JPS6314594B2 - - Google Patents
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- JPS6314594B2 JPS6314594B2 JP56080106A JP8010681A JPS6314594B2 JP S6314594 B2 JPS6314594 B2 JP S6314594B2 JP 56080106 A JP56080106 A JP 56080106A JP 8010681 A JP8010681 A JP 8010681A JP S6314594 B2 JPS6314594 B2 JP S6314594B2
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- Japan
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- current
- amplifier
- control
- voltage
- speed
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-
- 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
- H02P7/288—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 variable impedance
- H02P7/2885—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 variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、di／dt制御を有する電動機の制御装
置に関する。
置に関する。
従来のdi／dt制御を有する電動機速度制御装置
を第１図に制御ブロツク図に示し、以下にその動
作を説明する。外部より与えられる速度基準信号
１と速度検出器２によつて検出された速度検出信
号３との速度偏差信号４を速度制御増幅器５によ
つて増幅し、電流基準信号６を得る。前記電流基
準信号６と電流検出器７によつて検出された電流
検出信号８との電流偏差信号９を電流制御増幅器
１０によつて増幅しdi／dt基準信号１１を得る。
前記di／dt基準信号１１と電流検出信号８と微分
回路１２により検出されるdi／dt検出信号１３と
のdi／dt偏差信号１４をdi／dt制御増幅器１５に
よつて増幅し、主回路インピーダンスを含む電力
増幅器１６を制御し、電流Iaを制御する。この場
合に電流制御増幅器１０の出力信号、すなわち
di／dt基準信号１１を図示しない電圧制限回路に
より制限することによりdi／dt制限制御が行われ
る。１７は電動機のトルク係数と電動機軸の全慣
性モーメントで定まる伝達関数で電流Iaを入力と
しωを出力とする。上述従来方式の場合di／dtの
検出信号１３は、一般にコンデンサと抵抗の直列
接続より成る微分回路１２により検出するが、そ
の時定数により必ず若干の時間遅れが生じる。ま
た既設の電流マイナー制御系を有する電動機速度
制御装置に容易に付加するのは困難である等の欠
点がある。
を第１図に制御ブロツク図に示し、以下にその動
作を説明する。外部より与えられる速度基準信号
１と速度検出器２によつて検出された速度検出信
号３との速度偏差信号４を速度制御増幅器５によ
つて増幅し、電流基準信号６を得る。前記電流基
準信号６と電流検出器７によつて検出された電流
検出信号８との電流偏差信号９を電流制御増幅器
１０によつて増幅しdi／dt基準信号１１を得る。
前記di／dt基準信号１１と電流検出信号８と微分
回路１２により検出されるdi／dt検出信号１３と
のdi／dt偏差信号１４をdi／dt制御増幅器１５に
よつて増幅し、主回路インピーダンスを含む電力
増幅器１６を制御し、電流Iaを制御する。この場
合に電流制御増幅器１０の出力信号、すなわち
di／dt基準信号１１を図示しない電圧制限回路に
より制限することによりdi／dt制限制御が行われ
る。１７は電動機のトルク係数と電動機軸の全慣
性モーメントで定まる伝達関数で電流Iaを入力と
しωを出力とする。上述従来方式の場合di／dtの
検出信号１３は、一般にコンデンサと抵抗の直列
