JPS63274391A - 電動機の速度制御方法 - Google Patents

電動機の速度制御方法

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JPS63274391A
JPS63274391A JP10337987A JP10337987A JPS63274391A JP S63274391 A JPS63274391 A JP S63274391A JP 10337987 A JP10337987 A JP 10337987A JP 10337987 A JP10337987 A JP 10337987A JP S63274391 A JPS63274391 A JP S63274391A
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motors
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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〕 この発明は、電動機の速度を指令速度に追従制御する方
法に係り、特に機械的に結合された複数台の電動機の速
度制御方法に関する。
〔従来の技術〕
例えば、セメントキルン、転炉傾動装置等のように慣性
モーメントの大きな機械設備を一つの軸に対して弾性的
に結合されている複数台の電動機で駆動し、これら電動
機を有効に制御できることが望まれる。従来、この種の
電動機の制御方法として、第2図及び第3図に示す方法
が知られている。第2図において、参照符号1は機械部
、2は連結部をそれぞれ示し、機械部lは連結部2によ
ってそれぞれ直流電動機31と32に結合されている。
4は連結部2に固着されて機械部1の回転数を計測する
回転数検出器である。そこで、第2図に示す制御方法に
おいては、直流電動機31と32を速度設定器11から
の共通指令速度信号が示す回転数となるように速度制御
するため、この共通指令速度信号と回転数検出器4の出
力信号とを加算器23に入力して偏差信号を求め、この
偏差信号を速度調節器8に入力する。次いで、前記速度
調節器8の出力信号と例えば変流器等からなる電機子電
流検出器51.52からの出力信号を加算器21.22
にそれぞれ入力し、偏差信号を求め、この偏差信号を電
機子電流調節571.72にそれぞれ入力し、直流電動
機31.32の電機子電流のバランスを制御する。また
、前記電機子電流調節器71.72からの出力信号を、
例えばVVVF電圧変換器等からなる変換器61゜62
にそれぞれ入力して電圧変換し、得られた電圧により直
流電動機31.32のトルク及び回転数をそれぞれ制御
するよう構成する。これにより、機械部lに対する直流
電動機31.32の負荷バランスと、速度追従の制御を
行うことができる。
次に、第3図に示す制御方法について説明する。なお、
説明の便宜上、第2図に示す構成と同一の構成部分につ
いては同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。しかるに、第3図において、参照符号41.42及
び43はそれぞれ直流電動機31.32及び機械部1に
直結した回転数検出器を示し、それぞれの出力信号を加
算器27.28.24へ送出し、また電機子電流検出器
51.52は、その出力信号をそれぞれ加算器25.2
6へ送出するよう構成する。80,81.82は速度調
節器を示し、91.92は分圧器をそれぞれ示す。速度
調節器81.82から加算器25.26へ向かう出力信
号の一部分は分岐されて分圧器91.92に入力し、分
圧された出力信号がそれぞれ加算器27.28に一定の
帰還量として入力するよう構成される。すなわち、分圧
591.92の出力信号は速度調節器81.82の入力
側へそれぞれ負帰還されて、外乱等により発生する速度
のオフセット量を補償する作用を行う。しかるに、第3
図に示す制御方法によれば、速度設定器11からの共通
指令速度信号と回転数検出器43からの出力信号とを、
加算器24に入力して偏差信号を求める。この偏差信号
を速度調節580に入力し、その出力を加算器27.2
8にそれぞれ入力する。加W、器27.28においては
、速度調節器80の出力信号と、回転数検出器41.4
2の出力信号と、分圧591.92の出力信号とをそれ
ぞれ図示の極性で入力してこれらの信号を加算し、得ら
れた偏差信号を速度調節器81.82にそれぞれ入力す
る。加算器25.26においては、速度調節器81.8
2の出力信号と、電機子電流検出器51.52の出力信
号とを入力してこれらの信号を加算し、得られた偏差信
号をそれぞれ電機子電流n筒器71.72に入力する。
電機子電流調節器71゜72の出力信号は、変換器61
.62を介して直流電動機31.32をそれぞれ制御す
る。このようにして、直流電動#B31.32の機械部
