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JPH0474958B2 - - Google Patents
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JPH0474958B2 - - Google Patents

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JPH0474958B2
JPH0474958B2 JP57032869A JP3286982A JPH0474958B2 JP H0474958 B2 JPH0474958 B2 JP H0474958B2 JP 57032869 A JP57032869 A JP 57032869A JP 3286982 A JP3286982 A JP 3286982A JP H0474958 B2 JPH0474958 B2 JP H0474958B2
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switching
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/525Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は逆並列接続された順変換器を用いて
直流電動機を駆動する際に用いて好適な負荷電流
切換方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a load current switching method suitable for driving a DC motor using forward converters connected in antiparallel.

逆並列接続された順変換器を用いて直流電動機
を駆動する場合の一般的な回路例を第1図に示
す。この図において1,2は各々サイリスタで構
成される順変換器であり、直流電動機の電機子3
に対し逆並列に接続されている。また、この順変
換器1,2には各々三相交流電源ACが供給され
ている。4は界磁巻線であり、可変直流電源5に
接続されている。
FIG. 1 shows a typical circuit example in which a DC motor is driven using forward converters connected in antiparallel. In this figure, 1 and 2 are forward converters each composed of a thyristor, and the armature 3 of the DC motor
are connected in antiparallel to each other. Further, a three-phase alternating current power supply AC is supplied to each of the forward converters 1 and 2. 4 is a field winding, which is connected to a variable DC power source 5.

ところで、周知のように直流電動機の回転速度
を制御する場合は電機子電流(以下負荷電流とい
う)を制御して行い、回転方向を反転する場合は
負荷電流の向きを反転して行う。
By the way, as is well known, the rotational speed of a DC motor is controlled by controlling the armature current (hereinafter referred to as load current), and the direction of rotation is reversed by reversing the direction of the load current.

そして、第1図に示す回路において、負荷電流
を制御する場合は負荷電流指令値に対応する点弧
角信号を順変換器1もしくは2に供給し、また、
負荷電流の向きを切り換える場合は動作する順変
換器を切り変える。例えば、直流電動機が正転し
ている時順変換器1が動作状態にあれば、逆転時
には、順変換器1を非動作状態にした後順変換器
2を動作状態にする。
In the circuit shown in FIG. 1, when controlling the load current, a firing angle signal corresponding to the load current command value is supplied to the forward converter 1 or 2, and
When switching the direction of the load current, switch the operating forward converter. For example, if the forward converter 1 is in an operating state when the DC motor is rotating in the forward direction, when the DC motor is rotating in the reverse direction, the forward converter 1 is put into a non-operating state and then the forward converter 2 is put into an operating state.

そして、このような負荷電流方向の切り換え方
法として従来以下に示す2つの方法が用いられて
いた。
Conventionally, the following two methods have been used to switch the load current direction.

まず、正転用順変換器の動作を停止させるた
めに、この順変換器へ供給される点弧角を最大
にし、負荷電流を0へ導く。負荷電流は電機子
のインダクタンス成分によりすぐには0になら
ないから、予め算出された所定時間(負荷電流
が0になる時間)経た後、正転用順変換器に供
給されていた点弧角信号をしや断する。そし
て、逆転用順変換器に点弧角信号を供給して、
負荷電流の方向を反転する。
First, in order to stop the operation of the forward converter for forward rotation, the firing angle supplied to the forward converter is maximized and the load current is guided to zero. Since the load current does not immediately become 0 due to the inductance component of the armature, after a pre-calculated predetermined time (the time when the load current becomes 0), the firing angle signal that was being supplied to the forward converter is changed. to sever. Then, supply the firing angle signal to the forward converter for reverse rotation,
Reverses the direction of load current.

上述したの方法と略同様であるが、正転用
順変換器の点弧角を最大にした後、負荷電流の
平均値を検出してこの値が0になつた時に、逆
転用順変換器に点弧角信号を供給する。
It is almost the same as the method described above, but after maximizing the firing angle of the forward converter for forward rotation, the average value of the load current is detected, and when this value reaches 0, the firing angle of the forward converter for reverse rotation is Provides firing angle signal.

しかしながら、上述した、の方法において
は負荷電流の方向切換に要する時間が長く、ま
た、切換時において点弧角を最大にするため、切
換後、点弧角を所望の値に復帰させるのに時間が
かかる欠点があつた。なお、動作中の順変換器の
点弧角を減少方向に制御する場合、急激に減少で
きない(一般には最大30゜程度)ことは周知のと
おりである。
However, in the above-mentioned method, it takes a long time to switch the direction of the load current, and in order to maximize the firing angle at the time of switching, it takes time to return the firing angle to the desired value after switching. There was a drawback that it took a while. It is well known that when controlling the firing angle of a forward converter during operation in a decreasing direction, it cannot be rapidly decreased (generally by a maximum of about 30 degrees).

そして、上述したことから従来の方法にはさら
に以下に述べる欠点があつた。
In view of the above, the conventional method also has the following drawbacks.

