JPS63274391A - 電動機の速度制御方法 - 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〕 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。