1に対する負荷バランスと、速度設定器11からの共通
指令速度信号に追従する速度制御を達成することができ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、第2図に示す従来の方法においては、直
流電動機31.32について個別に回転数を計測してい
るが制御をしていないため、両直流電動機間には回転数
に差があって、トルクが等しくなる場合にエネルギーハ
ンチングを発生する。このエネルギーハンチングは、電
動機の伝達機構をなす連結部2を構成するギヤ。
シャフト及びカップリングを酷使して損傷を与える可能
性がある。このため、エネルギーハンチングの防止対策
が必要であるが、前記連結部2は質量−弾性系であるた
め、機械的には殆んどダンピングが不可能である。この
対策として、従来各型動機の個別回転数を平均して負帰
還を行う方法(特公昭56−23394号公報参照)が
実施されているが、回路が複雑になる欠点がある。また
、第3図に示す別の従来方法においては、直流電動機3
1.32の個別の速度調節器81.82の外に、更に速
度調節器80が必要であり、制御方法が複雑になるとと
もに応答速度が遅くなるという欠点がある。
そこで、本発明の目的は、電動機毎に速度調節器と電機
子電流調節器を備える従来の速度制御方法に、加算器と
分圧器の作用を行う例えばポテンショメータを設けるこ
とにより、応答速度を改善して機械的に結合された複数
台の電動機を、その負荷バランスを保ちながら共通指令
速度信号に従って追従制御を行うことのできる電動機の
速度制御方法を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
従って、この発明に係る電動機の速度制御方法は、機械
的に結合された複数台の電動機を、各電動機について電
機子電流調節器及び速度調節器を使用して共通指令速度
信号により制御するとともに、前記速度調節器の出力信
号の一部分をそれぞれ各分圧器を介し、一定の各帰還量
として前記速度調節器の入力に負帰還するようにした電
動機の速度制御方法にiいて、分岐された各電機子電流
信号を相加平均し、この相加平均された一定分量の信号
を出力する別の分圧器を設け、この別の分圧器の出力信
号を前記共通指令速度信号に正帰還することを特徴とす
る。
また、この発明の電動機の速度制御方法において、相加
平均された一定分量の信号をオフセットによる速度低下
の補正量とすることができる。
〔作用〕
本発明の電動機の速度制御方法によれば、これを機械的
に結合された複数台の電動機に適用することにより、各
電動機について設けた電機子電流調節器と速度調節器及
び回転数検出器により各電動機の負荷バランスを制御し
、そして共通指令速度信号によって速度追従制御を行う
ことができる。この場合、各電動機間に速度の差が発生
して、エネルギーハンチングを発生しそうになると、各
電機子電流信号の相加平均の一定分量が別の分圧器を介
した正帰還により前記の共通指令速度信号に付与されて
いるため、これにより加算器から出力される補正信号は
、各電動機のエネルギーハンチングすなわちねじり振動
を防止するようにそれぞれに加速トルク及び減速トルク
として作用する。この結果、振動の減衰力が作用して振
動を制止できる。また、この相加平均の一定分量を付与
する手段は、単純な加算器と分圧器でよいため、速度制
御系の応答速度が遅れることはない。さらに、この相加
平均の一定分量は、外乱等によって生ずるオフセットに
よる速度低下の補正量とすることも可能である。従来は
、このオフセット対策として前記速度間WI器の出力信
号の一部分をそれぞれ各分圧器を介し、一定の各帰還量
として前記速度調節器の入力に負帰還するようにしたが
、本発明によれば、速度調節器の安定度増強にその機能
の重点を移すことができる。
〔実施例〕
次に、この発明に係る電動機の速度制御方法につき添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は、本発明に係る電動機の速度制御方法を実施す
る装置の一実施例を示す回路図である。なお、第1図に
おいて、第2図及び第3図に示す従来の回路と同一の構
成部分については、同一の参照符号を付し、その詳細な
説明は省略する。第1図において、参照符号29.30
は加算器、9は別の分圧器をそれぞれ示す。機械部1と
連結部2とが機械的に結合された2台の直流電動機31
.32を備える。この直流電動tM31,32は、それ
ぞれ電機子電流調節器71゜72及び速度調節器81.
82を備える。速度ram器81.82の出力信号の一
部分をそれぞれ分圧器91.92を介し、一定の各帰還
量として速度調節器81.82の入力に負帰還するよう
に分圧器91.92を備える。速度調節器81.82か
らの出力信号と電機子電流調節器51.52からの出力
信号とを入力して加算し、得られた偏差信号Bを電機子
電流調節571゜72にそれぞれ出力する加算器25.
