JPS5822761B2 - Electric water turbine governor - Google Patents
Electric water turbine governorInfo
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- JPS5822761B2 JPS5822761B2 JP49130599A JP13059974A JPS5822761B2 JP S5822761 B2 JPS5822761 B2 JP S5822761B2 JP 49130599 A JP49130599 A JP 49130599A JP 13059974 A JP13059974 A JP 13059974A JP S5822761 B2 JPS5822761 B2 JP S5822761B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気式水車調速機に用いられるサーボ制御装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a servo control device used in an electric water turbine governor.
第１図は従来の一般的な電気式水車調速機によって流量
調節弁を作動させ水車の回転速度を調節する場合の構成
を示すブロック図で、１は補助サーボモータ、２は水車
の速度垂下率をきめるフィードバックループ、３は補助
サーボモーフ１の動きを減衰させるダンピングループで
ある。Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional general electric water turbine governor that operates a flow control valve to adjust the rotational speed of a water turbine. 1 is an auxiliary servo motor, and 2 is a water turbine speed droop. The feedback loop 3 that determines the rate is a damping loop that damps the movement of the auxiliary servomorph 1.
水車６には水力発電機（図示せず）が直結されている。A hydraulic power generator (not shown) is directly connected to the water wheel 6.
この装置では、速度設定器８負荷設定器１０の設定電圧
を補助サーボモータ１によって機械的な位置に変換し、
さらに主サーボモータ４によって機械力を増巾して流量
調節弁５を作動させて水車６の速度を制御している。In this device, the setting voltage of a speed setting device 8 and a load setting device 10 is converted into a mechanical position by an auxiliary servo motor 1,
Furthermore, the main servo motor 4 increases the mechanical force to operate the flow control valve 5 to control the speed of the water turbine 6.
しかしながらこのような従来の調速機では、負荷設定器
１０によって、流量調節弁５の開度を設定する場合、負
荷設定器１０を早く変化させてもダンピングループ３に
よる減衰作用のため、補助サーボモータ１の追従が非常
におそくなり、そのため必要な弁開度の設定を完了する
までに非常に長い時間がかかるという欠点を有していた
。However, in such a conventional speed governor, when the opening degree of the flow rate control valve 5 is set using the load setting device 10, even if the load setting device 10 is changed quickly, the auxiliary servo This has the drawback that the motor 1 is very slow to follow, and therefore it takes a very long time to complete setting of the required valve opening.
第２図は上記従来装置の欠点を改良するための先行技術
の一例の構成を示すブロック図で、補助サーボモータ１
の位置に積分器１′をおき、補助サーボモータ１とダン
ピングループ３を切りはなし、補助サーボモータ１の動
作が負荷設定器１０に対して追従しやすくすることによ
って上記従来装置の欠点を改良したものである。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an example of the prior art for improving the drawbacks of the above-mentioned conventional device, in which the auxiliary servo motor 1
The drawbacks of the above-mentioned conventional device have been improved by placing the integrator 1' at the position of , separating the auxiliary servo motor 1 and the damping loop 3, and making it easier for the operation of the auxiliary servo motor 1 to follow the load setting device 10. It is something.
しかしながらこの先行技術によるサーボ制御装置にも以
下説明するような欠点を有するものである。However, this prior art servo control device also has drawbacks as explained below.
第３図及び第４図は補助サーボモータ１の動作特性を説
明するためのブロック図及び静特性図で、補助サーボモ
ータ１のシリンダの移動範囲が機械的に制限されている
ため、入力Ｅ４のある範囲（今この範囲を０〜１．０と
する）外では、追随することができなくなり、その出力
Ｅ３が飽和することを示している。3 and 4 are block diagrams and static characteristic diagrams for explaining the operating characteristics of the auxiliary servo motor 1. Since the movement range of the cylinder of the auxiliary servo motor 1 is mechanically limited, the input E4 is This shows that outside a certain range (this range is now 0 to 1.0), tracking becomes impossible and the output E3 becomes saturated.
即ち出力Ｅ３が、飽和値１．０を越えるか又は零以下に
なればスイッチ１５は開となり出力Ｅ３は飽和蓋１．０
又はＯを保持し、補助サーボモータ１の入力Ｅ４が変化
して出力Ｅ３が飽和状態からＯ〜１．０の動作範囲内へ
移行するとスイッチ１５は閉となり、補助サーボモータ
１の出力Ｅ３は入力Ｅ４に追従する。That is, if the output E3 exceeds the saturation value 1.0 or becomes less than zero, the switch 15 is opened and the output E3 becomes the saturation value 1.0.
or O, and when the input E4 of the auxiliary servo motor 1 changes and the output E3 moves from the saturated state to within the operating range of O to 1.0, the switch 15 closes, and the output E3 of the auxiliary servo motor 1 changes to the input state. Follow E4.
