの後t2、電動機は電流調節器３にて定まる許
容の最大電流（始動電流）が流れ、電動機は回転
し始める。即ち、可逆トルク供給装置１０への電
流信号は１となり、ORF２５Ｆ，ORR２５Ｒの片
一方への入力は１，ORF２５Ｆの出力は１のまま
であるが、ORR２５Ｒの出力は０より１へと反転
する。電動機は最大の始動電流で加速を続け、t3
時点で指令速度に達すると、速度調節器２の出力
は飽和から解除され、また電動機電流も減少し負
荷に応じた値に落ち着く。
次に、電動機に回生制動をかけ停止させる場合
について述べる。t4時点で速度指令器１の指令を
０にするものとする。即ち、t4時速度調節器２の
出力は正の最大値に反転し、比較器２１の出力は
逆に正から負に切換り、論理出力は０になる。
ORF２５Ｆ，ORR２５Ｒの比較器２１側入力は
夫々１から０、あるいは逆に０から１へと切換る
が、電流信号は１のままで、これらの出力は１を
維持し、トルク指令は先の状態、即ち、正トルク
指令が１、逆トルク脂令、位相しぼり信号ともに
０、のままである。電動機電流は、電流マイナル
ープの指令が正より負に反転し、急速に減衰を始
めやがては零になる（t5）。もちろん、このとき
の電流調節器３出力即ち移相器５入力は必ずしも
零とはならずPII定数および電気機械系定数（特
に負荷）で定まる適宜値となる。即ち、電動機電
流が零になるのとα位相との間には直接の関係は
なく、移相器５入力が零となりα位相をキツクパ
ルス位置とすることは期待できなく、このままの
状態でγ０を反転させ駆動から回生へ切換えた場
合、電動機逆起電力をエネルギー源とする回生電
流が流れ、このとき電源側の対抗する電圧は存在
しなく、非常な過大電流が流れる。この過大電流
を防ぐために、α位相を人為的にキツクパルス位
置の最深部（155゜程度）に推移させ、γ０を反
転させた際の逆起電力に対抗させようとするもの
で、以下の位相しぼり回路４がこの役目を果た
す。即ち、t5で電流信号が１から０に切換り、
ORF２５Ｆの出力も、１から０、従つてANDF２
２Ｆも１から０、即ち、正トルク指令がなくな
り、逆にNOTF２４Ｆが０から１へ、AND0２６
の入力は共に１となり、AND0２６の出力は１、
位相しぼり信号を出力し、α位相をキツクパルス
位置に推移させる。位相しぼりはγ０切換え時の
突入電流を抑制するため電動機逆起電力に対し電
源電圧を高くするものであり、α位相を限度一
杯、ほとんど155゜近くまで絞り回生預域深くへ
設定して行なう。位相しぼり信号の時限ｔはα位
相をキツクパルス位置まで推移させるに十分な時
間であればよい。この場合、時限ｔはオン・デイ
レイ・タイマーＴF２３Ｆの時間遅れで決定され
る。即ち、tmsec.後のt6時点でタイマーＴF２３
Ｆが０から１に切換りANDR２２Ｒの双方の入力
が共に１、従つて出力が反転し１になり、逆トル
ク指令を出す。と同時にNOTR２４Ｒを介し
AND0２６の入力の一方が１から０へ切換り、
AND0２６の出力は０、即ち位相しぼり信号が解
除され、α制御機能が復活、電動機回転エネルギ
ーの回生が開始される。
について述べる。t4時点で速度指令器１の指令を
０にするものとする。即ち、t4時速度調節器２の
出力は正の最大値に反転し、比較器２１の出力は
逆に正から負に切換り、論理出力は０になる。
ORF２５Ｆ，ORR２５Ｒの比較器２１側入力は
夫々１から０、あるいは逆に０から１へと切換る
が、電流信号は１のままで、これらの出力は１を
維持し、トルク指令は先の状態、即ち、正トルク
指令が１、逆トルク脂令、位相しぼり信号ともに
０、のままである。電動機電流は、電流マイナル
ープの指令が正より負に反転し、急速に減衰を始
めやがては零になる（t5）。もちろん、このとき
の電流調節器３出力即ち移相器５入力は必ずしも
零とはならずPII定数および電気機械系定数（特
に負荷）で定まる適宜値となる。即ち、電動機電
流が零になるのとα位相との間には直接の関係は
なく、移相器５入力が零となりα位相をキツクパ
ルス位置とすることは期待できなく、このままの
状態でγ０を反転させ駆動から回生へ切換えた場
合、電動機逆起電力をエネルギー源とする回生電
流が流れ、このとき電源側の対抗する電圧は存在
しなく、非常な過大電流が流れる。この過大電流
を防ぐために、α位相を人為的にキツクパルス位
置の最深部（155゜程度）に推移させ、γ０を反
転させた際の逆起電力に対抗させようとするもの
で、以下の位相しぼり回路４がこの役目を果た
す。即ち、t5で電流信号が１から０に切換り、
ORF２５Ｆの出力も、１から０、従つてANDF２
２Ｆも１から０、即ち、正トルク指令がなくな
り、逆にNOTF２４Ｆが０から１へ、AND0２６
の入力は共に１となり、AND0２６の出力は１、
位相しぼり信号を出力し、α位相をキツクパルス
位置に推移させる。位相しぼりはγ０切換え時の
