JP2751059B2 - 電動機制御回路 - Google Patents
電動機制御回路Info
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- JP2751059B2 JP2751059B2 JP62244183A JP24418387A JP2751059B2 JP 2751059 B2 JP2751059 B2 JP 2751059B2 JP 62244183 A JP62244183 A JP 62244183A JP 24418387 A JP24418387 A JP 24418387A JP 2751059 B2 JP2751059 B2 JP 2751059B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- speed
- circuit
- speed control
- control amplifier
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電動機の急激な負荷変動や急激な設定速度
変化等に対して良好に対応できるようにした電動機の制
御回路に関するものである。 （発明の背景） 一般的に電動機の速度制御回路では電動機回転速度を
設定速度と比較し、その偏差により例えば主回路の位相
制御を行う。この場合電流制御をマイナーループに設け
制御の安定性を高めている。ここに速度のフィードバッ
ク回路には通常PI制御回路が用いられる。しかしこの制
御系は、急激な負荷が加わるとそれに応じて急激に出力
電流を増加させるように作用する。電動機を適用する装
置によっては、この急激な出力電流の増加が大きな障害
を生じさせる。例えば圧延巻取機やフィルム巻取機等に
あっては、この急激な出力電流の変化は巻取トルクの過
大な変動となり製品を破損または不均一にする原因とな
る。 また直流電動機の制御においては、電機子電流の急変
は整流子等に瞬間的な電気火花を発生させることがあ
る。 このような不都合を避けるように回路定数を設定しよ
うとすれば、制御系の応答性が悪くなるという問題が生
じる。 （発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
急激な負荷変動等に対し電動機電流の変化が滑らかであ
り、また急激でない負荷変動等に対しては十分に高い応
答性を得られるようにした電動機制御回路を提供するこ
とを目的とする。 （発明の構成） 本発明によればこの目的は、電動機回転速度と設定速
度との偏差に基づいて速度制御を行う速度制御アンプを
有する電動機制御回路において、前記速度制御アンプの
出力変化の極性に応じて正負に変化する絶対値が略一定
な一定電圧で積分される積分回路と、この積分回路の出
力電圧と前記速度制御アンプ出力電圧との差を求めこの
差が所定のバイアス電圧を越えると前記速度制御アンプ
の出力変化を制限させる比較回路とを備えることを特徴
とする電動機制御回路により達成される。 （実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は制
御回路の全体図、第３図は動作説明のための各部出力波
形図である。 まず第２図に基づき全体構成を説明する。この図にお
いて符号10は直流電動機、12は交流電源、14はサイリス
タブリッジ回路であり、これらにより主回路が形成され
る。16は速度設定器、18は速度制御アンプであり、この
速度制御アンプ18は設定器16の設定速度v0と、速度検出
器20および速度検出回路22を介して求めた速度ｖとの偏
差Δｖを求める。速度ｖは設定速度v0と極性が逆であ
り、この偏差Δｖは速度ｖとv0の和として求められる
（第１図参照）。 この速度制御アンプ18の出力Δｖは電流制御アンプ24
に入力される。この電流制御アンプ24は速度制御アンプ
18の出力Δｖと、変流器26および電流検出回路28を介し
て求めた主回路電流との偏差を求める。この電流制御ア
ンプ24の出力に基づき位相制御回路30はブリッジ回路14
のサイリスタを点弧するゲート信号Ｇを出力する。この
結果サイリスタの点弧位相が制御され、主回路電流が変
化する。 次に本発明の一実施例回路を第１図に基づき説明す
る。この図で16,18,24は第２図の速度設定器、速度制御
アンプ、電流制御アンプであり、両アンプ18,24は公知
のPI（比例積分）制御によるフィードバック回路を有す
るものである。 この第１図において符号50は積分回路であり、比較器
としてのオペアンプ52と可変抵抗器54と積分器56とを備
える。オペアンプ52の反転入力端には前記速度制御アン
プ18の出力Δｖが入力され、非反転入力端にはこの積分
回路50の出力ｂが入力されている。このオペアンプ52
は、両入力端の入力信号Δｖとｂとを比較し、両者Δｖ
とｂの大小に応じて極性が変化する絶対値が一定の電圧
を出力する。この一定電圧は可変抵抗器54によって一定
