JPS6334712B2 - - Google Patents
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- JPS6334712B2 JPS6334712B2 JP57196053A JP19605382A JPS6334712B2 JP S6334712 B2 JPS6334712 B2 JP S6334712B2 JP 57196053 A JP57196053 A JP 57196053A JP 19605382 A JP19605382 A JP 19605382A JP S6334712 B2 JPS6334712 B2 JP S6334712B2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process 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
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直流電動機もしくはこれと等価な
制御が可能な交流電動機の速度制御装置に関する
ものである。一般に、この種の制御装置は速度実
際値（検出値）が設定速度の変化にできるだけ速
く追従して設定値に一致するように制御されるこ
と、また負荷外乱トルクの変動に対しては速度実
際値が変動しないことが望ましい。
制御が可能な交流電動機の速度制御装置に関する
ものである。一般に、この種の制御装置は速度実
際値（検出値）が設定速度の変化にできるだけ速
く追従して設定値に一致するように制御されるこ
と、また負荷外乱トルクの変動に対しては速度実
際値が変動しないことが望ましい。
従来、この種の制御装置としては電機子電流制
御ループ（ACRループ）をマイナループとして
有する速度制御システムが知られている。しかし
ながら、かかるシステムは一般に負荷トルク変動
に対する対策は余りなされておらず、したがつ
て、例えば負荷トルクが急変すると電動機トルク
が一時的に変動し、所定時間後に回復するという
現象が生じるが、この速度変動を所定値内に抑え
ることは困難で、一定の限界があるため最適な制
御ができないという欠点があつた。これは、負荷
急変時の速度変動の修正は専ら速度調節器によつ
て行なわれるが、その修正速度は該速度調節器の
制御パラメータに依存するためである。そこで、
当出願人は負荷外乱トルクを速度、電流検出値か
ら模擬しその推定値の電流換算値を速度調節器出
力に加算して、いわゆる負荷外乱の先回り補償を
行なうことにより、負荷トルク変動による速度の
変動を抑止制御する方式を提案している。
御ループ（ACRループ）をマイナループとして
有する速度制御システムが知られている。しかし
ながら、かかるシステムは一般に負荷トルク変動
に対する対策は余りなされておらず、したがつ
て、例えば負荷トルクが急変すると電動機トルク
が一時的に変動し、所定時間後に回復するという
現象が生じるが、この速度変動を所定値内に抑え
ることは困難で、一定の限界があるため最適な制
御ができないという欠点があつた。これは、負荷
急変時の速度変動の修正は専ら速度調節器によつ
て行なわれるが、その修正速度は該速度調節器の
制御パラメータに依存するためである。そこで、
当出願人は負荷外乱トルクを速度、電流検出値か
ら模擬しその推定値の電流換算値を速度調節器出
力に加算して、いわゆる負荷外乱の先回り補償を
行なうことにより、負荷トルク変動による速度の
変動を抑止制御する方式を提案している。
第１図はかかる制御装置の構成を示すブロツク
図である。同図において、１は速度調節器
（ASR）、２は電流調節器（ACR）、３は点弧角調
整器、４はサイリスタ変換器、５は直流電動機、
６は速度発電機、Ｄは電流検出器、７は界磁模擬
要素７１〜７３、比例要素７４〜７７および積分
要素７８，７９等からなる状態観測器である。な
お、図中のｓはラプラス演算子であり、TMは電
動機の起動時定数である。
図である。同図において、１は速度調節器
（ASR）、２は電流調節器（ACR）、３は点弧角調
整器、４はサイリスタ変換器、５は直流電動機、
６は速度発電機、Ｄは電流検出器、７は界磁模擬
要素７１〜７３、比例要素７４〜７７および積分
要素７８，７９等からなる状態観測器である。な