軽負荷状態で駆動される直流電動機の回転速度
を一定速度に制御する場合、負荷電流の指令値は
0付近において変動し、極性反転をくり返す。こ
の際前述した従来の方法においては、順変換器の
切換時間および切換後の点弧角復帰時間が長く、
負荷電流指令値の極性反転に対し追従性が悪いた
め、定速制御の特性が極めて悪かつた。
When controlling the rotational speed of a DC motor driven in a light load state to a constant speed, the command value of the load current fluctuates around 0, and the polarity is repeatedly reversed. In this case, in the conventional method described above, the switching time of the forward converter and the firing angle recovery time after switching are long;
Due to the poor followability of the polarity reversal of the load current command value, the constant speed control characteristics were extremely poor.

この発明は上述した事情に鑑み、順変換器の切
換時間および切換後の点弧角復帰時間が極めて短
く、また、軽負荷時における直流電動機の定速制
御特性が極めて良い逆並列接続順変換器の負荷電
流切換方法を提供するもので、逆並列接続された
順変換器のどちらか一方が適宜選択されて負荷へ
電流を供給するように構成された回路において、
軽負荷または無負荷時に、選択されている順変換
器の点弧直前の負荷電流値が0であるか否かを検
出し、0である場合には次の点弧を他方の順変換
器に切り換えることを特徴とする逆並列接続順変
換器の負荷電流切換方法である。
In view of the above-mentioned circumstances, this invention provides an anti-parallel connected forward converter which has extremely short switching time of the forward converter and firing angle recovery time after switching, and which has excellent constant speed control characteristics of a DC motor under light load. The present invention provides a load current switching method in which one of the forward converters connected in antiparallel is appropriately selected to supply current to the load.
At light load or no load, it is detected whether the load current value immediately before the ignition of the selected forward converter is 0 or not, and if it is 0, the next ignition is applied to the other forward converter. This is a load current switching method for an inverse-parallel connected forward converter characterized by switching the load current.

以下図面を参照してこの発明の実施例について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図である。なお、この図において第1図と対
応する部分には同一の符号を付しその説明を省略
する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.

この図においてS1は電流値指令信号であり、図
示せぬ他の回路から供給される信号である。この
電流値指令信号S1は指令信号変換部10に供給さ
れるとともに比較器22に供給される。指令信号
変換部10は電流値指令信号S1の絶対値を出力す
るものであり、その出力信号S2(=|S1|)は偏
差検出点11に供給される。また、指令信号変換
部10はイクスクルーシブノア回路27から供給
される信号S3が“L”レベルになると、その出力
信号S2を0にするよう構成されている。偏差検出
点11には負荷電流検出器20の出力信号S11
減算信号として供給される。この負荷電流検出器
20は変換器CTが検出する負荷電流Iaに対応す
る信号S10を負荷電流Iaと等しい値に変換して出
力するものである。増幅器12は偏差検出点11
で検出される偏差(S2−S11)を増幅して点弧角
演算部13に供給する。点弧角演算部13は供給
される信号に基づき順変換器1,2の点弧角を演
算するもので、偏差(S2−S11)が0となるよう
に点弧角演算を行う。この点弧角演算部13の出
力信号はレートコントロール部14に供給され
る。レートコントロール部14は点弧角演算部1
3の出力信号が点弧角を減少させる信号であると
き、減少幅が所定値(一般には30゜程度)以上で
あれば、この時の減少幅を分割するものである。
例えば、点弧角演算部13の出力信号が前回の点
弧角に対して60゜減少するものであれば、減少幅
30゜の点弧角信号を2度に分けて出力する。また、
点弧角演算部13の出力信号が、点弧角を増大さ
せる信号であるとき、および、減少させる信号で
はあるが減少幅が小さいとき、レートコントロー
ル部14は、点弧角演算部13の出力信号をその
まま出力する。このレートコントロール部14の
出力信号S4はゲートパルス発生部15に供給され
るとともに、偏差検出点25に減算信号として供
給される。
In this figure, S1 is a current value command signal, which is a signal supplied from another circuit not shown. This current value command signal S 1 is supplied to the command signal converter 10 and also to the comparator 22 . The command signal converter 10 outputs the absolute value of the current value command signal S 1 , and its output signal S 2 (=|S 1 |) is supplied to the deviation detection point 11 . Further, the command signal converter 10 is configured to set the output signal S 2 to 0 when the signal S 3 supplied from the exclusive NOR circuit 27 goes to "L" level. The output signal S 11 of the load current detector 20 is supplied to the deviation detection point 11 as a subtraction signal. This load current detector 20 converts the signal S10 corresponding to the load current Ia detected by the converter CT into a value equal to the load current Ia and outputs the signal S10. The amplifier 12 is the deviation detection point 11
The deviation (S 2 −S 11 ) detected at is amplified and supplied to the firing angle calculation section 13 . The firing angle calculating section 13 calculates the firing angles of the forward converters 1 and 2 based on the supplied signals, and calculates the firing angles so that the deviation (S 2 -S 11 ) becomes zero. The output signal of this firing angle calculation section 13 is supplied to a rate control section 14. The rate control section 14 is the firing angle calculation section 1
When the output signal No. 3 is a signal for decreasing the firing angle, if the decrease width is greater than a predetermined value (generally about 30 degrees), the decrease width at this time is divided.
For example, if the output signal of the firing angle calculation unit 13 decreases by 60° with respect to the previous firing angle, the amount of decrease
The firing angle signal of 30° is divided into two parts and output. Also,
When the output signal of the firing angle calculation unit 13 is a signal that increases the firing angle, and when the signal decreases the firing angle but the amount of decrease is small, the rate control unit 14 controls the output of the firing angle calculation unit 13. Output the signal as is. The output signal S 4 of the rate control section 14 is supplied to the gate pulse generation section 15 and also supplied to the deviation detection point 25 as a subtraction signal.