突入電流を抑制するため電動機逆起電力に対し電
源電圧を高くするものであり、α位相を限度一
杯、ほとんど155゜近くまで絞り回生預域深くへ
設定して行なう。位相しぼり信号の時限ｔはα位
相をキツクパルス位置まで推移させるに十分な時
間であればよい。この場合、時限ｔはオン・デイ
レイ・タイマーＴF２３Ｆの時間遅れで決定され
る。即ち、tmsec.後のt6時点でタイマーＴF２３
Ｆが０から１に切換りANDR２２Ｒの双方の入力
が共に１、従つて出力が反転し１になり、逆トル
ク指令を出す。と同時にNOTR２４Ｒを介し
AND0２６の入力の一方が１から０へ切換り、
AND0２６の出力は０、即ち位相しぼり信号が解
除され、α制御機能が復活、電動機回転エネルギ
ーの回生が開始される。
なお、第３図のタイムチヤートにおいて、t4〜
t5間の時限、t5〜t6間の位相しぼり推移時限ｔは
比較的長くとつているが、実際には極めて短く
1msec.とか2msec.のオーダであり、この間に働
く制動力は僅かであり、また流れる電流もt6以降
の制動電流に比し小さく、t4〜t5間の電流低下、
t5前後の電流有、無に起因する電動機速度の変化
は殆んど無視できる。
t5間の時限、t5〜t6間の位相しぼり推移時限ｔは
比較的長くとつているが、実際には極めて短く
1msec.とか2msec.のオーダであり、この間に働
く制動力は僅かであり、また流れる電流もt6以降
の制動電流に比し小さく、t4〜t5間の電流低下、
t5前後の電流有、無に起因する電動機速度の変化
は殆んど無視できる。
以上で、始動から定常運転、回生までの一連の
動作を第２図示する実施例にもとづき説明した
が、上記例は速応性などにシビヤな特性を要求さ
れたときのもので、応答や切換むだ時間をそれ程
問題にしない場合は、速度調節器２に十分なダン
ピングをかけ、かつオン・デイレイ・タイマーＴ
F２３Ｆ，ＴR２３Ｒの時間遅れを少し遅らし位相
しぼりの時限ｔを多少長くすれば、電流信号、従
つてORF２５Ｆ，ORR２５Ｒは不要である。ま
た、このOR２５に代え、電流信号を記憶条件と
しその信号がある間は先の入力信号を記憶し出力
信号を固定する、また零のときは記憶機能を有せ
ず単に入出力を対応させるようにした、メモリを
用いても何ら差支えない。
動作を第２図示する実施例にもとづき説明した
が、上記例は速応性などにシビヤな特性を要求さ
れたときのもので、応答や切換むだ時間をそれ程
問題にしない場合は、速度調節器２に十分なダン
ピングをかけ、かつオン・デイレイ・タイマーＴ
F２３Ｆ，ＴR２３Ｒの時間遅れを少し遅らし位相
しぼりの時限ｔを多少長くすれば、電流信号、従
つてORF２５Ｆ，ORR２５Ｒは不要である。ま
た、このOR２５に代え、電流信号を記憶条件と
しその信号がある間は先の入力信号を記憶し出力
信号を固定する、また零のときは記憶機能を有せ
ず単に入出力を対応させるようにした、メモリを
用いても何ら差支えない。
なお、比較器２１を図のように幅をもたせたヒ
ステリシス特性のものにしたのは次の理由によ
る。即ち、実施例のように速度帰還信号Nfを可
逆Ｆ―Ｖコンバータ１４により検出する場合、帰
還信号Nfはリツプルを含み、従つて、速度調節
器２の出力にもリツプルが表れ、とくに軽負荷時
では、周期的に極性が反転することも考えられ、
その場合一般の比較器であれば上記極性反転をそ
の都度拾い、正、逆トルク指令を共に０、位相し
ぼりを行ない周期的に電流制御系を非線形とし系
全体を不安定にする。このため、速度調節器２を
オーバーダンピングに調整、調節器２の出力（電
流指令）を平滑化し極性の反転を防いでいるが、
反面系の応答が犠牲になり速応性が低下する。
ステリシス特性のものにしたのは次の理由によ
る。即ち、実施例のように速度帰還信号Nfを可
逆Ｆ―Ｖコンバータ１４により検出する場合、帰
還信号Nfはリツプルを含み、従つて、速度調節
器２の出力にもリツプルが表れ、とくに軽負荷時
では、周期的に極性が反転することも考えられ、
その場合一般の比較器であれば上記極性反転をそ
の都度拾い、正、逆トルク指令を共に０、位相し
ぼりを行ない周期的に電流制御系を非線形とし系
全体を不安定にする。このため、速度調節器２を
オーバーダンピングに調整、調節器２の出力（電
流指令）を平滑化し極性の反転を防いでいるが、
反面系の応答が犠牲になり速応性が低下する。
ところが、実施例のように比較器２１に幅を持
たせておき、速度調節器２の出力にリツプルが含
まれ周期的に極性が切換つても、比較器２１が作
動しないようにすれば、速応性を犠牲にすること
なく安定性を維持できる。
たせておき、速度調節器２の出力にリツプルが含
まれ周期的に極性が切換つても、比較器２１が作
動しないようにすれば、速応性を犠牲にすること
なく安定性を維持できる。
以上述べたように、本発明は無整流子電動機に
あつて正、逆のトルク指令が独立して得られ、か
