JPS6260919B2 - - Google Patents
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- JPS6260919B2 JPS6260919B2 JP56006511A JP651181A JPS6260919B2 JP S6260919 B2 JPS6260919 B2 JP S6260919B2 JP 56006511 A JP56006511 A JP 56006511A JP 651181 A JP651181 A JP 651181A JP S6260919 B2 JPS6260919 B2 JP S6260919B2
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- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
- H02P5/50—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another by comparing electrical values representing the speeds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転軸を機械的に結合された複数台の
直流電動機を、一台のサイリスタレオナード装置
で上記直流電動機群を可変速制御する直流電動機
の並列運転制御装置に関するものである。
直流電動機を、一台のサイリスタレオナード装置
で上記直流電動機群を可変速制御する直流電動機
の並列運転制御装置に関するものである。
従来回転軸を機械的に結合し一つの負荷を駆動
する複数台の直流電動機を、一台のサイリスタレ
オナード装置で可変制御する場合、各直流電動機
の特性バラツキに基因する負荷分担のバラツキを
補償する方法として、各直流電動機の電機子回路
に直列にバランス抵抗器を接続する事を行つてい
る。その一例を直流電動機2台並列運転の場合に
ついて第1図で説明すると、回転軸を機械的に結
合された直流電動機1a及び1bの各一端は共に
サイリスタレオナード装置の電力変換器2の直流
出力端子の一端に、又上記直流電動機1a及び1
bの他の一端はそれぞれバランス抵抗器3a又は
3bを介して電力変換器2の直流出力端子の他端
に共に接続され、さらにこの電力変換器2の交流
入力端子は交流電源4に変流器5を経由して接続
されている。そして直流電動機1a及び1bの可
変速制御は、速度設定器6の設定値と直流電動機
1a又は1bに結合された回転速度検出器7の出
力値の偏差を速度制御アンプ8で演算増幅し、こ
の速度制御アンプ8の出力を変流器5により検出
した電力変換器2の交流入力電流を電流検出器9
で電力変換器2の直流出力電流に比例した値に変
換検出した値と比較しその偏差値を電流制御アン
プ10により演算増幅し、この電流制御アンプ1
0の出力信号で位相制御回路11の出力パルス位
相を制御し、この出力パルス信号で電力変換器2
を構成するサイリスタ群を点弧して電力変換器2
の出力電圧を制御して直流電動機1a及び1bの
電機子電圧を可変して行つている。一方直流電動
機の分巻界磁巻線には、直流電動機1aの分巻界
磁巻線12aの界磁電流iaは界磁電流設定器1
3aの設定値と界磁電流検出器14aの検出値を
比較しその偏差を電流制御回路15aにより演算
制御し電力増幅器16aの出力電流を制御して、
この電力増幅器の出力電流を供給している。又直
流電動機1bの分巻界磁巻線12bの界磁電流i
bも同様に他の界磁電流設定器13bの設定値と
界磁電流検出器14bの検出値を比較しその偏差
を電流制御回路15bにより演算制御し電力増幅
器16bの出力電流を制御して、この電力増幅器
の出力電流を供給している。界磁電流の設定値は
直流電動機の界磁特性のバラツキを補償する必要
があり第1図の様に直流電圧VBを各電動機の界
磁電流設定器13a又は13bの調整抵抗器によ
り調整している。第2図は直流電動機の界磁電流
iと界磁束φの特性を示すもので、直流電動機1
aの特性曲線をφa、直流電動機1bの特性曲線
をφbとすると、第1図の各電動機の界磁電流の
設定値は、一般に各直流電動機が定格回転速度で
定格トルクを出力する場合各電機子電流の値が共
に定格電流値に等しくなる界磁束φrとする。従
つて直流電動機1aの界磁電流の設定値iarと直
流電動機1bの界磁電流の設定値ibrは通常一致
しない。
する複数台の直流電動機を、一台のサイリスタレ
オナード装置で可変制御する場合、各直流電動機
の特性バラツキに基因する負荷分担のバラツキを
補償する方法として、各直流電動機の電機子回路
