JP2873689B2 - 速度制御装置 - Google Patents
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
- G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
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- H—ELECTRICITY
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- H02M—APPARATUS 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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
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- H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、インバータのPWM(パルス幅変調)制御に
よりサーボモータの速度制御を行う速度制御装置に関す
る。
よりサーボモータの速度制御を行う速度制御装置に関す
る。
(従来の技術) 近年、電動機の駆動を制御する速度制御装置にマイク
ロプロセッサが広く利用されている。マイクロプロセッ
サを用いてデジタル回路構成されたモータ駆動回路で
は、モータの特性に応じて決定される振幅特性等のテー
ブル情報を作成し、設定された速度信号に基づいてイン
バータのPWM制御によりサーボモータの速度制御が行わ
れている。
ロプロセッサが広く利用されている。マイクロプロセッ
サを用いてデジタル回路構成されたモータ駆動回路で
は、モータの特性に応じて決定される振幅特性等のテー
ブル情報を作成し、設定された速度信号に基づいてイン
バータのPWM制御によりサーボモータの速度制御が行わ
れている。
(発明が解決しようとする課題) このような従来の速度制御装置は、電源電圧の変動に
対して、過電流の保護や、低電圧時に自動的にシステム
ダウンさせる保護機能等は設けられていたが、設定範囲
内での変動に対しては特に考慮がされていなかった。
対して、過電流の保護や、低電圧時に自動的にシステム
ダウンさせる保護機能等は設けられていたが、設定範囲
内での変動に対しては特に考慮がされていなかった。
つまり、電流ループゲインKが固定して設定されてい
たため、電源電圧Vdcが高くなると、その電圧値に比例
して電流ループゲインK′(=K・Vdc/Pa、Paは搬送波
の振幅)が大きくなって、モータ電流が発振するおそれ
があった。また、反対に電源電圧が低くなると、電流ル
ープゲインが小さくなって、指令された速度信号に対す
る速度ループの応答が遅くなり、制御系の速応生が悪化
するという問題があった。
たため、電源電圧Vdcが高くなると、その電圧値に比例
して電流ループゲインK′(=K・Vdc/Pa、Paは搬送波
の振幅)が大きくなって、モータ電流が発振するおそれ
があった。また、反対に電源電圧が低くなると、電流ル
ープゲインが小さくなって、指令された速度信号に対す
る速度ループの応答が遅くなり、制御系の速応生が悪化
するという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、電源電圧変動を補償して電流ループゲインを一定に
し、安定した速度制御を可能にした速度制御装置を提供
することを目的としている。
で、電源電圧変動を補償して電流ループゲインを一定に
し、安定した速度制御を可能にした速度制御装置を提供
することを目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、インバータの電源電圧Vdcを検出す
る電圧検出手段と、モータの実電流を検出する電流検出
手段と、電流ループ定数kの設定手段と、該設定手段に
より設定された電流ループ定数kと前記インバータの電
源電圧Vdcから電流制御計算のための電流ループゲイン
Kを前記インバータの電源電圧電流Vdcに逆比例するよ
うに演算する電流ループゲインKの演算手段と、前記演
算手段により演算たれた電流ループゲインKと指令電流
Icとモータ電流IfからPWM制御信号を形成する信号発生
手段と、を具備することを特徴とするサーボモータの速
度制御装置が提供される。
る電圧検出手段と、モータの実電流を検出する電流検出
手段と、電流ループ定数kの設定手段と、該設定手段に
より設定された電流ループ定数kと前記インバータの電
源電圧Vdcから電流制御計算のための電流ループゲイン
Kを前記インバータの電源電圧電流Vdcに逆比例するよ
うに演算する電流ループゲインKの演算手段と、前記演
算手段により演算たれた電流ループゲインKと指令電流
Icとモータ電流IfからPWM制御信号を形成する信号発生
手段と、を具備することを特徴とするサーボモータの速
度制御装置が提供される。
(作用) 本発明の速度制御装置では、モータをPWM制御すると
き、電源電圧を常時検出して、電流ループゲインを一定
に保持し、制御系の安定性を高めることができる、ま
た、本発明は、電源電圧の変動に対して安定した制御系
を構成することが出来る。
き、電源電圧を常時検出して、電流ループゲインを一定
に保持し、制御系の安定性を高めることができる、ま
た、本発明は、電源電圧の変動に対して安定した制御系
