JPS63194588A - 電流調節器付電動機の制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電動機の加減速時における電機子電流指令値
と検出値との偏差を素早く無くすようにした電流調節器
付電動機の制御装置に関する。

（従来の技術及びその問題点） 従来、この種の電流調節器付電動機の制御装置として、
電動機の電機子電流を電流指令値に等しくさせるため、
上記電流指令値と電機子電流との偏差に比例・積分動作
を施して制御量を設定するフィードバック制御装置が知
られている。第２図は従来から用いられている電流調節
器付直流電動機の制御装置を用いた電動機制御の従来例
を示すブロック線図である。

以下、第２図により上記制御装置の動作を説明する。

図中２１は加え合わせ点であり、加え合わせ点２１は電
機子電流の指令値ｉ″と、電機子電流ｉとを比較し、偏
差（ｉ”−ｉ）を調節要素２２に出力する。

調節要素２２は偏差（ｉ”−ｉ）に対して伝達関数Ｋｐ
（１＋ｓＴ＋）／ｓＴｘなる比例積分動作を行い、電動
機（等価回路）２３の電機子電流ｉが上記指令値ｉ　１
１と等しくなるように調節演算する。調節要素２２は加
え合わせ点２４を介して電機子要素２５に接続されてお
り、調節要素２２の出力信号Ｖは加え合わせ点２４にお
いて電動機の逆起電力Ｅ０を減算した後、電機子要１４
２５に入力される。

伝達関数Ｋａ／（１＋ｓＴα）なる電機子要素２５は入
力信号（Ｖ−Ｅ、、、）を電機子電流ｉに変換する。

この電機子電流ｉは分岐点２６を介して界磁要素２７に
加えられると共に前記加え合わせ点２１にフィードバッ
クされる。界磁要素２７は電気的物理量を機械的物理量
に変換するための要素であり、この界磁要素２７の作用
により電動機２３にトルクが発生する。すなわち、電機
子要素２５の出力信号ｉは、界磁要素２７を通して入力
信号ｉを電動機トルクτ。

とじて出力することになる。

また、界磁要素２７は加え合わせ点２８を介して起動時
定数要素２９に接続されており、界磁要素２７からの出
力τ１は加え合わせ点２８において負荷トルクで、が減
算された後、起動時定数要素２９にトルク偏差（τ、−
τＬ）として入力される。起動時定数要素２９はトルク
偏差（τ７−で、）と回転数ｎとの関係を示すものであ
り、その伝達関数は１　／　ｓ　Ｔ　ｓで表される。す
なわち、起動時定数要素２９によって決まる時間Ｔ、に
従って電動機２３が加速されることになる。

更に、起動時定数要素２９は分岐点３０を介して界磁要
素３１に接続されている。この界磁要素３１は回転数ｎ
と逆起電力Ｅ、、ｌの関係を表す要素であり、起動時定
数要素２９からの回転数を表す信号ｎは分岐点３０から
界磁要素３１を介して逆起電力Ｅ、、、に変換され、前
記加え合わせ点２４に戻されたうえ、出力信号Ｖとの偏
差によって電機子電流ｉを発生することとなる。

（発明が解決しようとする問題点） このような制御装置において、電動機２３に発生する逆
起電力Ｅ。が変化しないか、又は緩慢にしか変化しない
領域では電流指令値ｉｌｌと検出値ｉとを略一致させる
ことができるのに対し、例えば急速な加減速時のように
電動機逆起電力Ｅ、が大きく変動する領域においては、
電機子電流ｉが電流指令値ｉ　１１に対して即座に追従
できず、このため良好な制御ができなくなるという欠点
を有していた。

本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、電動機逆起電力Ｅ、が変化
して電機子電流が変化してもその変化に応じて電動機の
入力電圧Ｖを即座に調節し、電機子電流を電流指令値に
追従させて電流検出値と電流指令値との偏差を素早く無
くすことにより、過渡特性を向上させることができる電
流調節器付電動機の制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、電動機の電流を指
令値に一致させるべく調節演算を行う電流調節器を備え
て成る電動機の電流制御装置において、該電動機の加減
速時にはその逆起電力が変化する点に着目し、電動機の
電流制御回路に電動機に発生する速度を微分する微分手
段を新たに設け、該速度微分値と界磁磁束を乗算し、該
乗算値を前記電流指令値に加算して電流制御を行うよう
にしたことを特徴とする。