ここで、前述した点弧角演算部13およびレー
トコントロール部14における他の機能を説明す
る。偏差検出点25には240゜の点弧角信号が加算
信号として供給されており、ここでレートコント
ロール部14の出力信号S4との偏差が検出され
る。信号S4が点弧角α1を指示するものであれば偏
差検出点25における偏差は(240゜−α1)とな
る。そして、この偏差信号は増幅器26を介して
点弧角演算部13に供給される。そして、点弧角
演算部13はワンシヨツトマルチ28からパルス
P3が供給されると、偏差信号(240゜−α1)を取り
込み、この信号に対応する信号、すなわち、点弧
角(240゜−α1)を指示する信号をレートコントロ
ール部14へ供給する。また、レートコントロー
ル部14はワンシヨツトマルチ28からパルス
P3が供給されると、点弧角演算部13から供給
される信号をそのままゲートパルス発生部15へ
供給する。この場合、点弧角塩算部13の出力信
号が点弧角を大幅に減少させるものであつても、
減少幅を抑制しない。
Here, other functions of the firing angle calculation section 13 and rate control section 14 described above will be explained. A firing angle signal of 240° is supplied as an addition signal to the deviation detection point 25, and the deviation from the output signal S4 of the rate control section 14 is detected here. If the signal S 4 indicates the firing angle α 1 , the deviation at the deviation detection point 25 will be (240°−α 1 ). This deviation signal is then supplied to the firing angle calculation unit 13 via the amplifier 26. Then, the firing angle calculation unit 13 receives a pulse from the one-shot multi 28.
When P 3 is supplied, a deviation signal (240°-α 1 ) is taken in, and a signal corresponding to this signal, that is, a signal instructing the firing angle (240°-α 1 ), is supplied to the rate control section 14. do. The rate control section 14 also receives pulses from the one-shot multi 28.
When P 3 is supplied, the signal supplied from the firing angle calculating section 13 is directly supplied to the gate pulse generating section 15 . In this case, even if the output signal of the firing angle salt calculator 13 significantly reduces the firing angle,
Do not suppress the decline.

次に、15はゲートパルス発生部である。この
ゲートパルス発生部15はレートコントロール部
14の出力信号S4(点弧角を指示する信号)に基
づき、ゲートパルスGP、点弧前パルスP1および
点弧後パルスP2の3パルスを一組として発生す
るものである。ここで、第3図a〜cにゲートパ
ルスGP、点弧前パルスP1および点弧後パルスP2
の発生タイミングを示す。ゲートパルスGPは順
変換器1,2を点弧するパルスであり、信号S4
指示する点弧角に対応するパルスである。そし
て、点弧後パルスP2はアンドゲート23の入力
端子23bに供給され、点弧前パルスP1はD型
フリツプフロツプ1(以下FF1と略称する)のG
入力端子に供給され、また、ゲートパルスGP
アンドゲート16,17の入力端子16a,17
aに供給される。このアンドゲート16,17の
他方の入力端子16b,17bは各々FF2のQの
出力端子、出力端子に接続されており、アンド
ゲート16,17のどちらか一方が開となるよう
構成されている。18,19は各々ゲートパルス
GPを所定のレベルに増幅するパルスアンプであ
り、各々の出力信号は各々順変換器1,2のゲー
トに供給される。そして、ゲートパルスGPはFF2
の出力状態によつて、アンドゲート16→パルス
アンプ18なる経路で順変換器1に供給される
か、あるいは、アンドゲート17→パルスアンプ
19なる経路で順変換器2に供給される。
Next, 15 is a gate pulse generation section. This gate pulse generator 15 generates three pulses, namely a gate pulse G P , a pre-ignition pulse P 1 and a post-ignition pulse P 2 based on the output signal S 4 (a signal instructing the firing angle) of the rate control unit 14. They occur as a set. Here, the gate pulse G P , the pre-ignition pulse P 1 and the post-ignition pulse P 2 are shown in FIGS. 3a to 3c.
Indicates the timing of occurrence. The gate pulse GP is a pulse for firing the forward converters 1 and 2, and is a pulse corresponding to the firing angle indicated by the signal S4 . The post-ignition pulse P2 is supplied to the input terminal 23b of the AND gate 23, and the pre-ignition pulse P1 is supplied to the G of the D-type flip-flop 1 (hereinafter abbreviated as FF1 ).
The gate pulse G P is supplied to the input terminals 16a and 17 of the AND gates 16 and 17.
supplied to a. The other input terminals 16b and 17b of the AND gates 16 and 17 are connected to the Q output terminal and output terminal of FF 2 , respectively, and one of the AND gates 16 and 17 is configured to be open. . 18 and 19 are gate pulses respectively
This is a pulse amplifier that amplifies GP to a predetermined level, and each output signal is supplied to the gates of forward converters 1 and 2, respectively. And the gate pulse G P is FF 2
Depending on the output state of the signal, the signal is supplied to the forward converter 1 via the AND gate 16→pulse amplifier 18 path, or the AND gate 17→pulse amplifier 19 path to the forward converter 2.