に直列にバランス抵抗器を接続する事を行つてい
る。その一例を直流電動機2台並列運転の場合に
ついて第1図で説明すると、回転軸を機械的に結
合された直流電動機1a及び1bの各一端は共に
サイリスタレオナード装置の電力変換器2の直流
出力端子の一端に、又上記直流電動機1a及び1
bの他の一端はそれぞれバランス抵抗器3a又は
3bを介して電力変換器2の直流出力端子の他端
に共に接続され、さらにこの電力変換器2の交流
入力端子は交流電源4に変流器5を経由して接続
されている。そして直流電動機1a及び1bの可
変速制御は、速度設定器6の設定値と直流電動機
1a又は1bに結合された回転速度検出器7の出
力値の偏差を速度制御アンプ8で演算増幅し、こ
の速度制御アンプ8の出力を変流器5により検出
した電力変換器2の交流入力電流を電流検出器9
で電力変換器2の直流出力電流に比例した値に変
換検出した値と比較しその偏差値を電流制御アン
プ10により演算増幅し、この電流制御アンプ1
0の出力信号で位相制御回路11の出力パルス位
相を制御し、この出力パルス信号で電力変換器2
を構成するサイリスタ群を点弧して電力変換器2
の出力電圧を制御して直流電動機1a及び1bの
電機子電圧を可変して行つている。一方直流電動
機の分巻界磁巻線には、直流電動機1aの分巻界
磁巻線12aの界磁電流iaは界磁電流設定器1
3aの設定値と界磁電流検出器14aの検出値を
比較しその偏差を電流制御回路15aにより演算
制御し電力増幅器16aの出力電流を制御して、
この電力増幅器の出力電流を供給している。又直
流電動機1bの分巻界磁巻線12bの界磁電流i
bも同様に他の界磁電流設定器13bの設定値と
界磁電流検出器14bの検出値を比較しその偏差
を電流制御回路15bにより演算制御し電力増幅
器16bの出力電流を制御して、この電力増幅器
の出力電流を供給している。界磁電流の設定値は
直流電動機の界磁特性のバラツキを補償する必要
があり第1図の様に直流電圧VBを各電動機の界
磁電流設定器13a又は13bの調整抵抗器によ
り調整している。第2図は直流電動機の界磁電流
iと界磁束φの特性を示すもので、直流電動機1
aの特性曲線をφa、直流電動機1bの特性曲線
をφbとすると、第1図の各電動機の界磁電流の
設定値は、一般に各直流電動機が定格回転速度で
定格トルクを出力する場合各電機子電流の値が共
に定格電流値に等しくなる界磁束φrとする。従
つて直流電動機1aの界磁電流の設定値iarと直
流電動機1bの界磁電流の設定値ibrは通常一致
しない。
第1図に示したバランス抵抗器による負荷分担
のバラツキ補償を行う従来の直流電動機の並列運
転制御装置では、例えば直流電動機1aの負荷分
担がある運転速度で1bの分担より大きくなると
1aの電機子巻線と直列に接続されたバランス抵
抗器3aの電圧降下が大となり1aの電機子電流
子電流を減らす様に作用し両直流電動機の負荷分
担アンバランスを少なくする。このアンバランス
分の程度は各直流電動機の特性のバラツキとおの
おのの直流電動機の電機子回路に直列接続された
バランス抵抗器の抵抗値に依存しており、バラン
ス抵抗器の抵抗値が大きいほど負荷分担のアンバ
ランスは少なくなる。いずれにしろこの従来の装
置ではバランス抵抗器により回路電力の一部を駆
動トルクとはならない熱損失を消費し装置の効率
を大きく悪くする欠点を有している。
のバラツキ補償を行う従来の直流電動機の並列運
転制御装置では、例えば直流電動機1aの負荷分
担がある運転速度で1bの分担より大きくなると
1aの電機子巻線と直列に接続されたバランス抵
抗器3aの電圧降下が大となり1aの電機子電流
子電流を減らす様に作用し両直流電動機の負荷分
担アンバランスを少なくする。このアンバランス
分の程度は各直流電動機の特性のバラツキとおの
おのの直流電動機の電機子回路に直列接続された
バランス抵抗器の抵抗値に依存しており、バラン
ス抵抗器の抵抗値が大きいほど負荷分担のアンバ
ランスは少なくなる。いずれにしろこの従来の装
置ではバランス抵抗器により回路電力の一部を駆
動トルクとはならない熱損失を消費し装置の効率
を大きく悪くする欠点を有している。
本発明は従来装置のようなバランス抵抗器を用
いる事なく、従つて装置効率の良い且つ制御上安
定に並列運転することのできる直流電動機の並列
運転装置を提供することを目的とする。
いる事なく、従つて装置効率の良い且つ制御上安
定に並列運転することのできる直流電動機の並列
運転装置を提供することを目的とする。
以下その一実施例を第3図に基づき直流電動機
2台の場合について説明する。第3図に於て第1
図と同一記号を附したものは同一の機能の機器を
示す。第3図に於ては直流電動機(主電動機)1