つ指令、負荷などの急変に際しても定常、過渡状
態を問わず、トルク方向の正確な指令、即ち、随
時に可逆トルクを供給するようにし、また正、逆
トルク指令の切換時むだ時間を設け安全、確実に
切換えを行ない得るようにし、さらに回路構成も
極めて簡素化されるという数々の優れた特徴を有
する。
あつて正、逆のトルク指令が独立して得られ、か
つ指令、負荷などの急変に際しても定常、過渡状
態を問わず、トルク方向の正確な指令、即ち、随
時に可逆トルクを供給するようにし、また正、逆
トルク指令の切換時むだ時間を設け安全、確実に
切換えを行ない得るようにし、さらに回路構成も
極めて簡素化されるという数々の優れた特徴を有
する。
第１図は本発明の適用例である、交流無整流子
電動機の制御回路図、第２図は本発明実施例の回
路構成図、第３図はその動作を説明するためのタ
イムチヤートである。 ２……速度調節器、１０……トルク方向切換回
路、２１……比較器、２２……正、逆トルク指令
用のAND要素、２３……限時要素、２４……
NOT素子、２５……OR素子、２６……位相しぼ
り信号用のAND要素。
電動機の制御回路図、第２図は本発明実施例の回
路構成図、第３図はその動作を説明するためのタ
イムチヤートである。 ２……速度調節器、１０……トルク方向切換回
路、２１……比較器、２２……正、逆トルク指令
用のAND要素、２３……限時要素、２４……
NOT素子、２５……OR素子、２６……位相しぼ
り信号用のAND要素。
Claims (1)
- １ 無整流子電動機において、速度調節器の出力
極性を判別し、１，０の論理信号に変換する比較
器、この比較器の出力及び反転出力の夫々に電流
信号をOR条件で重畳する２組のOR要素、これら
OR要素の各出力を入力の一方とし、他方の入力
を逆トルク指令の、あるいは正トルク指令の、各
NOT要素、限時要素を経た信号とし、正トルク
あるいは逆トルクを出力する正トルク用、逆トル
ク用の各AND要素、正トルク、逆トルクの各指
令のNOT要素を介した信号のAND演算を行い位
相しぼり信号を出力するAND要素、を備えてな
る無整流子電動機の可逆トルク供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13217376A JPS5355729A (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Torque direction switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13217376A JPS5355729A (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Torque direction switching circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5355729A JPS5355729A (en) | 1978-05-20 |
| JPS6212756B2 true JPS6212756B2 (ja) | 1987-03-20 |
Family
ID=15075069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13217376A Granted JPS5355729A (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Torque direction switching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5355729A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5019726A (ja) * | 1973-06-04 | 1975-03-01 | ||
| JPS5031347A (ja) * | 1973-07-23 | 1975-03-27 |
-
1976
- 1976-11-01 JP JP13217376A patent/JPS5355729A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5019726A (ja) * | 1973-06-04 | 1975-03-01 | ||
| JPS5031347A (ja) * | 1973-07-23 | 1975-03-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5355729A (en) | 1978-05-20 |
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