JPS62144584A - 直流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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は直流電動機の速度制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 第２図にこの種の速度制御装置の従来例を示す。

直流電動機１に機械的に連結している周波数発電機２か
ら得られる周波数信号ｆは１周波数電圧変換器３によっ
て周波数に比例した電圧値Ｅｆに変換される。誤差電圧
増幅器４はこの電圧Ｅｆと設定基準電圧ＥＲＥＦとの差
電圧ΔＥ：ＥＲＥ　Ｆ　−Ｅｆを増幅する。電動機駆動
回路５がこの差電圧へ〇に比例した電力を電動機１に供
給することにより、電動機１は負荷変動にかかわりなく
基準電圧ＥＲＥ　Ｆに比例した定速度運転をする。

即ち、電動機１の回転数をＮ（回数７秒）、周波数発電
機２の発生パルス数をｎ（パルス／回転）９周波数電圧
変換器３の変換係数をＫ（Ｖ／１ｌｚ）とすると、Ｅｆ
＝に−ｆ　　　　　　　　　　　　・・・・・・（１）
ｆ＝ｎ−Ｎ　　　　　　　　　　　　・・・・・・（２
）が成立する。また、Ｅｆ＝ＥＲＥ　Ｆとなるように制
御されるので、 Ｎ＝□・ＥＲＥＦ　　　　　　　　・・・・・・（３）
ｎ−に となる。Ｋ、ｎは定数であるので、電動機の回転数Ｎは
基準電圧ＥＲＥ　Ｆに比例する。

（ハ）発明の解決しようとする問題点 ところで、近年ロボット技術の進歩に伴い、目標回転数
をコンピュータにより、細かく制御する必要が生じてき
ている。このような場合、一般に考えられるのは、上記
（３）式の基準電圧ＨＲＥ　Ｆを第３図に示すようにコ
ンピュータ６に接続されたＤ／Ａ変換器７により変化さ
せる方法である。

しかしながら、この方法ではアナログ要素（ＩＥＲＥＦ
）を変えるため、系の安定性が悪くなったり、微少電圧
の取り扱いが困難なため回転数の可変範囲が狭い等の問
題がある。

即ち、基準電圧ＥＲＥ　Ｆを広範囲に変えた場合、周波
数電圧変換器３の入力周波数ｆも広範囲にわたって変化
することになるが、周波数電圧変換器３の周波数−電圧
特性即ち入出力応答を広範囲の入力にわたって一定に保
つことは困難である。このことは誤差電圧増幅器４につ
いても言える。この結果、目標回転数の取り方によって
は、制御精度や系の安定性が低下する等の問題点があっ
た。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、目標回転数を広範囲に変化させても常に高精
度かつ安定した制御特性が得られる直流電動機の速度制
御装置を提供することを目的とし、周波数電圧変換器に
入力する周波数信号を可変に分周する可変分周器を設け
、その分周比を変えることにより直流電動機の目標回転
数を変え、速度制御を行なうようにしたものである。

（ホ）作用 直流電動機の速度制御装置を上記のように構成すること
により、直流電動機が目標回転数に制御されている定常
状態では、周波数電圧変換器に入力する周波数は常に一
定の値になる。これは誤差電圧増幅器に入力する電圧に
ついても言える。この結果、これらのアナログ回路を常
に一定入方前後で動作させることができ、この入力範囲
における回路特性を最適状態に設計して、制御系を高精
度かつ安定した状態に保つことができる。

（へ）実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る直流電動機の速度制御
装置の構成図を示したものである。図中、第２図と同一
符号は同一または相当部分を示し、第２図の構成と異な
る点は、基準電圧ＥＲＥＦを一定値に固定する一方、周
波数発電機２と周波数電圧変換器３の間に可変分周器８
を設け、その分周比■をコンピュータ６により設定する
ようにした点である。

この構成で、周波数発電機２の出力信号ｆは、分周比が
コンピュータ制御可能な可変分周器８によりｍ分周され
、その出力信号ｆ’　（ｆ’　＝ｆ／ｍ）が周波数電圧
変換器３に加えられる。この系において。

