JPS649838B2 - - Google Patents
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- JPS649838B2 JPS649838B2 JP8924783A JP8924783A JPS649838B2 JP S649838 B2 JPS649838 B2 JP S649838B2 JP 8924783 A JP8924783 A JP 8924783A JP 8924783 A JP8924783 A JP 8924783A JP S649838 B2 JPS649838 B2 JP S649838B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、サイリスタなどのような静止形電力
変換器を介して給電される直流電動機の如き逆起
電力負荷における負荷電流制御方式に関するもの
である。
変換器を介して給電される直流電動機の如き逆起
電力負荷における負荷電流制御方式に関するもの
である。
一般に直流電動機などのような逆起電力を発生
する負荷（以下、直流電動機を例に採り説明す
る）がサイリスタなどのような静止形電力変換器
を介して給電される場合、給電々流が脈流である
ことに起因して、電動機の回転数、電動機負荷の
状態などによつて電動機電流が、連続電流でなく
なり、不連続な断続電流になる場合のあることが
知られている。
する負荷（以下、直流電動機を例に採り説明す
る）がサイリスタなどのような静止形電力変換器
を介して給電される場合、給電々流が脈流である
ことに起因して、電動機の回転数、電動機負荷の
状態などによつて電動機電流が、連続電流でなく
なり、不連続な断続電流になる場合のあることが
知られている。
所で電動機電流の実際値を検出し、それを或る
基準値と比較し、その差である誤差信号を取り出
し、該誤差信号が零となるように、電力変換器を
構成するサイリスタ等の点弧角制御を調節器によ
つて行なう所の、いわゆる直流電動機の電流制御
が実施されている場合に、上述のような事情で、
電動機電流が断続電流に変わつたとき、調節器の
伝達関数をPI調節器のそれに固定したままにし
ておくと、制御特性の悪化を招き、応答の遅れや
安定性の欠如を生じる。従つて電動機電流が連続
電流であるか、断続電流であるかに応じて、制御
特性に何らかの補償を行なうことが必要になる。
基準値と比較し、その差である誤差信号を取り出
し、該誤差信号が零となるように、電力変換器を
構成するサイリスタ等の点弧角制御を調節器によ
つて行なう所の、いわゆる直流電動機の電流制御
が実施されている場合に、上述のような事情で、
電動機電流が断続電流に変わつたとき、調節器の
伝達関数をPI調節器のそれに固定したままにし
ておくと、制御特性の悪化を招き、応答の遅れや
安定性の欠如を生じる。従つて電動機電流が連続
電流であるか、断続電流であるかに応じて、制御
特性に何らかの補償を行なうことが必要になる。
従来、この種の補償手段として以下のような手
法が用いられている。電流断続時には、電動機電
流である直流電流とその直流電圧との間の関係は
非線形になる。そこで予め、断続電流波形のあら
ゆる制御角において直流電流値に対する直流電圧
値の関係を求めておき、電流断続時は電流値に応
じて、その時点の制御角に対する所要の補償角を
求め、該補償角をもとの制御角に加えることによ
り、電動機電流としての直流電流値と直流電圧値
との関係を線形化し、それによつて電流断続時の
制御特性を改善する。
法が用いられている。電流断続時には、電動機電
流である直流電流とその直流電圧との間の関係は
非線形になる。そこで予め、断続電流波形のあら
ゆる制御角において直流電流値に対する直流電圧
値の関係を求めておき、電流断続時は電流値に応
じて、その時点の制御角に対する所要の補償角を
求め、該補償角をもとの制御角に加えることによ
り、電動機電流としての直流電流値と直流電圧値
との関係を線形化し、それによつて電流断続時の
制御特性を改善する。
かかる従来の補償方式によれば、以下のような
問題点がある。
問題点がある。
(イ) 電動機電流である直流電流は大きなリプルを
含んでいるため、電流検出回路にリプルを除去
するためのフイルタを必要とし、このフイルタ
により非線形補償に遅れを生じ、最悪の場合、
制御特性が悪くなる。
含んでいるため、電流検出回路にリプルを除去
するためのフイルタを必要とし、このフイルタ
により非線形補償に遅れを生じ、最悪の場合、
制御特性が悪くなる。
(ロ) 電流断続時における直流電流値に対する電流
電圧値の関係を示す特性は、電動機の種類或い
は点弧制御角に応じて変化するため、電流値と
制御角から所要の補償角を求めるための変換用
パターンを予め用意し、これによつて補償角を
求めるようにすると、用意すべきパターン数が
膨大になり、パターンを計算にて求めるとその
ための制御処理が複雑になつて処理時間が増大
する。
電圧値の関係を示す特性は、電動機の種類或い
は点弧制御角に応じて変化するため、電流値と