（作用） 本発明においては、電動機の定常運転時には電流調節器
により比例積分動作をさせることにより、従来から知ら
れている通常の制御を行い、電動機の始動・停止等の加
減速時には電動機の速度の微分値と界磁要素とを乗算し
、電動機の逆起電力の微分値に比例する該乗算値を電流
指令値に加算して電流調節器に入力する。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。

図において、１は直流電動機等の電動機全体をブロック
線図により等価的に表したものである。２は微分要素で
あり、この微分要素２は界磁要素３に接続されている。

また、界磁要素３は電流指令値ｉ１１が入力される加え
合わせ点４に接続されている。この加え合わせ点４は調
節要素５に接続され、調節要素５は加え合わせ点６を介
して電機子要素７に接続されている。調節要素５の出力
信号Ｖは、加え合わせ点６において電動機の逆起電力Ｅ
、を減算した後、電機子要素７に入力される。

この電機子要素７は分岐点８を介して界磁要素９に接続
され１分岐点８は前記加え合わせ点４に電機子電流ｉを
フィードバックするように接続されている。また、分岐
点８は界磁要素９に接続され、この界磁要素９は加え合
わせ点１０を介して起動時定数要素１１に接続されてい
る。そして、起動時定数要素１１は分岐点１２．１３を
介して微分要素２及び界磁要素１４に接続され、界磁要
素１４の出力信号は前記加え合わせ点６に戻される。

以下、この実施例における動作を説明する。

まず、起動時定数要素１１からの出力ｎは伝達関数８Ｔ
Ｒで表される微分要素２により、微分時間ＴＲと電動機
１の速度ｎの微分値式との積ＴＲ−へに変換される。こ
のＴＲ−＾は界磁要素３においてＴＲ−晶・φに変換さ
れて加え合わせ点４に出力される。この出力Ｔｈ−＾・
φは電動機の逆起電力Ｅ。の微分値ｄ　Ｅ　、／ｄｔに
相当する。加え合わせ点４は、電機子電流の指令値１１
と電機子電流ｉとを比較する一方、界磁要素３からの上
記出力ＴＲ・晶・φを電流指令値１８に加算し、偏差（
ｉ”−ｉ＋　Ｔ　ａ−晶・φ）を調節要素５に出力する
。伝達関数Ｋｐ（１＋ｓＴ、）／ｓＴ、なる調節要素５
は、上記偏差（ｉ”−ｉ＋ＴＲ−晶・φ）に対して比例
積分動作を行い、電動機１の電機子電流ｉが指令値ｉ　
ＩＩと等しくなるように調節演算する。

以下、各部の動作原理は（従来の技術）において述べた
ものと同様であるので説明を省略する。

すなわちこの実施例においては、電動機の加減速時には
逆起電力Ｅ、が変化して速度ｎが変化するため、この速
度検出値の変化分（微分値）に応じて電流指令値を補正
することにより、電動機の加減速時に発生する偏差をな
くそうとするものである。また、これは速度設定値の変
化分を用いても同様の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、電動機に発生する速度の
微分値によって電流指令値を補正する回路を付加するだ
けで、電動機の加減速時の如く、その逆起電力が急速に
変動する領域において、電動機の電機子電流を電流指令
値に素早く追従させてその偏差を無くすことができ、こ
れにより、電動機の過渡特性を向上させ、良好な制御を
行うことができる。従って、例えば直流電動機を用いて
各種媒体の巻取り制御を行う場合に、上述の偏差に基づ
く媒体のクルミや引張り等の現象をなくすことができ、
もって媒体の損傷を防止することができる。

なお、本発明は上述したような直流電動機ばかりでなく
、これと同等の伝達特性を有する各種の制御対象におけ
る偏差補償装置として適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック線図、第２図
は従来例を示すブロック線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機の電流を指令値に一致させるべく調節演算を行う
   電流調節器を備えて成る電動機の電流制御装置において
   、前記電動機の速度を微分し、該速度微分値と界磁要素
   とを乗算し、該乗算値を前記電流指令値に加算する回路
   を備えたことを特徴とする電流調節器付電動機の制御装
   置。