接続より成る微分回路１２により検出するが、そ
の時定数により必ず若干の時間遅れが生じる。ま
た既設の電流マイナー制御系を有する電動機速度
制御装置に容易に付加するのは困難である等の欠
点がある。
また、特開昭47−11871のように速度制御増幅
器の出力の上限と下限を可変設定とし、上記速度
制御増幅器の出力信号に応じて一定の変化率で上
記上限と下限の設定値を変化させるランプ関数発
生器を用いる方法もあるが、やはり既設の速度制
御装置に容易に付加するのは困難である。
器の出力の上限と下限を可変設定とし、上記速度
制御増幅器の出力信号に応じて一定の変化率で上
記上限と下限の設定値を変化させるランプ関数発
生器を用いる方法もあるが、やはり既設の速度制
御装置に容易に付加するのは困難である。
本発明の目的は上述欠点を除去するためになさ
れたものであり電流基準信号の変化率を抑制して
di／dt制限制御をより安全に行う様にし、既設の
電流制御系を内側に有する電動機制御装置を容易
にdi／dt制限制御付の電動機制御装置に改良する
ことを可能とした。電動機の制御装置を提供する
ことにある。
れたものであり電流基準信号の変化率を抑制して
di／dt制限制御をより安全に行う様にし、既設の
電流制御系を内側に有する電動機制御装置を容易
にdi／dt制限制御付の電動機制御装置に改良する
ことを可能とした。電動機の制御装置を提供する
ことにある。
以下本発明を図面を参照して説明する。
本発明による電動機速度制御装置の一実施例を
第２図の制御ブロツク図に示す。外部から与えら
れる速度基準信号１と速度検出器２によつて検出
した速度検出信号３との速度偏差信号４を速度制
御増幅器５により増幅し、第１の電流基準信号６
Ａを得る。その第１の電流基準信号６Ａと第２の
電流基準信号（以下単に電流基準信号と呼称す
る）６との電流基準偏差信号１８をdi／dt制御増
幅器１９により増幅し電流基準信号６を得る。電
流基準信号６と電流検出器７により検出された電
流検出信号８との電流偏差信号９を電流制御増幅
器１０により増幅し、主回路インピーダンスを含
む電力増幅器１６を制御し、電流Iaを制御する。
更に電流Iaは、電動機のトルク係数と電動機軸の
全慣性モーメントで定まる伝達関数１７を介して
速度ωを出力する。
第２図の制御ブロツク図に示す。外部から与えら
れる速度基準信号１と速度検出器２によつて検出
した速度検出信号３との速度偏差信号４を速度制
御増幅器５により増幅し、第１の電流基準信号６
Ａを得る。その第１の電流基準信号６Ａと第２の
電流基準信号（以下単に電流基準信号と呼称す
る）６との電流基準偏差信号１８をdi／dt制御増
幅器１９により増幅し電流基準信号６を得る。電
流基準信号６と電流検出器７により検出された電
流検出信号８との電流偏差信号９を電流制御増幅
器１０により増幅し、主回路インピーダンスを含
む電力増幅器１６を制御し、電流Iaを制御する。
更に電流Iaは、電動機のトルク係数と電動機軸の
全慣性モーメントで定まる伝達関数１７を介して
速度ωを出力する。
本発明による電動機速度制御装置（第２図）が
従来方式による電動機速度制御装置（第１図）と
異る点は、di／dt制御に関する部分である。すな
わち従来方式の場合di／dt制御増幅器１５が電流
制御系の内側にあるのに対し、本発明では電流制
御系の外側にdi／dt制御増幅器１９を設けてい
る。従つて本発明ではdi／dtの制御は電流基準信
号６の変化率を制御して行うことになる。充分に
検討された本発明によるdi／dt制御方式は、di／
dt制御を行つていない既設のマイナー電流制御付
電動機制御装置に対し、容易に追加することが可
能である。
従来方式による電動機速度制御装置（第１図）と
異る点は、di／dt制御に関する部分である。すな
わち従来方式の場合di／dt制御増幅器１５が電流
制御系の内側にあるのに対し、本発明では電流制
御系の外側にdi／dt制御増幅器１９を設けてい
る。従つて本発明ではdi／dtの制御は電流基準信
号６の変化率を制御して行うことになる。充分に
検討された本発明によるdi／dt制御方式は、di／
dt制御を行つていない既設のマイナー電流制御付
電動機制御装置に対し、容易に追加することが可
能である。
本発明によるdi／dt制御増幅器１９の一実施例
を第３図に、その伝達関数ブロツク図を第４図に
示す。