お、図中のｓはラプラス演算子であり、TMは電
動機の起動時定数である。
速度調節器１は、速度発電機６により検出され
る速度実際値ｎが目標値n*となるような調節出
力を電流調節器２に対する電流指令値i*として与
える。電流調節器２は電流検出器Ｄからの電流検
出値ｉがこの電流指令値i*に等しくなるように調
節演算し、点弧パルス発生器３を介してサイリス
タ変換器４の位相制御を行なうことにより、直流
電動機５を所望の速度となるように制御する。一
方、状態観測器７では要素７１，７８によつてそ
れぞれ電動機発生トルクτM、速度推定値n^が模擬
され、比例要素７５，７７および積分要素７９に
よつて負荷外乱トルクτLが模擬される。なお、
「∧」印は模擬値または推定値を表わすものとす
る。つまり、速度ｎはその模擬値n^と常に比較さ
れ、その偏差ｎ−n^が零でない限りは積分器７９
は出力を出し続け、その出力がモータ発生トルク
τMに一致する迄変化する。そして、両者が一致し
た時点ではじめて積分器７９の出力から負荷トル
クτLの模擬値τ^Lが得られる。この動作における比
例要素７５は、負荷トルクτLの推定速度を速める
ために設けられ、比例要素７６，７７とともに安
定かつ迅速にτ^L値を得えうとするものである。こ
うして得られるτ^L値を界磁模擬要素７２によつて
電流値i^1に換算し、これを速度調節器１の出力に
加算すれば、負荷トルク外乱を補償することがで
き、これにより速度変動は抑制される。ここで、
負荷トルクが急変すると、それが僅かな変動であ
つても速度調節器出力には増幅された信号が出さ
れるので、i*＋i^1に過度の行きすぎ（オーバシユ
ート）が生じる。このオーバシユート）を抑える
ために、ここでは、さらに界磁模擬要素７３と比
例要素７４とが設けられている。すなわち負荷ト
ルク推定値τ^Lと電動機発生トルクτMとの偏差τ^L−
τMを要素７３によつて電流値に換算し、これに要
素７４にてＫ倍したものを速度調節器出力i*＋i^1
に付加した値、つまり i*＋i^1＋Ｋ／φ（τ^L−τM） を電流指令値ia *とするものである。この場合、
要素７４のゲインＫを適宜に調整、選択すること
により電流制御系にダンピングを掛けることがで
きるから、これにて電流の過度のオーバシユート
を抑止するものである。
る速度実際値ｎが目標値n*となるような調節出
力を電流調節器２に対する電流指令値i*として与
える。電流調節器２は電流検出器Ｄからの電流検
出値ｉがこの電流指令値i*に等しくなるように調
節演算し、点弧パルス発生器３を介してサイリス
タ変換器４の位相制御を行なうことにより、直流
電動機５を所望の速度となるように制御する。一
方、状態観測器７では要素７１，７８によつてそ
れぞれ電動機発生トルクτM、速度推定値n^が模擬
され、比例要素７５，７７および積分要素７９に
よつて負荷外乱トルクτLが模擬される。なお、
「∧」印は模擬値または推定値を表わすものとす
る。つまり、速度ｎはその模擬値n^と常に比較さ
れ、その偏差ｎ−n^が零でない限りは積分器７９
は出力を出し続け、その出力がモータ発生トルク
τMに一致する迄変化する。そして、両者が一致し
た時点ではじめて積分器７９の出力から負荷トル
クτLの模擬値τ^Lが得られる。この動作における比
例要素７５は、負荷トルクτLの推定速度を速める
ために設けられ、比例要素７６，７７とともに安
定かつ迅速にτ^L値を得えうとするものである。こ
うして得られるτ^L値を界磁模擬要素７２によつて
電流値i^1に換算し、これを速度調節器１の出力に
加算すれば、負荷トルク外乱を補償することがで
き、これにより速度変動は抑制される。ここで、
負荷トルクが急変すると、それが僅かな変動であ
つても速度調節器出力には増幅された信号が出さ
れるので、i*＋i^1に過度の行きすぎ（オーバシユ
ート）が生じる。このオーバシユート）を抑える
ために、ここでは、さらに界磁模擬要素７３と比
例要素７４とが設けられている。すなわち負荷ト
ルク推定値τ^Lと電動機発生トルクτMとの偏差τ^L−
τMを要素７３によつて電流値に換算し、これに要
素７４にてＫ倍したものを速度調節器出力i*＋i^1
に付加した値、つまり i*＋i^1＋Ｋ／φ（τ^L−τM） を電流指令値ia *とするものである。この場合、
要素７４のゲインＫを適宜に調整、選択すること
により電流制御系にダンピングを掛けることがで
