JPS61244289A - サイリスタ変換器の切換制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は直流電動機を加減速あるいは可逆運転するため
に、電流制御系、速度制御系おるいは電圧制御系、ゲー
トパルス発生器、正方向および逆方向サイリスタ変換器
、電流電動機を組合せて構成した静止レオナード制御方
式に関するものであり、このサイリスタ変換器の切換制
御方式は、例えば、走行布帛の蛇行修正装置、拡布装置
、ねじれ修正装置等の布帛の仕上処理技術に関する産業
分野においても有効に利用できるものである。

（従来の技術） 従来、直流電動機を加減速あるいは可逆運転する場合に
逆並列接続された２台のサイリスタ変換器に直流電動機
を接続し、常に２台のサイリスタ変換器間に定格電流の
１０％程度の循環電流を流しておき、いずれかのサイリ
スタ変換器の電流を調整することにより、加減速成は可
逆運転する方法が用いられている。

しかしながら、この方法の場合は、常に循環電流を流し
ておくため、その分だけサイリスタ変換器および変圧器
等の容量が増加し、不経済であると共に、信頼性に欠け
るという問題がある。

そこで、上記の欠点を除去するために、第４図に示すよ
うな切換回路を用いた制御方式が提案されている。

即ら、同図において、１は速度制御用演算増幅回路、２
は電流制御用演算増幅回路、３は符号変換回路、　４お
よび５は正転および逆転用ゲートパルス発生回路、６お
よび７は正転および逆転用サイリスタ変換器、８は直流
電動機、９は速度発電機、１０および１１は正転および
逆転用変流器（電流検出要素）、１２および１３は電流
検出回路、１４は正逆切換判断回路、１５および１６は
アナログゲート回路をそれぞれ示しており、上記正転お
よび逆転用サイリスタ変換器６および７は循環電流を流
すほかに、一方は直流電動機に電流を流すように運転し
、速度指令信号ｎＨの変化に対し、速度発電機９により
電動機速度の大きざと方向およびサイリスタ変換器６．
７の電流の大きざを電流検出回路１２．１３によりそれ
ぞれ検出し、これらの各々の状態を論理判断して、正逆
切換判断回路１４を用いて電動機を加減速および可逆運
転する方法が用いられている。

しかるに、この方法の場合は、　速度指令信号ｎＲと速
度検出信号ｎＦの差、正および逆方向電流検出信号Ｉａ
Ｆおよび’ａＲを組合せて論理判断し、正方向あるいは
逆方向のサイリスタ変換器６あるいは７を動作させるた
めの正逆切換判断回路１４を必要とするため、切換判断
時間を必要とし、連応性に欠けると共に、高価となり、
信頼性を低下させ、かつ、ノイズ等による誤動作の可能
性があるという大きな欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を除去するために研究開発された
ものであり、切換判断回路を用いずに正逆両サイリスタ
変換器の運転を切換制御できる制御方式を提供すること
を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るサイリスタ変換器の切換制御方式は、　逆
並列接続されたサイリスタ変換器、直流電動機電流制御
ループ、ゲートパルス発生器を備え、正逆切換判断回路
を用いずに電動機を加減速あるいは可逆運転することを
特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、電流制御系の動作時間が、動作開始時と動作
終了時とで相違のあることに着眼し、サイリスタの最大
ゲート制御角においてゲートパルスを禁止し、正逆サイ
リスタ変換器を切換制御す′ることにより、また、直流
電動機を加減速および可逆制御することにより、高速動
作を有する制御方式となしたものである。

（実　施　例） 次に、図面を参考にしながら、本発明の一実施例につい
て説明する。

第１図は本発明の基本的な構成を示すもので、同図にお
いて、１７は飽和特性付速度制御用演算増幅回路で、速
度指令信号ｎＨと速度帰還信号ｎＦとのＢ差信号より電
流指令信号’ａＲを作る。　１８および１９は正転およ
び逆転電流制御用演算増幅回路、２０は符号変換回路を
夫々示している。

上記回路１８あるいは１９は電流指令信号■ａＲと電流
帰還信号■ａＦの偏差信号を作り、普通積分あるいは比
例積分補償をし出力する。　この信号が正転あるいは逆
転用ゲートパルス発生器２１あるいは２２に与えられる
。　該ゲートパルス発生器２１あるいは２２は適当な電
源位相αＦあるいはαＲにゲートパルスＧＰＦあるいは
ＧＰＲを発生し、正転あるいは逆転用サイリスタ変換器
２３あるいは２４を動作させて、その正あるいは逆の出
力電圧が直流電動＠２５に印加される。　電動機速度は
速度発電機２６により検出され、電動機電流は交流変流
器（電流検出要素）２７あるいは２８、および整流回路
２９あるいは３０からなる電流検出回路により検出され
、それぞれ帰】信号ｎＦおよびＩＦを作る。

この回路において、ＯＦＦ動作特性は以下のようになる
。まず、正接続側サイリスタ変換器２３のゲート位相角
αに対する直流平均電圧Ｅｄは次式で与えられる。

Ｅｄ＝ＥｄｏＣＯ３α　　　　　　　・・・（１）ここ
に、Ｅｄｏ＝（Ｐ／π）　Ｊ２　Ｖｓｉｎ　（π／Ｐ）
Ｐ＝整流相数、■＝交流電圧 次に、ゲートパルス発生器２１の入力電圧Ｅｇに対する
出力位相角αの特性は次式で与えられるものとする。