aを主電動機としこの電機子巻線に分流器等の電
流検出器20aを直列接続し電機子電流Aaを検
出し、主電動機電流上限値制限回路34中のこの
検出値を反転増幅器21で絶対値が等しく極性が
逆の値として抵抗器22の一端に接続する。さら
に適当な負極性直流電圧−Vcを設定器23で分
圧し、その設定電圧を抵抗器24を介して抵抗器
22の上記とは反対側の端子と接続しさらにダイ
オード25のアノード側に接続し、ダイオード2
2のカソード側を加算器(以後オペアンプと云
う)26の入力端子に接続する。一方直流電動機
(従電動機)1bを従電動機としこれについても
同様に電機子巻線に他の分流器等の電流検出器2
0bを直列接続し電機子電流Abを検出し、この
検出値は極性を反転する事なく従電動機電流上限
値制限回路35中の抵抗器27の一端に接続す
る。さらに適当な正極性直流電圧+Vcを設定器
28で分圧し、その設定電圧を抵抗器29を介し
て抵抗器29の上記とは反対側の端子と接続しさ
らにダイオード30のカソード側に接続し、ダイ
オード30のアノード側をオペアンプ26の入力
端子に接続する。このオペアンプ26の入出力間
にはフイードバツク抵抗器31と、定電圧ダイオ
ード32及び33を逆方向直列接続したものを並
列に接続する。又オペアンプ26の出力は直流電
動機1bの界磁電流を設定する界磁電流設定器1
3bの設定値のバイアス信号となる様に接続印加
してある。
2台の場合について説明する。第3図に於て第1
図と同一記号を附したものは同一の機能の機器を
示す。第3図に於ては直流電動機(主電動機)1
aを主電動機としこの電機子巻線に分流器等の電
流検出器20aを直列接続し電機子電流Aaを検
出し、主電動機電流上限値制限回路34中のこの
検出値を反転増幅器21で絶対値が等しく極性が
逆の値として抵抗器22の一端に接続する。さら
に適当な負極性直流電圧−Vcを設定器23で分
圧し、その設定電圧を抵抗器24を介して抵抗器
22の上記とは反対側の端子と接続しさらにダイ
オード25のアノード側に接続し、ダイオード2
2のカソード側を加算器(以後オペアンプと云
う)26の入力端子に接続する。一方直流電動機
(従電動機)1bを従電動機としこれについても
同様に電機子巻線に他の分流器等の電流検出器2
0bを直列接続し電機子電流Abを検出し、この
検出値は極性を反転する事なく従電動機電流上限
値制限回路35中の抵抗器27の一端に接続す
る。さらに適当な正極性直流電圧+Vcを設定器
28で分圧し、その設定電圧を抵抗器29を介し
て抵抗器29の上記とは反対側の端子と接続しさ
らにダイオード30のカソード側に接続し、ダイ
オード30のアノード側をオペアンプ26の入力
端子に接続する。このオペアンプ26の入出力間
にはフイードバツク抵抗器31と、定電圧ダイオ
ード32及び33を逆方向直列接続したものを並
列に接続する。又オペアンプ26の出力は直流電
動機1bの界磁電流を設定する界磁電流設定器1
3bの設定値のバイアス信号となる様に接続印加
してある。
第3図の制御装置の各設定器の設定値は、オペ
アンプ26の出力値が零の時設定器13a,13
bは従来の方法と全く同様に固定値に設定してあ
り、又速度設定器6の設定方法も第1図と全く同
様に運転速度に対応させた値に可変設定する。次
に本発明固有の設定器23は直流電動機1aの電
機子電流Aaが定格電流値の時、ダイオード25
のアノード端子の点が零電位に従つて電機子電流
Aaが定格電流値を越えると、その超過電流値に
比例した電流がダイオード25を通してオペアン
プ26の入力端子に抵抗器22側から流れ込むよ
うに設定する。又設定器28は直流電動機1bの
電機子電流Abが定格電流値の時、ダイオード3
0のカソード端子の点が電位に、従つて電機子電
流Abが定格電流値を越えると、その超過電流値
に比例した電流が抵抗器27側にダイオード30
を通してオペアンプ26の入力端子から流れ出る
ように設定する。
アンプ26の出力値が零の時設定器13a,13
bは従来の方法と全く同様に固定値に設定してあ
り、又速度設定器6の設定方法も第1図と全く同
様に運転速度に対応させた値に可変設定する。次
に本発明固有の設定器23は直流電動機1aの電
機子電流Aaが定格電流値の時、ダイオード25
のアノード端子の点が零電位に従つて電機子電流
Aaが定格電流値を越えると、その超過電流値に
比例した電流がダイオード25を通してオペアン
プ26の入力端子に抵抗器22側から流れ込むよ
うに設定する。又設定器28は直流電動機1bの
電機子電流Abが定格電流値の時、ダイオード3
0のカソード端子の点が電位に、従つて電機子電
流Abが定格電流値を越えると、その超過電流値
に比例した電流が抵抗器27側にダイオード30