を構成することが出来る。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
る。
第2図は、PWM制御されるモータ制御システムの構成
の一例を示す図である。コンバータ部1には、商用交流
電圧が供給され、所定の電圧値の直流電源としてインバ
ータ部2に接続されている。インバータ部2は、複数の
スイッチングトランジスタからなるトランジスタインバ
ータであり、3相ACモータ3を駆動する。このインバー
タ部2は、PWM制御回路4に接続され、このPWM制御回路
4から各トランジスタのベースに印加されるPWM制御信
号によりモータ3の一次側に供給される電流を制御し
て、このモータを可変速制御することができる。
の一例を示す図である。コンバータ部1には、商用交流
電圧が供給され、所定の電圧値の直流電源としてインバ
ータ部2に接続されている。インバータ部2は、複数の
スイッチングトランジスタからなるトランジスタインバ
ータであり、3相ACモータ3を駆動する。このインバー
タ部2は、PWM制御回路4に接続され、このPWM制御回路
4から各トランジスタのベースに印加されるPWM制御信
号によりモータ3の一次側に供給される電流を制御し
て、このモータを可変速制御することができる。
第3図は、上記PWM制御回路4によるインバータ部2
のトランジスタに対するPWM制御を説明するタイムチャ
ートである。周期Tの三角波が搬送波として供給され、
PWM指令電圧Eのレベルとの比較によりインバータ部2
のトランジスタのオン時間Tonが決定されている。
のトランジスタに対するPWM制御を説明するタイムチャ
ートである。周期Tの三角波が搬送波として供給され、
PWM指令電圧Eのレベルとの比較によりインバータ部2
のトランジスタのオン時間Tonが決定されている。
ここで指令電圧Eは、電流ループゲインK′に対し
K′(Ic−If)として入力されており、この指令電圧E
の大小に応じてトランジスタのオン時間、つまりモータ
3への駆動電流値が決定されている。上記Icは、トルク
指令値により決定される指令電流値であり、Ifは、モー
タからの電流フィードバック信号である。
K′(Ic−If)として入力されており、この指令電圧E
の大小に応じてトランジスタのオン時間、つまりモータ
3への駆動電流値が決定されている。上記Icは、トルク
指令値により決定される指令電流値であり、Ifは、モー
タからの電流フィードバック信号である。
第1図は、上記指令電流値Icにより制御されるモータ
電流の電流ループを示すブロック線図である。
電流の電流ループを示すブロック線図である。
上記指令電流値Icは、電流偏差を演算する加算器10
で、モータ3からの電流フィードバック信号Ifと比較さ
れる。偏差電流値は、電流制御計算のための電流ループ
ゲインKを可変設定できる実質の電流ループゲインK′
を有する増幅部11,および電気定数K″を有するモータ
部12を含む電流帰還ループから出力されており、この実
質の電流ループゲインK′が電源電圧の変動にかかわら
ず一定となるように、電流制御計算のための電流ループ
ゲインKを決定している。
で、モータ3からの電流フィードバック信号Ifと比較さ
れる。偏差電流値は、電流制御計算のための電流ループ
ゲインKを可変設定できる実質の電流ループゲインK′
を有する増幅部11,および電気定数K″を有するモータ
部12を含む電流帰還ループから出力されており、この実
質の電流ループゲインK′が電源電圧の変動にかかわら
ず一定となるように、電流制御計算のための電流ループ
ゲインKを決定している。
以下、第4図を参照して、第1図の電流ループにおけ
る実質の電流ループゲインK′について説明する。
る実質の電流ループゲインK′について説明する。
第4図において2つの三角形Δoa1b1、Δoa2b2は、と
もに対応する3つの角度が等しいから、相似形であり、
次式が成立する。
もに対応する3つの角度が等しいから、相似形であり、
次式が成立する。
a1b1/a2b2=oa1/oa2 第4図より、 a1b1=(T−Ton)/2 a2b2=T/4 oa1=Pa−K′(Ic−If) oa2=Pa を代入して整理すると、 Ton/T =1−{Pa−K′(Ic−If)}/2Pa ……(1) 一方、モータの印加電圧は、 {Ton・Vdc+Toff(−Vdc)}/T =〔(2Ton/T)−1〕Vdc ……(2) 式(2)に式(1)の右辺を代入して整理すると、モ
ータの印加電圧は、KVdc(Ic−If)/Paとなる。従っ
て、実質の電流ループゲインK′は、 K′=KVdc/Pa ……(3) ここで、電流ループ定数を用いて、電流ループゲイン
Kを K=k/Vdc にて求めるようにすると 上式(3)に(4)を代入すると、実質の電流ループ
ゲインK′は K′=(k/Vdc)・Vdc/Pa=k/Pa=CONST. となり 電源電圧Vdcが変化してもVdcの変動に関係なく、実質
の電流ループゲインK′は一定となる。
ータの印加電圧は、KVdc(Ic−If)/Paとなる。従っ
て、実質の電流ループゲインK′は、 K′=KVdc/Pa ……(3) ここで、電流ループ定数を用いて、電流ループゲイン
Kを K=k/Vdc にて求めるようにすると 上式(3)に(4)を代入すると、実質の電流ループ
ゲインK′は K′=(k/Vdc)・Vdc/Pa=k/Pa=CONST. となり 電源電圧Vdcが変化してもVdcの変動に関係なく、実質