きるから、これにて電流の過度のオーバシユート
を抑止するものである。
しかしながら、このようにしても、例えば設定
値n*の急変時に、その変動幅が大きくなり過ぎ
ることがあり、したがつて、このための対策とし
て速度調節器の出力または電流調節器の入力を一
定値に制限する制限要素（リミツタ）を設けるこ
とが行なわれている。かかる場合に、速度調節器
の出力がそのリミツト値にかかり、i*＝B+（上限
値）またはB-（下限値）になると、無負荷状態を
仮定すればi^1＝０、τ^L＝０より ia *＝i*−KB+＝B+−KB+＝（１−Ｋ）B+ または ia*＝（１＋Ｋ）B- （但し、φ＝１とする。）となつて、正しい制限
値B+またはB-が発生しなくなるという欠点があ
つた。
値n*の急変時に、その変動幅が大きくなり過ぎ
ることがあり、したがつて、このための対策とし
て速度調節器の出力または電流調節器の入力を一
定値に制限する制限要素（リミツタ）を設けるこ
とが行なわれている。かかる場合に、速度調節器
の出力がそのリミツト値にかかり、i*＝B+（上限
値）またはB-（下限値）になると、無負荷状態を
仮定すればi^1＝０、τ^L＝０より ia *＝i*−KB+＝B+−KB+＝（１−Ｋ）B+ または ia*＝（１＋Ｋ）B- （但し、φ＝１とする。）となつて、正しい制限
値B+またはB-が発生しなくなるという欠点があ
つた。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、上述
の如き大幅な速度設定変更がある場合にも良好な
制御が可能な速度制御装置を提供することを目的
とするものである。
の如き大幅な速度設定変更がある場合にも良好な
制御が可能な速度制御装置を提供することを目的
とするものである。
速度調節ループ内に電流調節ループをマイナル
ープとしてもつ電動機の速度制御装置に対し、前
記速度調節ループの出力を制限する第１のリミツ
タと、前記電流調節ループの入力を制限する第２
のリミツタと、電動機速度を推定する積分要素
と、速度実際値と推定値との偏差を所定係数倍し
て積分したものと該速度偏差を所定係数倍したも
のとを加算して負荷トルクを推定する負荷トルク
推定要素と、電流検出値から電動機発生トルクを
演算する演算要素と、該演算要素の出力と前記負
荷トルク推定要素の出力と前記速度偏差を所定係
数倍したものとを加減算して前記積分要素に与え
る加減算要素と、前記負荷トルク推定値をそれと
対応する電流量に換算する換算要素と、前記負荷
トルク推定値と電動機発生トルクとの偏差を電流
量に換算しこれに前記第１リミツタの出力を加算
したものを所定係数倍する係数要素と、該係数要
素の出力と前記換算要素の出力と前記第１リミツ
タの出力とを加算して前記第２リミツタに与える
加算要素と、を設ける。
ープとしてもつ電動機の速度制御装置に対し、前
記速度調節ループの出力を制限する第１のリミツ
タと、前記電流調節ループの入力を制限する第２
のリミツタと、電動機速度を推定する積分要素
と、速度実際値と推定値との偏差を所定係数倍し
て積分したものと該速度偏差を所定係数倍したも
のとを加算して負荷トルクを推定する負荷トルク
推定要素と、電流検出値から電動機発生トルクを
演算する演算要素と、該演算要素の出力と前記負
荷トルク推定要素の出力と前記速度偏差を所定係
数倍したものとを加減算して前記積分要素に与え
る加減算要素と、前記負荷トルク推定値をそれと
対応する電流量に換算する換算要素と、前記負荷
トルク推定値と電動機発生トルクとの偏差を電流
量に換算しこれに前記第１リミツタの出力を加算
したものを所定係数倍する係数要素と、該係数要
素の出力と前記換算要素の出力と前記第１リミツ
タの出力とを加算して前記第２リミツタに与える
加算要素と、を設ける。
状態観測器を用いて電動機の負荷トルクを推定
し、その推定値τ^Lにより負荷トルクを補償して速
度変動を抑制するとゝもに、この推定値τ′Lと電
動機発生トルクτMとの偏差を電流値に換算した換
算値に速度調節器出力を加算し、これを電流指令
値に付加して電流制御を行なうことにより、大幅
な速度設定変更がある場合にも良好な制御を可能
にする。
し、その推定値τ^Lにより負荷トルクを補償して速
度変動を抑制するとゝもに、この推定値τ′Lと電
動機発生トルクτMとの偏差を電流値に換算した換