を通してオペアンプ26の入力端子から流れ出る
ように設定する。
以上の回路構成と設定器の設定により第3図の
装置に於ては、ある運転速度に於て直流電動機1
a及び1bの負荷が大きくなり且つ負荷分担にア
ンバランスが生じて、例えば直流電動機1aの分
担量が増し電機子電流Aaが定格値Aarを超過する
と、その超過電流値に比例した電流量がオペアン
プ26の入力端子にダイオード25側から流れ、
オペアンプ26の出力端には負電圧が発生する。
この負電圧は直流電動機1bの界磁電流設定器1
3bの設定値に減算され直流電動機1bの界磁電
流ibを減少させるので直流電動機1bの逆起電
圧が低下し電機子電流Abが増加し負荷分担量は
結果的に増大し、その分直流電動機1aの負荷分
担量は軽減し電機子電流Aaも過大にならない量
におちつく。
装置に於ては、ある運転速度に於て直流電動機1
a及び1bの負荷が大きくなり且つ負荷分担にア
ンバランスが生じて、例えば直流電動機1aの分
担量が増し電機子電流Aaが定格値Aarを超過する
と、その超過電流値に比例した電流量がオペアン
プ26の入力端子にダイオード25側から流れ、
オペアンプ26の出力端には負電圧が発生する。
この負電圧は直流電動機1bの界磁電流設定器1
3bの設定値に減算され直流電動機1bの界磁電
流ibを減少させるので直流電動機1bの逆起電
圧が低下し電機子電流Abが増加し負荷分担量は
結果的に増大し、その分直流電動機1aの負荷分
担量は軽減し電機子電流Aaも過大にならない量
におちつく。
さらに両直流電動機の総合負荷が増大し、直流
電動機1bの電機子電流Abも定格値Abrを超過
すると、その超過電流値に比例した電流量が抵抗
器27側にダイオード30を通してオペアンプ2
6の入力端子から流れ出て、この電流はオペアン
プ26の出力電圧を正側にするように作用するの
で、界磁電流設定器13bの設定値への加算量を
増加するように、即ち直流電動機1bの界磁電流
ibを増加させる方向に働く。この場合界磁電流
ibの増減は両直流電動機の電機子電流の差に比
例した値となる。又この界磁電流ibの増減量が
過大になると過励磁又は過減磁となり好ましくな
いので、オペアンプの出力電圧は定電圧ダイオー
ド32及び33により正負方向とも制限されてい
る。
電動機1bの電機子電流Abも定格値Abrを超過
すると、その超過電流値に比例した電流量が抵抗
器27側にダイオード30を通してオペアンプ2
6の入力端子から流れ出て、この電流はオペアン
プ26の出力電圧を正側にするように作用するの
で、界磁電流設定器13bの設定値への加算量を
増加するように、即ち直流電動機1bの界磁電流
ibを増加させる方向に働く。この場合界磁電流
ibの増減は両直流電動機の電機子電流の差に比
例した値となる。又この界磁電流ibの増減量が
過大になると過励磁又は過減磁となり好ましくな
いので、オペアンプの出力電圧は定電圧ダイオー
ド32及び33により正負方向とも制限されてい
る。
第4図に各直流電動機の界磁電流と電機子電流
の関係を示し、横軸の0値より左方向が電機子電
流AaがAbより大の場合であり、電機子電流Aaが
定格値Aarを越えた時点から界磁電流ibが減磁
されて最低値はib2に制限される。又横軸の0値
より右方向は電機子電流AaはAbより小の場合
で、電機子電流Abが定格値Abrを越こた時点か
ら界磁電流ibが増励磁されて最大値はib1に制
限される。一方界磁電流iaは両電機子電流の値
と無関係で初期設定値に固定されている。
の関係を示し、横軸の0値より左方向が電機子電
流AaがAbより大の場合であり、電機子電流Aaが
定格値Aarを越えた時点から界磁電流ibが減磁
されて最低値はib2に制限される。又横軸の0値
より右方向は電機子電流AaはAbより小の場合
で、電機子電流Abが定格値Abrを越こた時点か
ら界磁電流ibが増励磁されて最大値はib1に制
限される。一方界磁電流iaは両電機子電流の値
と無関係で初期設定値に固定されている。
本発明によれば以上の説明より明らかな様に、
電機子電流に基づく抵抗器の熱損失発生が無いの
で効率の良い運転が可能であると同時に、電機子
電流のアンバランスを補償する範囲も電動機の定
格電流を越えた場合に限られるので制御性能上か
らも不要な外乱の発生の機会が少なく安定な運転
が出来る。
電機子電流に基づく抵抗器の熱損失発生が無いの
で効率の良い運転が可能であると同時に、電機子
電流のアンバランスを補償する範囲も電動機の定
格電流を越えた場合に限られるので制御性能上か
らも不要な外乱の発生の機会が少なく安定な運転
が出来る。
なお本説明ではレオナード装置としてサイリス
タレオナード装置の場合について述べたが他の直