の電流ループゲインK′は一定となる。
第5図は、上記モータ電流制御ループにおけるゲイン
設定の演算手順を示す流れ図である。
設定の演算手順を示す流れ図である。
モータ電流は所定の間隔でディジタル値としてサンプ
リングされ、検出される(ステップa)。この検出値If
に基づいて電流偏差Ic−Ifが演算され(ステップb)、
同時にインバータ部2に供給される電源電圧Vdcも検出
される(ステップc)。この検出された電源電圧Vdcを
用いて電流制御計算のための電流ループゲインKを演算
し(ステップd)、上記電流偏差と電流制御計算のため
の電流ループゲインKとからモータ制御信号を形成する
信号発生手段により電流ループゲインが一定となるよう
にPWM制御信号を演算する(ステップe)。こうして出
力されるPWM制御信号により、モータ電流が決定され速
度制御が行われる(ステップf)。
リングされ、検出される(ステップa)。この検出値If
に基づいて電流偏差Ic−Ifが演算され(ステップb)、
同時にインバータ部2に供給される電源電圧Vdcも検出
される(ステップc)。この検出された電源電圧Vdcを
用いて電流制御計算のための電流ループゲインKを演算
し(ステップd)、上記電流偏差と電流制御計算のため
の電流ループゲインKとからモータ制御信号を形成する
信号発生手段により電流ループゲインが一定となるよう
にPWM制御信号を演算する(ステップe)。こうして出
力されるPWM制御信号により、モータ電流が決定され速
度制御が行われる(ステップf)。
なお、この発明によれば、その精神から逸れないかぎ
りで、種々の異なる実施例は容易に構成できるから、本
発明は前記特許請求の範囲において記載した限定以外、
特定の実施例に制約されるものではない。
りで、種々の異なる実施例は容易に構成できるから、本
発明は前記特許請求の範囲において記載した限定以外、
特定の実施例に制約されるものではない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、電源電圧変動
に反比例する電流制御計算のための電流ループゲインK
を設定して電流ループゲインを一定にすることができる
から、安定した速度制御を可能にした速度制御装置を提
供できる。
に反比例する電流制御計算のための電流ループゲインK
を設定して電流ループゲインを一定にすることができる
から、安定した速度制御を可能にした速度制御装置を提
供できる。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は、モータ制御システムの構成の一例を示す図、第3図
は、PWM制御を説明するタイムチャート図、第4図は、
電流ループゲインK′について説明する計算説明図、第
5図は、ゲイン設定の演算手順を示す流れ図である。 1……コンバータ部、2……インバータ部、3……3相
ACモータ、4……PWM制御回路。
は、モータ制御システムの構成の一例を示す図、第3図
は、PWM制御を説明するタイムチャート図、第4図は、
電流ループゲインK′について説明する計算説明図、第
5図は、ゲイン設定の演算手順を示す流れ図である。 1……コンバータ部、2……インバータ部、3……3相
ACモータ、4……PWM制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 5/00 H02P 5/00 301 H02P 7/00 - 7/01
Claims (3)
- 【請求項1】インバータの電源電圧Vdcを検出する電圧
検出手段と、 モータの実電流を検出する電流検出手段と、 電流ループ定数kの設定手段と、 該設定手段により設定された電流ループ定数kと前記イ
ンバータの電源電圧Vdcから電流制御計算のための電流
ループゲインKを前記インバータの電源電圧Vdcに逆比
例するように演算する電流ループゲインKの演算手段
と、 前記演算手段により演算された電流ループゲインKと指
令電流Icとモータ電流IfからPWM制御信号を形成する信
号発生手段と、 を具備することを特徴とするサーボモータの速度制御装
置。 - 【請求項2】前記速度制御装置は、前記インバータの各
スイッチング素子をオン・オフする信号を出力すること
を特徴とする請求項(1)に記載のサーボモータの速度
制御装置。 - 【請求項3】前記モータからフィードバックされる電流
フィードバック信号の1サンプリング周期内で、インバ
ータの指令電圧を演算し、モータの駆動指令値としてモ
ータ電流を決定することを特徴とする請求項(1)又は
請求項(2)に記載のサーボモータの速度制御装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63017441A JP2873689B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 速度制御装置 |
PCT/JP1989/000083 WO1989007364A1 (en) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Speed controller |
KR1019890701757A KR940011385B1 (ko) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | 속도 제어 장치 |