一方、21,22は各々比較器であり、入力信
号が0を越えている場合に“H”レベルの信号を
出力し、入力信号が0以下である場合に“L”レ
ベルの信号を出力する。比較器21には変流器
CTの出力信号S10が供給され、比較器22には前
述したように電流値指令信号S1が供給される。な
お、信号S10は負荷電流Iaの絶対値|Ia|に等し
い値の信号である。比較器21の出力信号S12
FF1のD入力端子へ供給され、また、FF1の出
力信号はアンドゲート23の入力端子23aに開
閉信号として供給される。そして、アンドゲート
23の出力信号はFF2のG入力端子に供給され
る。比較器22の出力信号S6はFF2のD入力端子
およびイクスクルーシブノア27の入力端子27
aに供給される。このイクスクルーシブノア27
の他方の入力端子27bにはFF2のQ出力信号が
供給される。そして、イクスクルーシブノア27
の出力信号はワンシヨツトマルチ28に供給され
るとともに、前述した指令信号変換部10に供給
される。ワンシヨツトマルチ28は、入力信号、
すなわち、イクスクルーシブノア27の出力信号
が“L”レベルから“H”レベルになつた時に1
パルスを出力するものである。
On the other hand, 21 and 22 are comparators, which output a "H" level signal when the input signal exceeds 0, and output a "L" level signal when the input signal is less than 0. . Comparator 21 has a current transformer
The output signal S 10 of the CT is supplied, and the current value command signal S 1 is supplied to the comparator 22 as described above. Note that the signal S 10 is a signal having a value equal to the absolute value |Ia| of the load current Ia. The output signal S12 of the comparator 21 is
It is supplied to the D input terminal of FF 1 , and the output signal of FF 1 is supplied to the input terminal 23a of the AND gate 23 as an open/close signal. The output signal of the AND gate 23 is then supplied to the G input terminal of FF2 . The output signal S 6 of the comparator 22 is connected to the D input terminal of FF 2 and the input terminal 27 of the exclusive NOR 27.
supplied to a. This exclusive Noah 27
The Q output signal of FF 2 is supplied to the other input terminal 27b of FF 2 . And exclusive Noah 27
The output signal is supplied to the one-shot multi 28 and also to the command signal converter 10 described above. The one-shot multi 28 receives an input signal,
In other words, when the output signal of the exclusive NOR 27 changes from "L" level to "H" level, 1
It outputs pulses.

また、上述した構成のうち第2図に一点鎖線で
囲む部分で負荷電流切換部30が構成されてい
る。
Further, of the above-described configuration, the portion surrounded by the dashed line in FIG. 2 constitutes the load current switching section 30.

次に、上述した構成によるこの実施例の動作を
第2図、第4図を参照して説明するが、電流値指
令信号S1が正から負へ極性反転する場合を例にと
つて説明する。
Next, the operation of this embodiment with the above-described configuration will be explained with reference to FIGS. 2 and 4, taking as an example the case where the polarity of the current value command signal S1 is reversed from positive to negative. .

また、電源投入時におけるこの実施例の動作の
説明は以下の述べる2つの理由から簡単のために
省略する。
Further, a description of the operation of this embodiment when the power is turned on will be omitted for the sake of brevity for the following two reasons.

この実施例における電源投入時の動作は電流
指令信号S1が極性反転した時点の動作と略等し
いこと。
In this embodiment, the operation when the power is turned on is approximately the same as the operation when the polarity of the current command signal S1 is reversed.

電源投入時において、電流値指令信号S1が正
であれば、アンドゲート16が開となり正転用
の順変換器1が駆動され、また同様に、電流値
指令信号S1が負であれば、アンドゲート17が
開となり逆転用の順変換器2が駆動されること
が、以下の動作説明から容易に理解できるこ
と。
When the power is turned on, if the current value command signal S 1 is positive, the AND gate 16 is opened and the forward converter 1 for forward rotation is driven, and similarly, if the current value command signal S 1 is negative, It can be easily understood from the following operation description that the AND gate 17 is opened and the forward converter 2 for reverse rotation is driven.