流電動機の可変速制御装置を使用しても本発明の
主旨から外れない。又直流電動機が2台以上の場
合も、一台をマスター(主)とし任意の一台をス
レーブ(従)の関係で組として、スレーブ側の直
流電動機の界磁電流を制御しても当然本発明の主
旨に含まれるものである。
タレオナード装置の場合について述べたが他の直
流電動機の可変速制御装置を使用しても本発明の
主旨から外れない。又直流電動機が2台以上の場
合も、一台をマスター(主)とし任意の一台をス
レーブ(従)の関係で組として、スレーブ側の直
流電動機の界磁電流を制御しても当然本発明の主
旨に含まれるものである。
第1図は従来の直流電動機の並列運転制御装置
の構成図、第2図は直流電動機の界磁電流と界磁
束の特性図、第3図は本発明による直流電動機の
並列運転制御装置の一例を示す構成図、第4図は
本発明による第3図制御装置の電機子電流と界磁
電流の関係を示す特性図である。 1a……直流電動機(主電動機)、1b……直
流電動機(従電動機)、12a,12b……界磁
巻線、20a,20b……電機子電流検出器、2
1……反転増幅器、25,30……ダイオード、
26……加算器、32,33……定電圧ダイオー
ド、34……主電動機上限値制限回路、35……
従電動機上限値制限回路、36a,36b……界
磁電流制御装置。
の構成図、第2図は直流電動機の界磁電流と界磁
束の特性図、第3図は本発明による直流電動機の
並列運転制御装置の一例を示す構成図、第4図は
本発明による第3図制御装置の電機子電流と界磁
電流の関係を示す特性図である。 1a……直流電動機(主電動機)、1b……直
流電動機(従電動機)、12a,12b……界磁
巻線、20a,20b……電機子電流検出器、2
1……反転増幅器、25,30……ダイオード、
26……加算器、32,33……定電圧ダイオー
ド、34……主電動機上限値制限回路、35……
従電動機上限値制限回路、36a,36b……界
磁電流制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 同一可変電圧の直流電源に主電動機と少くと
も一台の従電動機の電機子を並列接続しかつ回転
軸を機械的に結合し前記従電動機の界磁電流を界
磁電流制御装置により制御する直流電動機の並列
運転制御装置において、前記主電動機及び従電動
機の電機子電流を検出する電流検出器と、この主
電動機の電流検出器の出力を入力し主電動機の電
機子電流が主電動機用上限設定値を越えたときこ
の超過分に対応する出力を生ずる主電動機上限値
制限回路と、前記従電動機の電機子電流が従電動
機用上限設定値を越えたときこの超過分に対応し
かつ前記主電動機上限値制限回路出力極性と反対
極性の出力を生ずる従電動機上限値制限回路と、
これら主電動機および従電動機用上限値制限回路
を加算し前記従電動機の界磁電流制御装置の電流
設定基準信号を補正する加算器とからなり、前記
主電動機及び従電動機の何れか一方又は両方の電
機子電流が夫々の上限値を越えたとき前記従電動
機の界磁電流を制御して前記上限値以下になるよ
う主電動機と従電動機との負荷分担を制御するこ
とを特徴とする直流電動機の並列運転制御装置。 2 加算器は所定入力値以上では出力が飽和する
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載
の直流電動機の並列運転制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56006511A JPS57122686A (en) | 1981-01-21 | 1981-01-21 | Parallel operation controller for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56006511A JPS57122686A (en) | 1981-01-21 | 1981-01-21 | Parallel operation controller for dc motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57122686A JPS57122686A (en) | 1982-07-30 |
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-
1981
- 1981-01-21 JP JP56006511A patent/JPS57122686A/ja active Granted
Cited By (5)
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