算値に速度調節器出力を加算し、これを電流指令
値に付加して電流制御を行なうことにより、大幅
な速度設定変更がある場合にも良好な制御を可能
にする。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第２図はこの発明の実施例を示すブロツク図で
ある。同図からも明らかなように、この実施例は
負荷トルク推定値τ^Lと電動機発生トルクτMの偏差
を電流値に換算する要素７３の出力に速度調節器
１の出力i*を加算するようにした点が特徴であ
る。なお、８，８′は上述の如き振幅制限要素で
ある。つまり、第２図の場合の電流調節器２に対
する電流指令値ia *は、 ia *＝i*＋i^1＋Ｋ｛１／φ（τ^L−τM）＋i*｝ となり、常時はi*＝０であるからi*とは無関係で
あり、また、i*が制限にかかつてi*＝B+、B-と
なる場合は、τM＝B+、B-（但し、φ＝１とす
る。）なる関係から、 ia *＝B+＋Ｋ（−B+＋B+）＝B+ または ia *＝B-＋Ｋ（−B-＋B-）＝B- となり、したがつて正しい制限値が得られる。つ
まり、設定変更の振幅が大きい場合にも上述の如
き不都合が生じないものである。
ある。同図からも明らかなように、この実施例は
負荷トルク推定値τ^Lと電動機発生トルクτMの偏差
を電流値に換算する要素７３の出力に速度調節器
１の出力i*を加算するようにした点が特徴であ
る。なお、８，８′は上述の如き振幅制限要素で
ある。つまり、第２図の場合の電流調節器２に対
する電流指令値ia *は、 ia *＝i*＋i^1＋Ｋ｛１／φ（τ^L−τM）＋i*｝ となり、常時はi*＝０であるからi*とは無関係で
あり、また、i*が制限にかかつてi*＝B+、B-と
なる場合は、τM＝B+、B-（但し、φ＝１とす
る。）なる関係から、 ia *＝B+＋Ｋ（−B+＋B+）＝B+ または ia *＝B-＋Ｋ（−B-＋B-）＝B- となり、したがつて正しい制限値が得られる。つ
まり、設定変更の振幅が大きい場合にも上述の如
き不都合が生じないものである。
以上のように、この発明によれば、状態観測器
を用いて負荷トルクを推定し、その補償を行なう
直流電動機の速度制御装置において、負荷トルク
の推定値と電動機発生トルクとの偏差を電流相当
量に換算して得た値を電流指令値に加算して電流
制御を行なうことにより負荷急変時の電流の行き
すぎを抑えるとともに、さらに前記換算値に速度
調節器出力を加算することにより、大幅な速度変
更による速度調節器出力の制限値オーバが生じて
も良好な速度制御が可能となるようにしたもので
ある。
を用いて負荷トルクを推定し、その補償を行なう
直流電動機の速度制御装置において、負荷トルク
の推定値と電動機発生トルクとの偏差を電流相当
量に換算して得た値を電流指令値に加算して電流
制御を行なうことにより負荷急変時の電流の行き
すぎを抑えるとともに、さらに前記換算値に速度
調節器出力を加算することにより、大幅な速度変
更による速度調節器出力の制限値オーバが生じて
も良好な速度制御が可能となるようにしたもので
ある。
なお、この発明は上述の如き直流電動機ばかり
でなく、これと同様な特性をもつ交流電動機また
は制御対象における外乱特性の改善に用いて効果
的である。
でなく、これと同様な特性をもつ交流電動機また
は制御対象における外乱特性の改善に用いて効果
的である。
第１図は従来の速度制御装置を示すブロツク
図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツク図
である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧角調整器、４……サイリスタ変換
器、５……電動機、６……速度発電機、７……状
態観測器、８，８′……制限器（リミツタ）、７
１，７２，７３……界磁模擬要素、７４，７５，
７６，７７……比例要素、７８，７９……積分要
素、Ｄ……電流検出器。
図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツク図
である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧角調整器、４……サイリスタ変換
器、５……電動機、６……速度発電機、７……状
態観測器、８，８′……制限器（リミツタ）、７