制御角から所要の補償角を求めるための変換用
パターンを予め用意し、これによつて補償角を
求めるようにすると、用意すべきパターン数が
膨大になり、パターンを計算にて求めるとその
ための制御処理が複雑になつて処理時間が増大
する。
この発明は、上述のような従来技術の欠点を除
去するためになされたものであり、従つてこの発
明の目的は、補償手段にフイルタを必要とするこ
となく、また多大の処理時間をかけて変換用パタ
ーンの計算をする必要もなく、簡易な手段で非線
形補償を施された負荷電流（電動機電流）制御方
式を提供することにある。
去するためになされたものであり、従つてこの発
明の目的は、補償手段にフイルタを必要とするこ
となく、また多大の処理時間をかけて変換用パタ
ーンの計算をする必要もなく、簡易な手段で非線
形補償を施された負荷電流（電動機電流）制御方
式を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、静止形
電力変換器を介して給電される逆起電力負荷にお
ける負荷電流の検出値と、その基準値とを比較し
て両者間の差である誤差信号を出力する差分器
と、該差分器からの誤差信号を入力され該誤差信
号が零になるように前記変換器を制御する調節器
とから成る負荷電流制御方式において、負荷電流
が断続状態にあるか否かを検出する第１の検出手
段と、負荷電流が断続状態にあるとき前記調節器
をそれまでのPI調節器からＩ調節器に切り換え
る手段と、断続状態にある負荷電流の通流角を検
出する第２の検出手段と、前記Ｉ調節器の積分時
間を表す量と前記通流角との関係を予め求めパタ
ーンとして記憶する手段と、前記第２の検出手段
により検出された通流角に対応する前記積分時間
を表す量を前記記憶手段に記憶されたパターンか
ら求め、それに従つて前記Ｉ調節器の積分時間を
設定し直す手段と、を具備したことを特徴として
いる。
電力変換器を介して給電される逆起電力負荷にお
ける負荷電流の検出値と、その基準値とを比較し
て両者間の差である誤差信号を出力する差分器
と、該差分器からの誤差信号を入力され該誤差信
号が零になるように前記変換器を制御する調節器
とから成る負荷電流制御方式において、負荷電流
が断続状態にあるか否かを検出する第１の検出手
段と、負荷電流が断続状態にあるとき前記調節器
をそれまでのPI調節器からＩ調節器に切り換え
る手段と、断続状態にある負荷電流の通流角を検
出する第２の検出手段と、前記Ｉ調節器の積分時
間を表す量と前記通流角との関係を予め求めパタ
ーンとして記憶する手段と、前記第２の検出手段
により検出された通流角に対応する前記積分時間
を表す量を前記記憶手段に記憶されたパターンか
ら求め、それに従つて前記Ｉ調節器の積分時間を
設定し直す手段と、を具備したことを特徴として
いる。
次に図を参照して発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、１は電流基準信号、２は電
力変換器、３は直流電動機、４はCT（電流変成
器）、５は点弧角調整器、６は差分器、７はＩ（積
分動作）調節器、８はゲイン変更器、９はパター
ン発生器、１０は電流通流角検出器、１１は電流
の断続検出器、１２は切換器、１３はＰ（比例動
作）調節器、１４は断続器、１５は加算器、であ
る。
ある。同図において、１は電流基準信号、２は電
力変換器、３は直流電動機、４はCT（電流変成
器）、５は点弧角調整器、６は差分器、７はＩ（積
分動作）調節器、８はゲイン変更器、９はパター
ン発生器、１０は電流通流角検出器、１１は電流
の断続検出器、１２は切換器、１３はＰ（比例動
作）調節器、１４は断続器、１５は加算器、であ
る。
次に動作を説明する。常時、つまり電動機電流
が連続電流であるときは、差分器６において、
CT４により検出された電動機電流の実際値と電
流基準信号１との間の差である誤差信号が作成さ
れ、この誤差信号はＰ調節器１３に入力される。
Ｐ調節器１３からの調節出力は断続器１４（続の
状態にある）を介して加算器１５に入力する。他
方、Ｐ調節器１３からの調節出力は切換器１２を
介してＩ調節器７に入力し、該調節器７からの調
節出力も加算器１５に入力する。
が連続電流であるときは、差分器６において、
CT４により検出された電動機電流の実際値と電
流基準信号１との間の差である誤差信号が作成さ
れ、この誤差信号はＰ調節器１３に入力される。
Ｐ調節器１３からの調節出力は断続器１４（続の
状態にある）を介して加算器１５に入力する。他
方、Ｐ調節器１３からの調節出力は切換器１２を
介してＩ調節器７に入力し、該調節器７からの調
節出力も加算器１５に入力する。
加算器１５からの加算出力（Ｐ調節器１３から
の調節出力とＩ調節器７からの調節出力の和）が
点弧角調整器５を介して電力変換器２を前記誤差
信号が零になるように制御する。すなわち、この
場合、PI調節が実施されている。
の調節出力とＩ調節器７からの調節出力の和）が
点弧角調整器５を介して電力変換器２を前記誤差
信号が零になるように制御する。すなわち、この