電動機の回転数Ｎ（回数７秒）は前記（３）式よりとな
る。

ココテ、ｎ：周波数発電機の発生パルス数（パルス／回
路）、Ｋ：周波数電圧変換器の変換係数（Ｖ／Ｈｚ）、
ＥＲＥＦ：基準電圧（Ｖ）である。

この式から明らかなように、電動機回転数Ｎは分周比■
に比例することが判る。例えば、ｎ　＝　１０００（パ
ルス／回転）とし、　［ＥＲＥ　Ｆ／ｎ・に＝　１／１
０とすると、ｍ＝１のとき　　Ｎ＝１／１０、ｆ＝１０
０、　　ｆ’　＝ｌＯＯｍ−１０のとき　　Ｎ＝１．　
　　ｆ＝ｌｏ００．　　ｆ’＝ｌｏ。

ｍ＝１００のとき　Ｎ＝１０、　ｆ＝１０，０００、ｆ
’　＝１００ｍ＝１０００のとき　Ｎ＝１００、　ｆ＝
１０，０００、ｆ’　＝１００となり、分周比ｍを１〜
１０００に変化することにより。

電動機１の回転数Ｎを１／ｌＯ回数／秒〜１００回数／
秒の広い範囲にわたり速度制御することが可能となる。

このとき、周波数電圧変換器３への入力となる周波数ｆ
′は常に一定範囲の値となるため、アナログ系を最適に
設計することができ、その結果、広範囲にわたっての速
度制御を安定に行なえる。

即ち、今、電動機１の回転数がある目標回転数に制御さ
れて定常状態にあるものとする。この状態でコンピュー
タ６が目標回転数を変えるため。

可変分周器８の分周比ｍを変えると、周波数電圧変換器
３への入力周波数ｆ′が変化する。これにより、その出
力電圧つまり誤差電圧幅増器４への一方の入力端子ＥＦ
が変化する。このとき、誤差電圧増幅器４への他方の入
力となる基準電圧ＥＲＥＦは固定のため、差電圧△Ｅが
生じる。これが電動機駆動回路５に入力することにより
、電動機１の回転数を差電圧ΔＥが無くなる方向に増減
する。これにより、周波数発電機２から発生する周波数
ｆが変化し、ｆ′を元の周波数ｆ’　＝１００に戻す。

このことから明らかなように、周波数電圧変換器３への
入力周波数ｆ′は目標値をどのように変化させようとも
常に一定値（ｆ’　＝１００）を中心に変動するだけで
、従来のような広範囲な変化がないため、周波数電圧変
換器３の特性をその久方変化範囲で良好なものに設計す
ることが容易にできる。このことは、誤差電圧増幅器４
についても同様に言える。

これにより、広範囲な目標回転数にわたって、電動機１
の回転数を精度良く安定に制御することができる。この
場合、周波数発電機２の発生パルス数ｎ（パルス／回転
）を多くすることにより、速度制御のきざみ巾を細かく
する事が可能となる。なお。

周波数発電機２の代りにパルス／回転等の周波数信号発
生器が使用できる。

（ト）発明の詳細 な説明したように本発明によれば、直流電動機の回転数
に応じた周波数信号をフィードバックして電動機の速度
制御を行なう系において１周波数倍号発生器からの周波
数信号を可変分周器によって分周するようにしたので、
周波数電圧変換器への入力周波数を一定範囲の値にして
広範囲の速度制御を行なうことができ、アナログ系の最
適設計を可能とし、広範囲にわたる速度制御を安定かつ
高精度に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る可変速度制御装置の構
成図、第２図は従来の速度制御装置の構成図、第３図は
第１図を改良した可変速度制御装置の構成図である。 １・・・直流電動機、２・・・周波数発電機、３・・・
周波数電圧変換器、４・・・誤差電圧増幅器、５・・・
電動機駆動回路、６・・・コンピュータ、７・・・Ｄ／
Ａ変換器、８・・・可変分周器。 代理人　弁理士　　紋　１）　誠 第７図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電動機の回転数に応じた周波数の信号を発生する周
   波数信号発生器と、その周波数信号を分周する可変分周
   器と、この可変分周器から出力される周波数信号を電圧
   に変換する周波数電圧変換器と、この周波数電圧変換器
   の出力電圧を一定の基準電圧と比較しその差電圧を取り
   出す比較器と、この比較器の出力に比例した電力を前記
   直流電動機に供給する駆動回路とを備え、前記可変分周
   器の分周比を変えることにより、直流電動機の目標回転
   数を多段に制御することを特徴とする直流電動機の速度
   制御装置。