さて、第4図a〜jは、第2図に示す電動機3
が軽負荷で駆動される場合において、電流値指令
信号S1を正から負へ直線的に変化させた場合の回
路各部の波形を示す図である。
Now, Fig. 4 a to j show the electric motor 3 shown in Fig. 2.
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of various parts of the circuit when the current value command signal S 1 is linearly changed from positive to negative when the electric current value command signal S 1 is driven with a light load.

まず初めに、電流値指令信号S1が0をクロスす
る時刻t1以前の動作を説明する。この場合、アン
ドゲート16が開、アンドゲート17が閉とな
り、電流値指令信号S1に対応するゲートパルス
GP(同図c参照)はアンドゲート16、パルスア
ンプ18を介して正転用の順変換器1に供給さ
れ、これにより、電機子3が正転する。またこの
時、比較器21,22の各々の出力信号S12,S6
は各々の入力信号S10,S1が0以上であるから、
共に“H”レベルにある(同図e,f参照)。信
号S12が常に“H”レベルにあると、第2図に示
すFF1は点弧前パルスP1が供給されてもその状態
が変化せず、出力信号は常に“L”レベルであ
る(第4図i参照)。したがつて、アンドゲート
23は閉状態にあり、FF2のG入力端子には
“L”レベルの信号が供給されつづける。これに
より、FF2の状態は変化せず、出力端子からは
“H”レベルの信号が出力されつづける(第4図
j参照)。この結果、イクスクルーシブノア27
の両入力端子27a,27bには常に“H”レベ
ルの信号が供給され、その出力信号S2は第4図g
に示すように“H”レベルを維持する。これによ
り、ワンシヨトマルチ28は動作せず、パルス
P3が出力されることはない。また、指令信号変
換部10の出力信号S2は信号S3が“H”レベルに
あるため、第4図aに示すように電流値指令信号
S1の絶対値に等しい。
First, the operation before time t1 when the current value command signal S1 crosses 0 will be explained. In this case, the AND gate 16 is open, the AND gate 17 is closed, and the gate pulse corresponding to the current value command signal S1 is
G P (see c in the figure) is supplied to the forward converter 1 for forward rotation via the AND gate 16 and the pulse amplifier 18, thereby causing the armature 3 to rotate forward. Also, at this time, the respective output signals S 12 and S 6 of the comparators 21 and 22
Since each input signal S 10 and S 1 is greater than or equal to 0,
Both are at the "H" level (see e and f in the same figure). When the signal S12 is always at the "H" level, the state of FF1 shown in FIG. 2 does not change even if the pre-ignition pulse P1 is supplied, and the output signal is always at the "L" level ( (See Figure 4i). Therefore, the AND gate 23 is in a closed state, and the "L" level signal continues to be supplied to the G input terminal of FF 2 . As a result, the state of FF 2 does not change, and an "H" level signal continues to be output from the output terminal (see FIG. 4j). As a result, Exclusive Noah 27
An "H" level signal is always supplied to both input terminals 27a and 27b, and the output signal S2 is as shown in Fig. 4g.
The "H" level is maintained as shown in FIG. As a result, the one shot multi 28 does not operate and the pulse
P 3 is never output. Also, since the signal S3 is at the "H" level, the output signal S2 of the command signal converter 10 is a current value command signal as shown in FIG. 4a.
Equal to the absolute value of S 1 .

次に、電流値指令信号S1が時刻t1において0に
なると、比較器22の出力信号S6が“L”レベル
になる。この結果、イクスクルーシブノア27の
出力信号S3が“L”レベルになり、指令信号変換
部10の出力信号S2は第4図aに示すように0に
なる。この結果、時刻t1以後点弧演算部13は負
荷電流Iaを0とするような点弧角を演算する。
Next, when the current value command signal S 1 becomes 0 at time t 1 , the output signal S 6 of the comparator 22 becomes “L” level. As a result, the output signal S3 of the exclusive NOR 27 becomes "L" level, and the output signal S2 of the command signal converter 10 becomes 0 as shown in FIG. 4a. As a result, after time t1 , the ignition calculating section 13 calculates the ignition angle such that the load current Ia becomes zero.