を第３図に、その伝達関数ブロツク図を第４図に
示す。
第３図のOA１，OA２，OA３は演算増幅器、
e1は第１の電流基準信号６Ａの入力電圧、R1は
その入力抵抗、R2は電流基準信号６のフイード
バツク抵抗、R3は演算増幅器OA１の比例増幅率
設定用抵抗、RHはその比例増幅率調整用可変抵
抗、e2は演算増幅器OA１の出力電圧、２０は
di／dtを制限するための電圧制限回路、R4は演算
増幅器OA２の入力抵抗、c1は演算増幅器OA２
の積分コンデンサ、２１は電流を制限するための
電圧制限回路、e3は電流基準信号６となる演算増
幅器OA２の出力電圧、R5，R6は演算増幅器OA
３を反転増幅器とするための抵抗器である。
e1は第１の電流基準信号６Ａの入力電圧、R1は
その入力抵抗、R2は電流基準信号６のフイード
バツク抵抗、R3は演算増幅器OA１の比例増幅率
設定用抵抗、RHはその比例増幅率調整用可変抵
抗、e2は演算増幅器OA１の出力電圧、２０は
di／dtを制限するための電圧制限回路、R4は演算
増幅器OA２の入力抵抗、c1は演算増幅器OA２
の積分コンデンサ、２１は電流を制限するための
電圧制限回路、e3は電流基準信号６となる演算増
幅器OA２の出力電圧、R5，R6は演算増幅器OA
３を反転増幅器とするための抵抗器である。
第３図の回路はその線形動作範囲で第４図の伝
達関数ブロツク図に表すことができる。従つて第
１の電流基準信号６Ａから電流基準信号６までの
伝達関数をG1（ｓ）とすると(1)式で示すことがで
きる。
達関数ブロツク図に表すことができる。従つて第
１の電流基準信号６Ａから電流基準信号６までの
伝達関数をG1（ｓ）とすると(1)式で示すことがで
きる。
G1（ｓ）＝R2／R1・１／１＋T0s ……(1)
（但し、T0＝KR2R4C1／R3ｋ：RHにより定まる
係数でｋ＜１）
(1)式は単に１次遅れの比例増幅器として動作す
ることを示す。ここで第２図に示す電動機速度制
御系の開ループしや断周波数ωcに対し、充分高
い周波数領域になる様に(1)式の１／T0の値を決
めれば速度制御系の応答特性を損うことなくまた
安定性も充分満足させることが可能である。
ることを示す。ここで第２図に示す電動機速度制
御系の開ループしや断周波数ωcに対し、充分高
い周波数領域になる様に(1)式の１／T0の値を決
めれば速度制御系の応答特性を損うことなくまた
安定性も充分満足させることが可能である。
また、第１の電流基準電圧e1と電流基準電圧e3
との電流基準偏差電圧が(2)式の条件を満たす程度
に大きく発生したとき、演算増幅器OA１の出力
電圧e2は、電圧制限回路２０の制限電圧E2Mの値
に制限される。
との電流基準偏差電圧が(2)式の条件を満たす程度
に大きく発生したとき、演算増幅器OA１の出力
電圧e2は、電圧制限回路２０の制限電圧E2Mの値
に制限される。
R3／ｋ・｜e1／R1−e3／R2｜＞｜E2M｜……(2)
（但し、｜E2M｜は電圧制限回路２０により定
まる電圧の絶体値。） 従つて演算増幅器OA２は電流基準偏差電圧が
(2)式の条件からはずれる程度に少なくなるまで一
定電圧E2Mの積分増幅器として動作する。この場
合に電流基準電圧e3の定格電流に相当する電圧を
E3Rとすると、電流基準電圧の変化率は(3)式で示
すことができる。
まる電圧の絶体値。） 従つて演算増幅器OA２は電流基準偏差電圧が
(2)式の条件からはずれる程度に少なくなるまで一
定電圧E2Mの積分増幅器として動作する。この場
合に電流基準電圧e3の定格電流に相当する電圧を
E3Rとすると、電流基準電圧の変化率は(3)式で示
すことができる。
di／dt＝E2M／R4C1E3R（PUPS） ……(3)
例えば速度制御系の応答時間を0.3（sec）と仮
定すると、その遮断周波数ωcは約10（rad／sec）
程度となるので、(1)式のT0は0.1（sec）以下にな
るように選定する。具体例としてR1〜R6をすべ
て100KΩ、C1を0.3（μF）、E2Mを2.5（Ｖ）、E3Mを
５（Ｖ）に選定すると(3)式から di／dt＝2.5（Ｖ）／５（Ｖ／PU）／100（KΩ）×0.3
（μF） ＝17（PU／sec） となり、100％電流が1/17（sec）＝60（ms）の時
間の割り合いで変化する電流基準電圧e3が得られ
る。
定すると、その遮断周波数ωcは約10（rad／sec）