電圧ａとされ、積分器56の反転入力端にされる。 例えば設定速度v0と速度ｖとの差（v0−ｖ）が負であ
れば、速度制御アンプ18はこの差（v0−ｖ）を反転して
増幅しのその出力Δｖが第３図（Ａ）に示すように時間
t1から正に増加する。この出力Δｖはオペアンプ52で反
転されて一定電圧ａは同図（Ｂ）に示すようになる。従
って積分器56はこの一定電圧ａを積分してその出力ｂは
同図（Ｃ）に示すようになる。 60は反転回路であり、前記偏差Δｖの極性を反転させ
て第３図（Ｃ）に示す出力ｃを求める。 70は比較回路であり、比較器72,74、ダイオード76,78
等を備える。比較器72,74の反転入力端には、それぞれ
抵抗を介して前記の積分出力ｂと、反転出力ｃと、バイ
アス電圧VB−VBが入力されている。また各比較器72,74
の非反転入力端は接地されている。 このため積分出力ｂと反転出力ｃとの和|b＋c|＝Δｘ
がバイアス電圧Ｖを越えると各比較器72,74は正または
負電圧を出力し、前記速度制御アンプ18の入力側に帰還
されて速度制御アンプ18の出力Δｖの変化を制限させ
る。例えば時間t2において前記出力ｂとｃの和Δｘがバ
イアス電圧VB以上になると、前記設定速度v0と速度ｖと
の差（v0−ｖ）の極性に応じていずれかの比較器72,74
の出力が、この差（v0−ｖ）の変化を減少させる。例え
ば差（v0−ｖ）が負の時には比較器72の出力端が正とな
って差（v0−ｖ）を減少させるように作動する。すなわ
ち急激な負荷変動等に対しては速度制御アンプ18の出力
Δｖは第３図（Ａ）に示すように増加率が減少し、電動
機電流の変化が滑らかになる。 また差Δｘがバイアス電圧VBに達しない時すなわち負
荷変動が小さい時には、比較器72,74は速度制御アンプ1
8に何の影響も及ぼさない。 ここに急激な負荷変動に対して差|V0−V|が大きくな
ると、｜ΔV|、|c|も大きくなるから、第３図における
Δｘ＝VBとなる時点t2は速くなる。反対に負荷変動が緩
やかであれば時点t2は遅くなり、ΔＶの増加率が一定電
圧のａの積分値であるｂの増加率より小さければΔｖは
VBに一致することはないから、時点t2は発生しなくな
る。従って急激な負荷変動に対しては速度制御アンプの
出力ΔＶの制限は速く始まり、負荷変動の減少に対して
遅れ、負荷変動が十分小さければ出力ΔＶの制限は生じ
なくなる。 このように速度制御アンプの出力ΔＶの制限は負荷変
動の大小に応じて速くなったり遅くなったり、制限が生
じなくなったりするから、急激な負荷変動に対しては十
分に速く出力ΔＶの制限が始まって電動機電流の急激な
変化が速い時点から抑制され、電流変化が滑らかにな
る。反対に緩やかな負荷変動に対しては、出力ΔＶの制
限が遅く始まったり、制限が生じなくなるから、応答性
を十分に高く保つことができる。 以上の動作から明らかなように、積分回路50は偏差Δ
ｖの変化率の許容範囲を設定するものであるから、この
積分回路50の出力ｂは偏差Δｖの変化率の許容可能範囲
の最大値に対応するように設定されるべきである。 （発明の効果） 本発明は以上のように、速度制御アンプ（18）の出力
変化極性に応じて正負に変化する絶対値が一定な一定電
圧（ａ）で積分される積分出力（ｂ）と、速度制御アン
プ（18）の出力（ｃ）との和Δｘ（＝ｂ＋ｃ）を求め、
この和Δｘが絶対値一定のバイアス電圧VBをこえると、
速度制御アンプ（18）の出力変化を制限するようにした
ものであるから、急激な負荷変動などに対して電動機電
流の変動が滑らかになる。また急激でない負荷変動に対
しては和Δｘがバイアス電圧VBに達しないので速度制御
（18）アンプには何らの影響も及ぼすことがなく、十分
に高い応答性を得ることが可能となる。
変化等に対して良好に対応できるようにした電動機の制
御回路に関するものである。 （発明の背景） 一般的に電動機の速度制御回路では電動機回転速度を
設定速度と比較し、その偏差により例えば主回路の位相
制御を行う。この場合電流制御をマイナーループに設け
制御の安定性を高めている。ここに速度のフィードバッ
ク回路には通常PI制御回路が用いられる。しかしこの制
御系は、急激な負荷が加わるとそれに応じて急激に出力
電流を増加させるように作用する。電動機を適用する装
置によっては、この急激な出力電流の増加が大きな障害
を生じさせる。例えば圧延巻取機やフィルム巻取機等に
あっては、この急激な出力電流の変化は巻取トルクの過
大な変動となり製品を破損または不均一にする原因とな
る。 また直流電動機の制御においては、電機子電流の急変
は整流子等に瞬間的な電気火花を発生させることがあ
る。 このような不都合を避けるように回路定数を設定しよ
うとすれば、制御系の応答性が悪くなるという問題が生
じる。 （発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
急激な負荷変動等に対し電動機電流の変化が滑らかであ