１，７２，７３……界磁模擬要素、７４，７５，
７６，７７……比例要素、７８，７９……積分要
素、Ｄ……電流検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電動機の速度検出値をその設定値に一致させ
るべく速度調節を行なう速度調節ループ内に該ル
ープの出力を電流指令値として電機子電流もしく
はこれに相当する電動機電流成分を調節する電流
調節ループを有してなる電動機の速度制御装置に
おいて、 前記速度調節ループの出力を制限する第１のリ
ミツタと、 前記電流調節ループの入力を制限する第２のリ
ミツタと、 電動機速度を推定する積分要素と、 速度実際値と推定値との偏差を所定係数倍して
積分したものと該速度偏差を所定係数倍したもの
とを加算して負荷トルクを推定する負荷トルク推
定要素と、 電流検出値から電動機発生トルクを演算する演
算要素と、 該演算要素の出力と前記負荷トルク推定要素の
出力と前記速度偏差を所定係数倍したものとを加
減算して前記積分要素に与える加減算要素と、 前記負荷トルク推定値をそれと対応する電流量
に換算する換算要素と、 前記負荷トルク推定値と電動機発生トルクとの
偏差を電流量に換算しこれに前記第１リミツタの
出力を加算したものを所定係数倍する係数要素
と、 該係数要素の出力と前記換算要素の出力と前記
第１リミツタの出力とを加算して前記第２リミツ
タに与える加算要素と、 を設けたことを特徴とする電動機の速度制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196053A JPS5986493A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196053A JPS5986493A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986493A JPS5986493A (ja) | 1984-05-18 |
| JPS6334712B2 true JPS6334712B2 (ja) | 1988-07-12 |
Family
ID=16351407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196053A Granted JPS5986493A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986493A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0556544U (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | 三菱自動車工業株式会社 | サッシュドアのランチャンネル取付構造 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2683260B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1997-11-26 | 三菱電機株式会社 | ステツプモータの動特性計測装置 |
| BR9407705A (pt) * | 1993-09-27 | 1997-02-04 | Diversey Corp | Bombeamento com vazao medida com sistema de compensaçao de carga e método |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP57196053A patent/JPS5986493A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0556544U (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | 三菱自動車工業株式会社 | サッシュドアのランチャンネル取付構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5986493A (ja) | 1984-05-18 |
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