程度となるので、(1)式のT0は0.1（sec）以下にな
るように選定する。具体例としてR1〜R6をすべ
て100KΩ、C1を0.3（μF）、E2Mを2.5（Ｖ）、E3Mを
５（Ｖ）に選定すると(3)式から di／dt＝2.5（Ｖ）／５（Ｖ／PU）／100（KΩ）×0.3
（μF） ＝17（PU／sec） となり、100％電流が1/17（sec）＝60（ms）の時
間の割り合いで変化する電流基準電圧e3が得られ
る。
又、この場合、ｋ＝１とする第１の電流基準電
圧e1の変動値が2.5（Ｖ）（50％電流）以下では(2)
式の電圧制限条件に入らずdi／dt制御増幅器は一
次遅れの比例増幅器として動作し通常の速度制御
系の応答時間0.3（sec）を確保することができる。
圧e1の変動値が2.5（Ｖ）（50％電流）以下では(2)
式の電圧制限条件に入らずdi／dt制御増幅器は一
次遅れの比例増幅器として動作し通常の速度制御
系の応答時間0.3（sec）を確保することができる。
又、逆に言えば、第１の電流基準電圧e1の変動
値が2.5（Ｖ）（50％電流）を超える時比例増幅器
として動作する演算増幅器OA１の出力電圧e2は
電圧制限回路２０により2.5（Ｖ）に制限され、上
記した電流変化率の電流基準電圧e3となる。
値が2.5（Ｖ）（50％電流）を超える時比例増幅器
として動作する演算増幅器OA１の出力電圧e2は
電圧制限回路２０により2.5（Ｖ）に制限され、上
記した電流変化率の電流基準電圧e3となる。
本発明の他の実施例として第３図に点線で示し
た様に電動機の速度または電圧の検出信号２２を
入力信号として加え電圧制限回路２０の制限電圧
E2Mの値を可変にすることが可能である。この場
合、電動機の速度または電圧の絶体値の大きさに
逆比例して制限電圧E2Mの大きさを変化させる。
この目的は電動機の速度または電圧が高くなるに
従つて電流の変化率、すなわちdi／dtを低く押
え、安全な運転を行うためである。
た様に電動機の速度または電圧の検出信号２２を
入力信号として加え電圧制限回路２０の制限電圧
E2Mの値を可変にすることが可能である。この場
合、電動機の速度または電圧の絶体値の大きさに
逆比例して制限電圧E2Mの大きさを変化させる。
この目的は電動機の速度または電圧が高くなるに
従つて電流の変化率、すなわちdi／dtを低く押
え、安全な運転を行うためである。
以上説明の様に本発明は、電流制御系を内側に
有する電動機の速度または電圧制御装置におい
て、その電流制御系の電流基準信号の変化率に制
限を加えることにより、より安全にdi／dtの値を
制限制御可能とした電動機の制御装置を提供する
ことができる。
有する電動機の速度または電圧制御装置におい
て、その電流制御系の電流基準信号の変化率に制
限を加えることにより、より安全にdi／dtの値を
制限制御可能とした電動機の制御装置を提供する
ことができる。
第１図は従来のdi／dt制御付速度制御装置の制
御ブロツク図、第２図は本発明によるdi／dt制御
付速度制御装置の制御ブロツク図、第３図は本発
明のdi／dt制御増幅器の具体的な一実施例であ
り、第４図はその説明の伝達関数ブロツク図であ
る。 １……速度基準信号、２……速度検出器、３…
…速度検出信号、４……速度偏差信号、５……速
度制御増幅器、６……電流基準信号、６Ａ……第
１の電流基準信号、７……電流検出器、８……電
流検出信号、９……電流偏差信号、１０……電流
制御増幅器、１１……di／dt基準信号、１２……
微分回路、１３……di／dt検出信号、１４……
di／dt偏差信号、１５……di／dt制御増幅器、１
６……電力増幅器（主回路インピーダンスを含
む）、１７……電動機のトルク係数と電動機軸の
全慣性モーメントで決まる伝達関数、１８……電
流基準偏差信号、１９……本発明のdi／dt制御増
幅器、２０，２１……電圧制限回路、２２……電
動機の速度または電圧検出信号、OA１，OA２，
OA３……演算増幅器、R1〜R6……抵抗器、C1…
…コンデンサ、RH……可変抵抗器、e1……第１
の電流基準電圧、e2……演算増幅器OA１の出力
電圧、e3……電流基準電圧。
御ブロツク図、第２図は本発明によるdi／dt制御
付速度制御装置の制御ブロツク図、第３図は本発
明のdi／dt制御増幅器の具体的な一実施例であ
り、第４図はその説明の伝達関数ブロツク図であ