場合、PI調節が実施されている。
次に断続検出器１１が、CT４により検出され
た電動機電流が断続状態にあることを検出する
と、切換器１２をＰ調節器１３側からゲイン変更
器８側へ切り換えると共に、断続器１４を続状態
から断状態へ切り換える。このため、差分器６か
らの誤差信号は、ゲイン変更器８、切換器１２を
介してＩ調節器７に加わる。Ｉ調節器７からの調
節出力は加算器１５を介して点弧角調整器５に入
力し、それによつて電力変換器２を制御する。す
なわち、この場合、Ｉ調節が実施されている。
た電動機電流が断続状態にあることを検出する
と、切換器１２をＰ調節器１３側からゲイン変更
器８側へ切り換えると共に、断続器１４を続状態
から断状態へ切り換える。このため、差分器６か
らの誤差信号は、ゲイン変更器８、切換器１２を
介してＩ調節器７に加わる。Ｉ調節器７からの調
節出力は加算器１５を介して点弧角調整器５に入
力し、それによつて電力変換器２を制御する。す
なわち、この場合、Ｉ調節が実施されている。
電動機電流が断続状態にあるときは、その平均
電流についてみると、電機子回路の時定数（Ｌ／
Ｒ）が無くなつたものと同じことになり、この
時、Ｉ調節器７にて調節動作を最適調整するとＩ
動作の積分時間Ｔと電動機電流の電流増幅度
（ΔI／ΔV）（換言すれば、電動機電流である直流
電流の変化分と直流電圧の変化分の比）との関係
はＴ∝（ΔI／ΔV）になる。
電流についてみると、電機子回路の時定数（Ｌ／
Ｒ）が無くなつたものと同じことになり、この
時、Ｉ調節器７にて調節動作を最適調整するとＩ
動作の積分時間Ｔと電動機電流の電流増幅度
（ΔI／ΔV）（換言すれば、電動機電流である直流
電流の変化分と直流電圧の変化分の比）との関係
はＴ∝（ΔI／ΔV）になる。
又、第３図に示すように、電流断続時の電流の
通流角をθとおくと、電動機電流の増幅度
（ΔI／ΔV）と通流角θとの関係は第４図のグラ
フに示すようになり、しかもその関係は点弧角制
御角にほとんど影響されない。
通流角をθとおくと、電動機電流の増幅度
（ΔI／ΔV）と通流角θとの関係は第４図のグラ
フに示すようになり、しかもその関係は点弧角制
御角にほとんど影響されない。
但し第４図において、cosは力率を示し、次
の関係にある。
の関係にある。
０＜cos＜１
Ｒは電動機の電機子低抗、Ｌは同インダクタン
ス、ωは交流電源の角周波数を表わしている。
ス、ωは交流電源の角周波数を表わしている。
上述のように、Ｉ動作の積分時間Ｔと電動機電
流の増幅度との間の関係が点弧制御角にほとんど
影響されないという点に着目し、Ｉ調節器７の前
段にゲイン変更器８を設け、電流通流角検出器１
０により検出した通流角θに応じた電流増幅度
（ΔI／ΔV）を予め用意したパターン発生器９か
ら求め、この値に従つてゲインを変化させること
により、電流断続時におけるＩ調節器７の積分時
間Ｔと電動機電流の増幅度（ΔI／ΔV）を比例さ
せている。
流の増幅度との間の関係が点弧制御角にほとんど
影響されないという点に着目し、Ｉ調節器７の前
段にゲイン変更器８を設け、電流通流角検出器１
０により検出した通流角θに応じた電流増幅度
（ΔI／ΔV）を予め用意したパターン発生器９か
ら求め、この値に従つてゲインを変化させること
により、電流断続時におけるＩ調節器７の積分時
間Ｔと電動機電流の増幅度（ΔI／ΔV）を比例さ
せている。
なお、この調節ループのゲインをゲイン変更器
８で変化させるということは、結局Ｉ調節器７に
おける積分時間を変化させるのと制御動作上、等
価であることは、Ｉ調節器の伝達関数を見れば容
易に理解できるであろう。
８で変化させるということは、結局Ｉ調節器７に
おける積分時間を変化させるのと制御動作上、等
価であることは、Ｉ調節器の伝達関数を見れば容
易に理解できるであろう。
第２図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
図である。同図においては、PI調節器１６とＩ
調節器７を別個に設け、切換器１２により電流連
続中はPI調節器１６を選択し、電流断続中はＩ
調節器７を選択するようにしている。その他、回
路動作等は第１図に示した実施例のそれと同じで
あるので説明は省略する。
図である。同図においては、PI調節器１６とＩ
調節器７を別個に設け、切換器１２により電流連
続中はPI調節器１６を選択し、電流断続中はＩ
調節器７を選択するようにしている。その他、回
路動作等は第１図に示した実施例のそれと同じで
あるので説明は省略する。
この発明によれば、以下の効果が得られる。
(1) 電流断続検出器によつて電流の断続状態を検
出したときは、調節器の伝達関数をそれまでの
PI調節器のそれからＩ調節器のそれへ切り換
えるように構成したため、電流断続状態におい
ても遅れなしに電流連続状態と同等の制御特性
を得ることができる。
出したときは、調節器の伝達関数をそれまでの
PI調節器のそれからＩ調節器のそれへ切り換
えるように構成したため、電流断続状態におい
ても遅れなしに電流連続状態と同等の制御特性
を得ることができる。