一方、負荷電流Iaは時刻t2〜t3間でいつたん0
になる。これは、周知のように電流継続状態と呼
ばれる現象で、直流電動機を軽負荷状態で駆動し
た際に電流指令信号S1が0付近にあると負荷電流
I2が次の点弧時刻の手順で0になる現象である。
また、この状態では次の点弧時点の直前の負荷電
流が必ず0になる。そして、この実施例では以下
に説明するように時刻t3において負荷電流継続状
態を検出し、その次の点弧時において負荷電流Ia
の向きを切換える。
On the other hand, the load current Ia suddenly becomes 0 between time t 2 and t 3 .
become. As is well known, this is a phenomenon called a continuous current state, and when the DC motor is driven under a light load and the current command signal S 1 is around 0, the load current
This is a phenomenon in which I 2 becomes 0 at the next ignition time.
Further, in this state, the load current immediately before the next ignition time always becomes 0. In this embodiment, as explained below, the load current continuation state is detected at time t3 , and at the next ignition, the load current Ia
Switch the orientation.

時刻t2において負荷電流Iaが0になると、比較
器21の出力信号S12が第4図fに示すように
“L”レベルになる。これにより、時刻t3におい
て点弧前パルスP1がFF1のG入力端子に供給され
ると、FF1の出力信号が第4図iに示すように
“H”レベルになり、電流断続状態を検出する。
FF1の出力信号が“H”レベルになると、アン
ドゲート23が開状態になる。そして、時刻t4
おいてゲートパルスGPが発せられると、この時
点ではFF2の出力状態が変化していないから、ゲ
ートパルスGPはアンドゲート16、パルスアン
プ18を介して正転用の順変換器1へ供給され
る。そして、時刻t5において点弧後パルスP2がア
ンドゲート23を介してFF2のG入力端子に供給
されると、信号S6がすでに“L”レベルになつて
いるから、FF2の出力状態が反転し、出力信号
が“L”レベルになる(第4図j参照)。この結
果、イクスクルーシブノア27の入力端子27
a,27bには共に、“L”レベルの信号が供給
されるから、イクスクルーシブノア27の出力信
号S3が“H”レベルになり、ワンシヨツトマルチ
28がパルスP3を点弧角演算部13およびレー
トコントロール部14へ供給する。点弧角演算部
13はパルスP3が供給されると、偏差検出点2
5から増幅器26を介して供給される偏差信号
(240゜−α1)を取り込み、点弧角(240゜−α1)を
指示する信号をレートコントロール部14を介し
てゲートパルス発生部15へ供給する。また、こ
の時レートコントロール部14はパルスP3が供
給されているから、点弧角演算部13の出力信号
が点弧角を大幅に減少させるものであつても減少
幅を抑制しない。そして、ゲートパルス発生部1
5は偏差信号(240゜−α1)に対応するゲートパル
スGPを時刻t6において出力する。
When the load current Ia becomes 0 at time t2 , the output signal S12 of the comparator 21 becomes "L" level as shown in FIG. 4f. As a result, when the pre-ignition pulse P 1 is supplied to the G input terminal of FF 1 at time t 3 , the output signal of FF 1 becomes "H" level as shown in Figure 4 i, and the current is in an intermittent state. Detect.
When the output signal of FF 1 becomes "H" level, the AND gate 23 becomes open. Then, when the gate pulse GP is issued at time t4 , since the output state of FF 2 has not changed at this point, the gate pulse GP is forward-converted for forward rotation via the AND gate 16 and the pulse amplifier 18. is supplied to vessel 1. Then, at time t5 , when the post-ignition pulse P2 is supplied to the G input terminal of FF2 via the AND gate 23, since the signal S6 is already at the "L" level, the output of FF2 is The state is reversed and the output signal goes to "L" level (see FIG. 4j). As a result, the input terminal 27 of the exclusive Noah 27
Since "L" level signals are supplied to both a and 27b, the output signal S3 of the exclusive noor 27 becomes "H" level, and the one shot multi 28 calculates the firing angle using the pulse P3 . 13 and rate control section 14. When the firing angle calculation unit 13 is supplied with the pulse P3, the firing angle calculation unit 13 detects the deviation detection point 2.
5 receives the deviation signal (240°-α 1 ) supplied through the amplifier 26, and sends a signal instructing the firing angle (240°-α 1 ) to the gate pulse generator 15 via the rate control unit 14. supply Furthermore, since the rate control section 14 is supplied with the pulse P3 at this time, even if the output signal of the firing angle calculation section 13 significantly decreases the firing angle, the reduction width is not suppressed. Then, the gate pulse generator 1
5 outputs a gate pulse GP corresponding to the deviation signal (240°-α 1 ) at time t 6 .

一方、時刻t5以後においては、第2図および第
4図から解るようにFF2の出力状態は変化しない
から、時刻t3においてはアンドゲート17が開状
態になつている。
On the other hand, after time t5 , the output state of FF 2 does not change as can be seen from FIGS. 2 and 4, so at time t3 , the AND gate 17 is in an open state.

したがつて、時刻t6におけるゲートパルスGP
アンドゲート17、パルスアンプ19を介して順
変換器2に供給され、これにより負荷電流Iaの向
きが切換り電機子3が逆回転する。
Therefore, the gate pulse G P at time t 6 is supplied to the forward converter 2 via the AND gate 17 and the pulse amplifier 19, thereby switching the direction of the load current Ia and causing the armature 3 to rotate in the reverse direction.