第５図ａ −ｅは第２図に示した先行技術によるサーボ
制御装置においてダンピング回路の入力Ｅ５の急変に対
して補助サーボモータ１の応答にむだ時間ＴＤが生じる
ことを説明するための各部の応答波形を示す図で、縦軸
には各部の出力特性を横軸は時間を示す。FIGS. 5a to 5e show various parts of the prior art servo control device shown in FIG. This is a diagram showing a response waveform, where the vertical axis shows the output characteristics of each part and the horizontal axis shows time.
すなわち補助サーボモータ１への入力Ｅ４が１．０を越
えた状態では出力Ｅ３は飽和して１．０となっている。That is, when the input E4 to the auxiliary servo motor 1 exceeds 1.0, the output E3 is saturated and becomes 1.0.
今、ダンピング回路の入力Ｅ５が時間ｔ□において急変
して零になったとすると、出力Ｅ２は同図Ｃのように減
少し、これに伴って補助サーボモータ１への入力Ｅ４も
同図ｄのように減少し、この値が１．０以下になる時間
ｔ２まで、出力Ｅ３は飽和値１．０を保持するため、ｔ
２− ｔ１＝ ’［’Ｉ）なるむだ時間を生じる。Now, if the input E5 of the damping circuit suddenly changes to zero at time t□, the output E2 decreases as shown in C in the same figure, and accordingly, the input E4 to the auxiliary servo motor 1 also decreases as shown in D in the same figure. The output E3 decreases as follows, and the output E3 maintains the saturation value 1.0 until time t2 when this value becomes 1.0 or less.
2- t1 = '['I], which results in a dead time.
このような動作は、入力はＥ４が零以下であった状態か
らＯ〜１．０の範囲内へ移行するときにも起り、上記と
同様なむだ時間ＴＤを生じる。Such an operation also occurs when the input changes from a state where E4 is less than zero to within the range of O to 1.0, resulting in a dead time TD similar to the above.
このむだ時間ＴＤは、過渡的に水車速度の上昇又は下降
を過大とするから、先行技術によるサーボ制御装置は、
回転機を危険にさらし、系を不安定にするという欠点を
有するものであった。Since this dead time TD causes the transient increase or decrease of the water wheel speed to be excessive, the servo control device according to the prior art
This has the drawback of endangering the rotating machine and making the system unstable.
この発明は補助サーボモータ１の出力Ｅ２が飽和する直
前からフィードバック量が増大するフィードバック系を
付加し、補助サーボモータ１の出力Ｅ３を飽和させる入
力Ｅ４の大きさを等何曲に伸長させることによって上述
の欠点を改良したものである。This invention adds a feedback system in which the amount of feedback increases from just before the output E2 of the auxiliary servo motor 1 is saturated, and by increasing the magnitude of the input E4 that saturates the output E3 of the auxiliary servo motor 1, This is an improvement on the above-mentioned drawbacks.
第６図はこの発明に係わるサーボ制御装置の一実施例の
要部の構成を示すブロック図で、第２図で示した先行技
術の実施例に不感帯要素を有するフィードバック系１６
を付加したものである。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a main part of an embodiment of a servo control device according to the present invention.
is added.
第７図はフィードバック系１６の入カー出力特。FIG. 7 shows the input and output characteristics of the feedback system 16.
性図で、入力Ｅ３の値がＤ１〜Ｄ２の範囲内は不感帯で
あり、Ｄ１→０の範囲では入力Ｅ３が零に近づくほど負
方向に増大（即ち、入力Ｅ４を増大させるように作用す
る）し、Ｄ２→１．０に近づくほど正方向に増加（即ち
フィードバック量が増大）す。In the gender diagram, the value of input E3 within the range of D1 to D2 is a dead zone, and in the range of D1 → 0, the closer input E3 is to zero, the more it increases in the negative direction (that is, it acts to increase input E4) However, as D2 approaches 1.0, it increases in the positive direction (that is, the amount of feedback increases).
るようにフィードバック量を変化させるものである。The amount of feedback is changed so that the
従って、第６図のブロック図に示すように、フィードバ
ック量はＦ１＋Ｆ２となるから結局出力Ｅ３は第８図に
示すように入力Ｅ４の値がｆ２の値に達したときから補
助サーボモータ１が作動し・初めＤｌに達するまではゆ
るやかな傾斜で応答し、ＤｌからＤ２まではフィードバ
ック量Ｆ２は零となるから傾斜は増大し、Ｄ２から１．
０＋ｆ１の値までは再び傾斜がゆるやかになって動作終
点１．０に到達するように作動することになる。Therefore, as shown in the block diagram of FIG. 6, the feedback amount becomes F1+F2, so the output E3 is as shown in FIG. - Initially, the response is at a gentle slope until reaching Dl, and from Dl to D2, the feedback amount F2 becomes zero, so the slope increases, and from D2 to 1.
Up to the value of 0+f1, the slope becomes gentle again and the operation is performed so as to reach the operation end point of 1.0.