る。 １……速度基準信号、２……速度検出器、３…
…速度検出信号、４……速度偏差信号、５……速
度制御増幅器、６……電流基準信号、６Ａ……第
１の電流基準信号、７……電流検出器、８……電
流検出信号、９……電流偏差信号、１０……電流
制御増幅器、１１……di／dt基準信号、１２……
微分回路、１３……di／dt検出信号、１４……
di／dt偏差信号、１５……di／dt制御増幅器、１
６……電力増幅器（主回路インピーダンスを含
む）、１７……電動機のトルク係数と電動機軸の
全慣性モーメントで決まる伝達関数、１８……電
流基準偏差信号、１９……本発明のdi／dt制御増
幅器、２０，２１……電圧制限回路、２２……電
動機の速度または電圧検出信号、OA１，OA２，
OA３……演算増幅器、R1〜R6……抵抗器、C1…
…コンデンサ、RH……可変抵抗器、e1……第１
の電流基準電圧、e2……演算増幅器OA１の出力
電圧、e3……電流基準電圧。
Claims (1)
- １ 電流基準信号と電動機の電流検出信号を比較
して前記電動機の電流を制御する電流制御回路と
速度又は電圧基準信号と前記電動機の速度又は電
圧検出信号を比較して前記電流基準信号を出力し
前記電動機の速度又は電圧を制御する制御増幅器
を備えた装置において、前記制御増幅器の出力信
号を入力とし出力制限機能を備えた比例増幅器
と、この比例増幅器の出力信号を積分して前記比
例増幅器の入力側へ負帰還信号として加えると共
に前記電流制御回路の電流基準として与える積分
器から成るdi／dt制御増幅器を設け、前記比例増
幅器の出力信号がその制限値以下のときの前記
di／dt制御増幅器の一次遅れ系特性の応答周波数
を前記制御増幅器を含む速度又は電圧制御系の応
答周波数以上に選定したことを特徴とする電動機
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56080106A JPS57196883A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Controller for motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56080106A JPS57196883A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Controller for motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196883A JPS57196883A (en) | 1982-12-02 |
| JPS6314594B2 true JPS6314594B2 (ja) | 1988-03-31 |
Family
ID=13708925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56080106A Granted JPS57196883A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Controller for motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196883A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3668495A (en) * | 1970-11-04 | 1972-06-06 | Westinghouse Electric Corp | Apparatus for limiting the rate of rise of current in a multi-loop motor control system |
| JPS5740745B2 (ja) * | 1973-03-27 | 1982-08-30 |
-
1981
- 1981-05-28 JP JP56080106A patent/JPS57196883A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196883A (en) | 1982-12-02 |
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