このように、この実施例では第4図aから解る
ように、電流値指令信号S1の極性反転に対し、1
点孤期間の遅れだけで、負荷電流Iaの向きを切り
換える。
In this way, in this embodiment, as can be seen from FIG. 4a, when the polarity of the current value command signal S1 is reversed,
The direction of the load current Ia is switched simply by delaying the firing period.

また一方、時刻t5に信号S3が“H”レベルにな
ると、指令信号変換部10の出力信号S2は再び電
流値指令信号S1の絶対値と等しくなる。この結
果、時刻t6以後の点弧角は信号S2に基づくものと
なる(第4図a参照)。これはこの実施例が負荷
電流切換後において電流値指令信号S1に対し極め
て良い追従性を持つことを示している。
On the other hand, when the signal S 3 becomes "H" level at time t 5 , the output signal S 2 of the command signal converter 10 becomes equal to the absolute value of the current value command signal S 1 again. As a result, the firing angle after time t6 is based on signal S2 (see FIG. 4a). This shows that this embodiment has extremely good followability for the current value command signal S1 after switching the load current.

ここで、追従性が良い理由を説明する。 Here, the reason why the followability is good will be explained.

まず、参考図1に示すように正転用順変換器の
出力電圧をvp、逆転用順変換器の出力電圧をvN
とする。モータは一定速度回転しているため、一
定の速度起電圧(モータの内部で発生)Ecが発
生する。そして、第5図に負荷電流Ia=0の時の
vpとvNの出力波形を示す。ここで、導通期間と
して示す部分がvp、vNの出力波形であり、その
開始点A、Bの電圧値が速度起電圧Ecに等しく
なつている。このため、各々の順変換器の出力電
流ip、iNが0になる。すなわち、切換直後にお
いていきなり電流が流れることがなく、速度脈動
が押えられている。
First, as shown in reference figure 1, the output voltage of the forward converter for forward rotation is vp, and the output voltage of the forward converter for reverse rotation is vN.
shall be. Since the motor rotates at a constant speed, a constant speed electromotive force (generated inside the motor) Ec is generated. Figure 5 shows when the load current Ia = 0.
The output waveforms of vp and vN are shown. Here, the portion shown as the conduction period is the output waveform of vp and vN, and the voltage values at the starting points A and B are equal to the speed electromotive force Ec. Therefore, the output currents ip and iN of each forward converter become zero. That is, the current does not suddenly flow immediately after switching, and speed pulsation is suppressed.

そして、正転側の点弧各αpoおよび逆転側の点
呼角pαNoは、 αpo=−sin(Ec/Em)−2π/3 αNp=−sin(−Ec/Em)+2π/3 なる式によつて算出される。ゆえに、 αpo+αNp=4π/3(=240゜) なる関係がある。したがつて、正転から逆転に切
り換えるときの逆転側の点呼角αNoは、 αNo=240゜−αpo となり、逆転から正転への切換の場合は、 αpo=240゜−αNo となる。上記値より小さくなると、切換直後に V>>Ec V>>−Ec となり、いきなり大電流が流れ速度脈動が生じて
しまう。一方、点弧角が上記値より大きくなる
と、切換直後において vp<Ec vN<−Ec となるので、以後の点孤によつて vp>Ec vN>−Ec となるまでの間が長く、これが無駄時間となつて
制御特性が悪化する。
Then, each ignition αpo on the forward rotation side and the roll call angle pαNo on the reverse rotation side are determined by the following formula: αpo=-sin(Ec/Em)-2π/3 αNp=-sin(-Ec/Em)+2π/3 Calculated. Therefore, there is a relationship αpo + αNp = 4π/3 (=240°). Therefore, the roll call angle αNo on the reverse side when switching from normal rotation to reverse rotation is αNo=240°−αpo, and when switching from reverse rotation to normal rotation, αpo=240°−αNo. If it becomes smaller than the above value, V>>Ec V>>-Ec immediately after switching, and a large current suddenly flows and speed pulsation occurs. On the other hand, if the firing angle is larger than the above value, vp<Ec vN<-Ec immediately after switching, so it takes a long time until vp>Ec vN>-Ec is reached by subsequent firing, which is wasteful. Control characteristics deteriorate over time.

軽負荷、無負荷時の制御においては、負荷電流
指令値が極性反転を繰り返すため、極性反転時の
切換時間をできるだけ短くすることが必要である
が、本実施例における点弧角の決定方法は、かか
る状況において格別の作用効果を有する。
In light load and no-load control, the load current command value repeats polarity reversal, so it is necessary to shorten the switching time during polarity reversal as much as possible. However, the firing angle determination method in this example is as follows. , has special effects in such situations.

すなわち、順変換器の切り換え直後の出力電圧
値が内部起電圧値に等しくなり、この結果、切換
直後に電流が流れることがなく、速度脈動が防止
される訳である。
That is, the output voltage value immediately after switching of the forward converter becomes equal to the internal electromotive voltage value, and as a result, no current flows immediately after switching, and speed pulsation is prevented.