従って補助サーボモータ１が作動する入力Ｅ４の範囲の
上限及び下限が伸長されたのと同等となり飽和状態とな
ることが少なくなるため入力の変化に応じて直ちに応答
するのでむだ時間ＴＤを生じることがないため、回転機
速度の上昇又は下降を過大とすることがないものとする
ことができ、先行技術の欠点を解消させることができる
。Therefore, the upper and lower limits of the input E4 range in which the auxiliary servo motor 1 operates are equivalent to being extended, and saturation is less likely to occur, and the response is immediate in response to changes in the input, so no dead time TD occurs. Therefore, the speed of the rotating machine can be prevented from increasing or decreasing excessively, and the drawbacks of the prior art can be overcome.
この発明は以上の説明より明らかなように、応答しうる
入力信号値の範囲が一定であるサーボモータに、そのモ
ータの被駆動範囲の上限または下限の少くとも何れか一
方の近傍より作動して上記モータに入力される信号量を
減少または増大させることによって実質的に被駆動範囲
を伸長させる不感帯要素を有するフィードバック系を付
加するようにしたもので、実質的に応答しうる入力範囲
が伸長されたサーボ制御装置とすることができるもので
、簡単な構成で実用上大きな効果を奏しうるものである
。As is clear from the above description, the present invention provides a servo motor that has a constant range of input signal values to which it can respond, and which operates from near at least one of the upper and lower limits of the motor's driven range. A feedback system is added that has a dead band element that substantially extends the driven range by reducing or increasing the amount of signal input to the motor, thereby substantially extending the responsive input range. The present invention can be used as a servo control device with a simple configuration and can produce great practical effects.
第１図は水車の速度制御に用いられるサーボ制御装置の
構成を示すブロック図、第２図は先行技術によるサーボ
制御装置の構成を示すブロック図、第３図〜第５図は第
２図の先行例における補助サーボモータの応答特性を説
明するための図で、第３図は要部のブロック図、第４図
は入力−出力特性図、第５図ａ ”−ｅは応答特性の説
明図、第６図はこの発明の一実施例の要部のブロック図
、第７図はその要部である不感帯要素を有するフィード
バック系の特性図、第８図はこの実施例の応答特性図で
ある。
図において１は補助サーボモータ、１′は積分器、２は
フィードバックループ、３はダンピング回路、４は主サ
ーボモータ、５は流量調節弁、６は水車、７は速度検出
器、８は速度設定器、９は外乱、１０は負荷設定器、１
５はスイッチ、１６は不感帯要素を有するフィードバッ
ク系である。
なお図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示す
。Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a servo control device used to control the speed of a water turbine, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a servo control device according to the prior art, and Figures 3 to 5 are the same as in Figure 2. These are diagrams for explaining the response characteristics of the auxiliary servo motor in the previous example. Figure 3 is a block diagram of the main part, Figure 4 is an input-output characteristic diagram, and Figure 5 a''-e is an explanatory diagram of the response characteristics. , FIG. 6 is a block diagram of the main part of an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a characteristic diagram of a feedback system having a dead band element, which is the main part, and FIG. 8 is a response characteristic diagram of this embodiment. In the figure, 1 is an auxiliary servo motor, 1' is an integrator, 2 is a feedback loop, 3 is a damping circuit, 4 is a main servo motor, 5 is a flow control valve, 6 is a water turbine, 7 is a speed detector, and 8 is a speed Setting device, 9 is disturbance, 10 is load setting device, 1
5 is a switch, and 16 is a feedback system having a dead zone element. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
節弁を作動させて水車の速度を制御する電気式水車調速
機において、上記可飽和サーボモータの出力をその出力
の飽和値が零及び１．０の近傍でのみ作動する不感帯を
有する非線形要素を介して、上記可飽和サーボモータの
入力側に帰還させるようにした電気式水車調速機。1. In an electric water turbine governor that controls the speed of a water turbine by operating a flow rate control valve using a saturable servo motor equipped with a cylinder, the output of the saturable servo motor is set to a saturation value of 0 and 1.0. An electric water turbine governor configured to feed back to the input side of the saturable servo motor via a nonlinear element having a dead zone that operates only near the saturable servo motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49130599A JPS5822761B2 (en) | 1974-11-13 | 1974-11-13 | Electric water turbine governor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49130599A JPS5822761B2 (en) | 1974-11-13 | 1974-11-13 | Electric water turbine governor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5157383A JPS5157383A (en) | 1976-05-19 |
| JPS5822761B2 true JPS5822761B2 (en) | 1983-05-11 |
Family
ID=15038053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49130599A Expired JPS5822761B2 (en) | 1974-11-13 | 1974-11-13 | Electric water turbine governor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5822761B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3715671A2 (en) | 2018-10-19 | 2020-09-30 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. | Transmission structure and working vehicle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4831301A (en) * | 1971-08-27 | 1973-04-24 |
-
1974
- 1974-11-13 JP JP49130599A patent/JPS5822761B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4831301A (en) * | 1971-08-27 | 1973-04-24 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3715671A2 (en) | 2018-10-19 | 2020-09-30 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. | Transmission structure and working vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5157383A (en) | 1976-05-19 |
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