(2) 電流断続状態において採るＩ調節器の積分時
間は、電流通流角から求めるように構成したた
め、そのために必要な変換用パターンは、負荷
となる直流電動機の電機子定数（Ｒ、Ｌ）に応
じた１本だけを用意すればよく、従つてそのた
めの調整も簡単にできる。
間は、電流通流角から求めるように構成したた
め、そのために必要な変換用パターンは、負荷
となる直流電動機の電機子定数（Ｒ、Ｌ）に応
じた１本だけを用意すればよく、従つてそのた
めの調整も簡単にできる。
以上、負荷が直流電動機の場合の実施例を述べ
たが、これ以外に、電力変換器を介して給電され
る負荷の場合で、負荷電流が同じように連続した
り断続したりする状態をとるような負荷に対する
電流制御方式にも本発明は適用できる。
たが、これ以外に、電力変換器を介して給電され
る負荷の場合で、負荷電流が同じように連続した
り断続したりする状態をとるような負荷に対する
電流制御方式にも本発明は適用できる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の一実施例を
示すブロツク図、第３図は電流通流角の説明図、
第４図は電流通流角と電流増幅率の関係を示すグ
ラフ、である。 符号説明、１……電流基準信号、２……電力変
換器、３……直流電動機、４……CT、５……点
弧角調整器、６……差分器、７……Ｉ調節器、８
……ゲイン変更器、９……パターン発生器、１０
……電流通流角検出器、１１……断続検出器、１
２……切換器、１３……Ｐ調節器、１４……断続
器、１５……加算器、１６……PI調節器。
示すブロツク図、第３図は電流通流角の説明図、
第４図は電流通流角と電流増幅率の関係を示すグ
ラフ、である。 符号説明、１……電流基準信号、２……電力変
換器、３……直流電動機、４……CT、５……点
弧角調整器、６……差分器、７……Ｉ調節器、８
……ゲイン変更器、９……パターン発生器、１０
……電流通流角検出器、１１……断続検出器、１
２……切換器、１３……Ｐ調節器、１４……断続
器、１５……加算器、１６……PI調節器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 静止形電力変換器を介して給電される逆起電
力負荷における負荷電流の検出値と、その基準値
とを比較して両者間の差である誤差信号を出力す
る差分器と、該差分器からの誤差信号を入力され
該誤差信号が零になるように前記変換器を制御す
る調節器とから成る負荷電流制御方式において、 負荷電流が断続状態にあるか否かを検出する第
１の検出手段と、負荷電流が断続状態にあるとき
前記調節器をそれまでのPI調節器からＩ調節器
に切り換える手段と、断続状態にある負荷電流の
通流角を検出する第２の検出手段と、前記Ｉ調節
器の積分時間を表す量と前記通流角との関係を予
め求めパターンとして記憶する手段と、前記第２
の検出手段により検出された通流角に対応する前
記積分時間を表す量を前記記憶手段に記憶された
パターンから求め、それに従つて前記Ｉ調節器の
積分時間を設定し直す手段と、を具備して成るこ
とを特徴とする負荷電流制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8924783A JPS59216490A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 負荷電流制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8924783A JPS59216490A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 負荷電流制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216490A JPS59216490A (ja) | 1984-12-06 |
| JPS649838B2 true JPS649838B2 (ja) | 1989-02-20 |
Family
ID=13965421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8924783A Granted JPS59216490A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 負荷電流制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216490A (ja) |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP8924783A patent/JPS59216490A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59216490A (ja) | 1984-12-06 |
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