上述したことから解るようにこの実施例は、軽
負荷で駆動される直流電動機の電機子電流の向き
をひんぱんに切換る際に極めて適している。
As can be seen from the above, this embodiment is extremely suitable for frequently switching the direction of the armature current of a DC motor driven with a light load.

なお、この実施例におけるパルスアンプ18,
19および負荷電流検出器20以外の動作をマイ
クロプロセツサを用いて行なわせてもよい。この
場合の制御方法の一例としては、例えば負荷電流
Iaの制御をゲートパルスGPに同期させて行う方
法がある。そして、この方法においては点弧後パ
ルスP2が次の点弧角制御演算および負荷電流の
切換えのスタート信号となる。また、切換え後の
点弧角初期値(240゜−α1)が不要な場合はパルス
P3および偏差検出点25は不要となる。
Note that the pulse amplifier 18 in this embodiment,
Operations other than those of 19 and load current detector 20 may be performed using a microprocessor. As an example of a control method in this case, for example, the load current
There is a method of controlling Ia in synchronization with gate pulse GP . In this method, the post-ignition pulse P2 becomes the start signal for the next firing angle control calculation and load current switching. In addition, if the initial firing angle value (240°−α 1 ) after switching is not required, use the pulse
P 3 and the deviation detection point 25 are no longer necessary.

以上説明したように、この発明によれば、逆並
列接続された順変換器のどちらか一方が適宜選択
されて負荷へ電流を供給するようにした回路にお
いて、軽負荷または無負荷時に、選択されている
順変換器の点弧直前の負荷直流値が0であるか否
かを検出し、0である場合には次の点弧を他方の
順変換器に切り換えるようにしたので、電流継続
状態となつたときに瞬時にこれを検出することが
でき、順変換器の切換を素早く行うことができ
る。したがつて、軽負荷時における直流電動機の
回転速度の一定化制御の制御特性を大きく向上さ
せることができる。
As explained above, according to the present invention, in a circuit in which one of the forward converters connected in antiparallel is appropriately selected to supply current to the load, when the load is light or there is no load, The system detects whether the load DC value immediately before the ignition of the forward converter is 0 or not, and if it is 0, the next ignition is switched to the other forward converter, so the current continues. It is possible to instantly detect when this occurs, and to quickly switch the forward converter. Therefore, the control characteristics of constant control of the rotational speed of the DC motor during light loads can be greatly improved.

また、切り換えに際し予め定められた所定値か
ら切換直前の点弧角を減算して次の点弧角を設定
することにより、切換時に発生する速度脈動を押
えることができ、極めて追従性の高い制御を実現
することができる。
In addition, by subtracting the firing angle immediately before switching from a predetermined value when switching and setting the next firing angle, speed pulsations that occur during switching can be suppressed, allowing control with extremely high followability. can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は逆並列接続された順変換器を用いて直
流電動機を駆動する場合の回路例を示す回路図、
第2図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第3図a〜cは各々第2図に示すゲートパ
ルス発生部15の出力波形を示す波形図、第4図
a〜jは第2図に示す回路各部の波形を示す波形
図、第5図は同実施例の制御原理を説明するため
の等価回路図、第6図は同実施例の制御原理を説
明するための波形図である。 30……負荷電流切換部。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circuit when a DC motor is driven using forward converters connected in antiparallel,
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIGS. 3 a to c are waveform diagrams showing the output waveforms of the gate pulse generator 15 shown in FIG. 2, and FIGS. FIG. 2 is a waveform diagram showing the waveforms of each part of the circuit, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for explaining the control principle of the same embodiment, and FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the control principle of the same embodiment. It is. 30...Load current switching section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 逆並列接続された順変換器のどちらか一方を
選択して直流電動機へ電流を供給するようにした
回路において、 軽負荷または無負荷時の定速運転中に、選択さ
れている順変換器の点弧直前の負荷電流値が0で
あるか否かを検出し、0である場合には次の点弧
を他方の順変換器に切り換えることを特徴とする
逆並列接続順変換器の負荷電流切り換え方法。 2 前記切り換えに際して、切り換え直前の点弧
角を240゜から減算し、その減算結果を次の点弧角
とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の逆並列接続順変換器の負荷電流切り換え方
法。
[Claims] 1. In a circuit in which one of forward converters connected in reverse parallel is selected to supply current to a DC motor, the selection is made during constant speed operation under light load or no load. The anti-parallel method is characterized in that it detects whether or not the load current value immediately before the ignition of the forward converter being turned on is 0, and if it is 0, the next ignition is switched to the other forward converter. Load current switching method for connection order converter. 2. The inverse parallel connection forward converter according to claim 1, characterized in that, in the switching, the firing angle immediately before the switching is subtracted from 240°, and the subtraction result is used as the next firing angle. Load current switching method.
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