り、また急激でない負荷変動等に対しては十分に高い応
答性を得られるようにした電動機制御回路を提供するこ
とを目的とする。 （発明の構成） 本発明によればこの目的は、電動機回転速度と設定速
度との偏差に基づいて速度制御を行う速度制御アンプを
有する電動機制御回路において、前記速度制御アンプの
出力変化の極性に応じて正負に変化する絶対値が略一定
な一定電圧で積分される積分回路と、この積分回路の出
力電圧と前記速度制御アンプ出力電圧との差を求めこの
差が所定のバイアス電圧を越えると前記速度制御アンプ
の出力変化を制限させる比較回路とを備えることを特徴
とする電動機制御回路により達成される。 （実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は制
御回路の全体図、第３図は動作説明のための各部出力波
形図である。 まず第２図に基づき全体構成を説明する。この図にお
いて符号10は直流電動機、12は交流電源、14はサイリス
タブリッジ回路であり、これらにより主回路が形成され
る。16は速度設定器、18は速度制御アンプであり、この
速度制御アンプ18は設定器16の設定速度v0と、速度検出
器20および速度検出回路22を介して求めた速度ｖとの偏
差Δｖを求める。速度ｖは設定速度v0と極性が逆であ
り、この偏差Δｖは速度ｖとv0の和として求められる
（第１図参照）。 この速度制御アンプ18の出力Δｖは電流制御アンプ24
に入力される。この電流制御アンプ24は速度制御アンプ
18の出力Δｖと、変流器26および電流検出回路28を介し
て求めた主回路電流との偏差を求める。この電流制御ア
ンプ24の出力に基づき位相制御回路30はブリッジ回路14
のサイリスタを点弧するゲート信号Ｇを出力する。この
結果サイリスタの点弧位相が制御され、主回路電流が変
化する。 次に本発明の一実施例回路を第１図に基づき説明す
る。この図で16,18,24は第２図の速度設定器、速度制御
アンプ、電流制御アンプであり、両アンプ18,24は公知
のPI（比例積分）制御によるフィードバック回路を有す
るものである。 この第１図において符号50は積分回路であり、比較器
としてのオペアンプ52と可変抵抗器54と積分器56とを備
える。オペアンプ52の反転入力端には前記速度制御アン
プ18の出力Δｖが入力され、非反転入力端にはこの積分
回路50の出力ｂが入力されている。このオペアンプ52
は、両入力端の入力信号Δｖとｂとを比較し、両者Δｖ
とｂの大小に応じて極性が変化する絶対値が一定の電圧
を出力する。この一定電圧は可変抵抗器54によって一定
電圧ａとされ、積分器56の反転入力端にされる。 例えば設定速度v0と速度ｖとの差（v0−ｖ）が負であ
れば、速度制御アンプ18はこの差（v0−ｖ）を反転して
増幅しのその出力Δｖが第３図（Ａ）に示すように時間
t1から正に増加する。この出力Δｖはオペアンプ52で反
転されて一定電圧ａは同図（Ｂ）に示すようになる。従
って積分器56はこの一定電圧ａを積分してその出力ｂは
同図（Ｃ）に示すようになる。 60は反転回路であり、前記偏差Δｖの極性を反転させ
て第３図（Ｃ）に示す出力ｃを求める。 70は比較回路であり、比較器72,74、ダイオード76,78
等を備える。比較器72,74の反転入力端には、それぞれ
抵抗を介して前記の積分出力ｂと、反転出力ｃと、バイ
アス電圧VB−VBが入力されている。また各比較器72,74
の非反転入力端は接地されている。 このため積分出力ｂと反転出力ｃとの和|b＋c|＝Δｘ
がバイアス電圧Ｖを越えると各比較器72,74は正または
負電圧を出力し、前記速度制御アンプ18の入力側に帰還
されて速度制御アンプ18の出力Δｖの変化を制限させ
る。例えば時間t2において前記出力ｂとｃの和Δｘがバ
イアス電圧VB以上になると、前記設定速度v0と速度ｖと
の差（v0−ｖ）の極性に応じていずれかの比較器72,74
の出力が、この差（v0−ｖ）の変化を減少させる。例え
ば差（v0−ｖ）が負の時には比較器72の出力端が正とな
って差（v0−ｖ）を減少させるように作動する。すなわ
ち急激な負荷変動等に対しては速度制御アンプ18の出力
Δｖは第３図（Ａ）に示すように増加率が減少し、電動
機電流の変化が滑らかになる。 また差Δｘがバイアス電圧VBに達しない時すなわち負
荷変動が小さい時には、比較器72,74は速度制御アンプ1
8に何の影響も及ぼさない。 ここに急激な負荷変動に対して差|V0−V|が大きくな
ると、｜ΔV|、|c|も大きくなるから、第３図における
Δｘ＝VBとなる時点t2は速くなる。反対に負荷変動が緩
やかであれば時点t2は遅くなり、ΔＶの増加率が一定電
圧のａの積分値であるｂの増加率より小さければΔｖは
VBに一致することはないから、時点t2は発生しなくな
る。従って急激な負荷変動に対しては速度制御アンプの
出力ΔＶの制限は速く始まり、負荷変動の減少に対して