US07/415,240 US5132599A (en) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Velocity control apparatus |
DE68921887T DE68921887T2 (de) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Geschwindigkeitsregler. |
EP89901746A EP0419656B1 (en) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Speed controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63017441A JP2873689B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 速度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01194890A JPH01194890A (ja) | 1989-08-04 |
JP2873689B2 true JP2873689B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=11944112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63017441A Expired - Fee Related JP2873689B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 速度制御装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5132599A (ja) |
EP (1) | EP0419656B1 (ja) |
JP (1) | JP2873689B2 (ja) |
KR (1) | KR940011385B1 (ja) |
DE (1) | DE68921887T2 (ja) |
WO (1) | WO1989007364A1 (ja) |
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ES2114466B1 (es) * | 1995-11-23 | 1999-02-01 | Saf Nife Iberica S A | Metodo para obtener una tension eficaz constante a partir de una tension continua variable. |
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US5793168A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-11 | Micro Linear Corporation | Active deceleration circuit for a brushless DC motor |
JP3652084B2 (ja) * | 1997-10-08 | 2005-05-25 | 多摩川精機株式会社 | サーボモータ駆動方法 |
JP3652083B2 (ja) * | 1997-10-08 | 2005-05-25 | 多摩川精機株式会社 | サーボモータ駆動方法 |
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US20070068856A1 (en) * | 1999-05-10 | 2007-03-29 | Chaffee Kevin R | Wastewater treatment apparatus |
JP2001086704A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-30 | Ebara Corp | モータ一体構造の磁気軸受装置 |
US20020004774A1 (en) * | 2000-03-27 | 2002-01-10 | Tony Defarlo | Data analysis system for tracking financial trader history and profiling trading behavior |
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US20040265061A1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-12-30 | Chaffee Kevin R. | Subsurface wastewater infiltration system |
US20080135472A1 (en) * | 2004-08-19 | 2008-06-12 | Chaffee Kevin R | Trickling Filter Wastewater Treatment Device |
US7662277B1 (en) | 2005-04-29 | 2010-02-16 | Kevin R Chaffee | Wastewater treatment apparatus |
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