26を設ける。電機子電流検出器51.52から分岐さ
れた各電機子電流信号を入力して加算し、別の分圧器9
に出力する加算器29を備える。加算器29からの入力
信号の相加平均をとり、分圧してその一定分量を加算器
30に出力し、共通指令速度信号に正帰還する別の分圧
器9を備える。速度設定器11からの共通指令速度信号
と別の分圧器9の出力信号を入力して加算し補正信号C
を出力する加算器30を備える。この加算器30からの
補正信号Cと、分圧器91.92からの負帰還量と、回
転数検出器41.42からの出力信号とをそれぞれ入力
し、その偏差信号Aを速度調節器81.82へ出力する
加算器27.28を設ける。
次に、このように回路構成された電動機の速度制御方法
について説明する。まず、電機子電流の負帰還ループに
おいて、加算器25.26の偏差信号Bが零になるよう
に直流電動機31゜32の電動機トルクが制御される。
次に、回転数を示す速度信号の負帰還ループ並びに速度
調節器81.82の出力信号の負帰還ループにおいて、
加算器27.28の偏差信号Aが零になるように、直流
電動機31.32の電動機回転数が制御される。このと
きの電動機回転数は、補正信号Cに相当する速度である
。補正信号Cは、共通指令速度信号と、別の分圧器9の
出力信号、すなわち分岐された各電機子電流信号を相加
平均したものの一定分量との加算値である。
従って、2台の直流電動機31.32の間においては、
電動機トルクが等しく負荷バランスがとれ、速度の差が
ないときは補正信号Cは共通指令速度信号そのものとな
り2台の直流電動機31.32は共通指令速度で機械部
1とともに回転する。また、速度の差が発生すると、偏
差信号Aは分圧器91.92によりそれぞれ増大を阻止
するように作用するが、偏差信号A1゜A2が発生し、
従って偏差信号B、、B2を発生する。この偏差信号B
、、B2は加算器29で加算され、別の分圧器9で相加
平均されてその一定分量が加算器30に出力され、補正
信号Cが偏差信号A1.A2にそれぞれ変化を与えるこ
の循環過程において、前述のように2台の直流電動機3
1.32間のエネルギーハンチングを制止するような加
速トルクと減速トルクとがそれぞれの電動機に作用し、
この振動を制止することができる。その後、偏差信号A
、Bは、それぞれ零になるように制御が進行し、2台の
直流電動機31.32は共通指令速度で機械部1ととも
に回転するようになる。以上は2台の電動機が共通に機
械部を駆動する場合を説明したが、3台以上の電動機で
駆動する場合にも、各2台についてと同じ手法で重畳さ
せれば可能となる。従って、本発明方法は、複数台の電
動機の振動抑制のための速度制御方法として好適に適用
し得る。また、複数台の電動機において、電源電圧の突
然の変動、あるいは駆動機械装置に原因する負荷変動等
の外乱により、制御系にオフセットを発生する場合には
、補正信号Cを正帰還量である分岐された各電機子電流
信号の相加平均の一定分量をオフセットによる速度低下
の補正量とするように制御して対処することができる。
〔発明の効果〕
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
機械的に結合された複数台の電動機の速度制御を行う場
合に、従来の制御回路に単純な加算器と分圧器とを設け
ることにより、分岐された各電機子電流信号の相加平均
の一定分量を共通指令速度信号に正帰還して補正を行い
、制御系の振動やオフセットに対して応答速度の速い、
安定した速度追従制御を実現することができる。
以上、この発明の好適な実施例を示したが、本発明の精
神を逸脱しない範囲において種々の設計変更をなし得る
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電動機の速度制御方法を実施する
装置の一実施例を示す回路図、第2図及び第3図はそれ
ぞれ従来の速度制御方法を実施する装置の回路図である
。 1810機械部’      2.、、連結部11、、
、速度設定器   21〜30.、、加算器31,32
.、、直流電動機 4.41,42,43.、、回転数検出器51.52.
、、電機子電流検出器 61,62.、、変換器71.
72.、、電機子電流調節器 8.8’0,81,82.、、速度調節器9.91,9
2,60分圧器 特許出願人  富士電機株式会社 FIG、  1 FIG、2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機械的に結合された複数台の電動機を、各電動機
    について電機子電流調節器及び速度調節器を使用して共
    通指令速度信号により制御するとともに、前記速度調節
    器の出力信号の一部分をそれぞれ各分圧器を介し一定の
    各帰還量として前記速度調節器の入力に負帰還するよう
    にした電動機の速度制御方法において、分岐された各電
    機子電流信号を相加平均し、この相加平均された一定分
    量の信号を出力する別の分圧器を設け、この別の分圧器
    の出力信号を前記共通指令速度信号に正帰還することを
    特徴とする電動機の速度制御方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の電動機の速度制御方
    法において、相加平均された一定分量の信号をオフセッ
    トによる速度低下の補正量とすることを特徴とする電動
    機の速度制御方法。
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