遅れ、負荷変動が十分小さければ出力ΔＶの制限は生じ
なくなる。 このように速度制御アンプの出力ΔＶの制限は負荷変
動の大小に応じて速くなったり遅くなったり、制限が生
じなくなったりするから、急激な負荷変動に対しては十
分に速く出力ΔＶの制限が始まって電動機電流の急激な
変化が速い時点から抑制され、電流変化が滑らかにな
る。反対に緩やかな負荷変動に対しては、出力ΔＶの制
限が遅く始まったり、制限が生じなくなるから、応答性
を十分に高く保つことができる。 以上の動作から明らかなように、積分回路50は偏差Δ
ｖの変化率の許容範囲を設定するものであるから、この
積分回路50の出力ｂは偏差Δｖの変化率の許容可能範囲
の最大値に対応するように設定されるべきである。 （発明の効果） 本発明は以上のように、速度制御アンプ（18）の出力
変化極性に応じて正負に変化する絶対値が一定な一定電
圧（ａ）で積分される積分出力（ｂ）と、速度制御アン
プ（18）の出力（ｃ）との和Δｘ（＝ｂ＋ｃ）を求め、
この和Δｘが絶対値一定のバイアス電圧VBをこえると、
速度制御アンプ（18）の出力変化を制限するようにした
ものであるから、急激な負荷変動などに対して電動機電
流の変動が滑らかになる。また急激でない負荷変動に対
しては和Δｘがバイアス電圧VBに達しないので速度制御
（18）アンプには何らの影響も及ぼすことがなく、十分
に高い応答性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は制御
回路の全体図、第３図は動作説明のための各部出力波形
図である。 10……電動機、 18……速度制御アンプ、 50……積分回路、 70……比較回路。
回路の全体図、第３図は動作説明のための各部出力波形
図である。 10……電動機、 18……速度制御アンプ、 50……積分回路、 70……比較回路。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．電動機回転速度と設定速度との偏差に基づいて速度
制御を行う速度制御アンプを有する電動機制御回路にお
いて、 前記速度制御アンプの出力変化の極性に応じて正負に変
化する絶対値が略一定な一定電圧で積分される積分回路
と、この積分回路の出力電圧と前記速度制御アンプ出力
電圧との差を求めこの差が所定のバイアス電圧を越える
と前記速度制御アンプの出力変化を制限させる比較回路
とを備えることを特徴とする電動機制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244183A JP2751059B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 電動機制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244183A JP2751059B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 電動機制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489986A JPS6489986A (en) | 1989-04-05 |
| JP2751059B2 true JP2751059B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=17115001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62244183A Expired - Lifetime JP2751059B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 電動機制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751059B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135179A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-19 | Toshiba Corp | 電動機の速度制御装置 |
| JPS62135287A (ja) * | 1985-12-05 | 1987-06-18 | Fuji Electric Co Ltd | 制御応答切換回路 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62244183A patent/JP2751059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489986A (en) | 1989-04-05 |
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