α＝ＫｇＥｇ＋α。

ここに、Ｋ　＝比例定数、α０＝制御角定数また、電流
制御用演算増幅器１８の、入力電圧Ｅ・に対する出力電
圧Ｅ、の応答は次式のようになる。

Ｅ　　＝Ｅ　　＋（Ｅｉ／Ｔ１）ｔ　　　・・・（３）
ｇｍ ここに、Ｅｇ□＝正側ゲートパルス発生器の入力バイア
ス電圧 数 １＝時間 また、ＯＮ動作特性として逆接続側電流制御用演算増幅
器１９の入力電圧Ｅ・に対する出力電圧Ｅｇの応答は次
式のようになる。

ＥＣＩ　＝Ｅ　　−（Ｅｉ／ＴＩ　）ｔ　　　・・・（
４）ｇｎ ここに、Ｅ　ｇｎ””逆側ゲートパルス発生器の入力バ
イアス電圧 （１）式から（４）式の関係をグラフに書くと第２図の
ようになる。　すなわち、（１）式は同図左上の（Ａ＞
サイリスク特性、（２）式は同図右上の（Ｂ）ＧＰＱ特
性１、（３）式および（４）式は同図右下の（Ｃ）補償
器特性を示す。

同図より正側サイリスタ変換器のＯＮ時間Ｔ。０および
逆側サイリスタ変換器のＯＦＦ時間時間ｆｆはそれぞれ
次式のようになる。

Ｔｏｆｆ＝（Ｅｇｏ−Ｅｇｍ）Ｔ■／Ｅｉ・・・（５）
Ｔ＝（Ｅｇ。一層ｇ。＞Ｔ１／Ｅｉ　　　　・・・（６
）ｇｎ ここに、Ｅ　ｇｏ””　　サイリスタ変換器の直流電圧
Ｅｄ　＝Ｏとなるゲートパルス発 生器入力電圧 ゆえに、切換死時間Ｔｄは次式より得られる。

Ｔｄ　＝Ｔｏｎ　　’ｏｆｆ ＝Ｔ１　　（Ｅｇ、＋Ｅｇｏ）／ＥＨ−（７）この場合
、Ｔｄ＞Ｏとなるように動作点Ｅｄｍ、α□、Ｅｇ□、
Ｅ、ｎ、Ｅｇｏ等が定められているので、サイリスタ変
換器２３および２４が同時に動作することがなく、無循
環電流切換えが可能となっている。

第３図は本発明の他の実施例を示しているが、前実施例
のものと同じ構成部材には同一の符号を付して示してい
る。

なお、第３図において、１７−は飽和回路付電圧制御用
演算増幅回路で、　電圧指令信号■Ｒと電へ る。

上記回路において、電圧指令信号ＶＲが正より負に急変
した場合、正転および逆転側電流制御系の応答は第２図
と同様になる。　この結果、第３図に示す実施例の場合
にも、正逆切換判断回路なしに、直流電動機の加減速お
よび可逆運転することが可能である。

以上のように、これらの実施例によれば、直流電動機を
速度制御あるいは電圧制御する場合、正逆サイリスタ変
換器の切換論理判断回路が不要となるため、切換判断時
間を必要とせず高速切換が可能となり、また、減速時間
が極度に減少し、位置決め制御において、蛇行距離を短
かくできるため減速直前の最大速度を高くできるもので
あり、実験の結果これらの効果が認められた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、直流電動機を速
度制御あるいは電圧制御する場合、正逆サイリスタ変換
器の切換論理判断回路が不要であるため、切換判断時間
を必要とせず、高速動作が可能であり、かつ経済的であ
ると共に信頼性が著しく向上され、ノイズによる切換判
断回路の誤動作の問題も完全に解決できるといった優れ
た効果を奏するものである。

また、電動機容量の如何にかかわらず本発明方式を適用
できるので、特に、大型機を循環電流方式で可逆運転す
る場合に較べて多大の経済的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示すものであり、
第１図はその概略構成図、第２図はその切換特性説明図
である。 第３図は本発明の他の実施例を示す概略構成図である。 第４図は、従来の切換判断方式を示す概略構成図である
。 １・・・速度制御用演算増幅回路、　２・・・電流制御
用演算増幅回路、　３・・・符号変換回路、　４および
５・・・正転および逆転用ゲートパルス発生回路、　６
および７・・・正転および逆転用サイリスタ変換器、　
８・・・直流電動機、　９・・・速度発電機、　１０お
よび１１・・・　正転および逆転用変流器（電流検出要
素）、　１２および１３・・・電流検出回路、　１４・
・・正逆切換判断回路、　１５および１６・・・。 アナログゲート回路、　１７・・・飽和特性付速度制御
用演算増幅回路、　１７−・・・電圧制御用演算増幅回
路、　１８および１９・・・正転および逆転電流制御用
演算増幅回路、　２０・・・符号変換回路、２１および
２２・・・正転および逆転用ゲートパルス発生器、２３
および２４・・・正転および逆転用サイリスタ変換器、
　２５・・・直流電動機、　２６・・・速度発電機、２
７および２８・・・交流変流器（電流検出要素）、　２
９および３０・・・整流回路（電流検出回路）、３１・
・・電圧検出回路。 区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 逆並列接続されたサイリスタ変換器、直流電動機電流制
   御ループ、ゲートパルス発生器を備え、正逆切換判断回
   路を用いずに電動機を加減速あるいは可逆運転すること
   を特徴とするサイリスタ変換器の切換制御方式。