JPS6215038B2 - - Google Patents
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- JPS6215038B2 JPS6215038B2 JP54159115A JP15911579A JPS6215038B2 JP S6215038 B2 JPS6215038 B2 JP S6215038B2 JP 54159115 A JP54159115 A JP 54159115A JP 15911579 A JP15911579 A JP 15911579A JP S6215038 B2 JPS6215038 B2 JP S6215038B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、サイリスタレオナード装置による直
流機の電機子電流制御装置に関するものである。
流機の電機子電流制御装置に関するものである。
一般に、電動機の制御において、電機子電流を
制御する場合、制御範囲内の全ての電流値に対し
て電流の断続または連続に拘わらず、その制御応
答に変化のないことが望まれる。
制御する場合、制御範囲内の全ての電流値に対し
て電流の断続または連続に拘わらず、その制御応
答に変化のないことが望まれる。
従来のサイリスタレオナード装置として、例え
ば、第１図に示す制御方式が知られている。すな
わち、直流電動機Ｍの直結した速度発電機Ｇによ
つて直流電動機の速度信号Ｎを検出し、この検出
信号Ｎと予め設定した速度基準値Ｎ*とを比較
し、速度調節器SCによりその速度制御偏差（Ｎ
*−Ｎ）に応じた電流目標値Ia*を電流調節器
CCへ出力し、この電流調節器CCによつて直流電
動機Ｍの電機子電流の実際値Ｉを制御するように
構成したものである。
ば、第１図に示す制御方式が知られている。すな
わち、直流電動機Ｍの直結した速度発電機Ｇによ
つて直流電動機の速度信号Ｎを検出し、この検出
信号Ｎと予め設定した速度基準値Ｎ*とを比較
し、速度調節器SCによりその速度制御偏差（Ｎ
*−Ｎ）に応じた電流目標値Ia*を電流調節器
CCへ出力し、この電流調節器CCによつて直流電
動機Ｍの電機子電流の実際値Ｉを制御するように
構成したものである。
この場合、電流調節器CCは、電機子回路の時
定数を補償するためにPI調節器として構成されて
いるが、これを電流断続しない制御対象に対して
調整した場合、電流断続が起生する制御対象には
適応しない。すなわち、電流断続しない領域で適
合されたPI調節器では、電流断続領域では本質的
に長い整定時間を要し、小電流の場合には数秒に
も達する。そこで、電流断続の領域で小電流の
時、短時間で電流調節器を安定化させるよう構成
した場合、電流連続の過程で制御系は不安定にな
る。従つて、このような問題を回避するため、通
常PI調節器は電流連続の状態で調整される。
定数を補償するためにPI調節器として構成されて
いるが、これを電流断続しない制御対象に対して
調整した場合、電流断続が起生する制御対象には
適応しない。すなわち、電流断続しない領域で適
合されたPI調節器では、電流断続領域では本質的
に長い整定時間を要し、小電流の場合には数秒に
も達する。そこで、電流断続の領域で小電流の
時、短時間で電流調節器を安定化させるよう構成
した場合、電流連続の過程で制御系は不安定にな
る。従つて、このような問題を回避するため、通
常PI調節器は電流連続の状態で調整される。
一方、電流断続しない制御対象に対して速度調
節器を安定化させると、断続領域での制御対象に
対して速度調節器は増幅度が大きくなり、時定数
は小さくなり過ぎて制御が不安定になる難点があ
る。すなわち、駆動電流の断続限界に近づくほど
不安定性の危険は大きくなる。このため、最小の
駆動電流で速度調節器を安定化し、電流調節器が
最大の駆動電流で決定された調整によつて維持さ
れるようにした場合、速度制御が遅くなる難点が
ある。
節器を安定化させると、断続領域での制御対象に
対して速度調節器は増幅度が大きくなり、時定数
は小さくなり過ぎて制御が不安定になる難点があ
る。すなわち、駆動電流の断続限界に近づくほど
不安定性の危険は大きくなる。このため、最小の
駆動電流で速度調節器を安定化し、電流調節器が
最大の駆動電流で決定された調整によつて維持さ
れるようにした場合、速度制御が遅くなる難点が
ある。
上述したように、電流断続時と連続時とでは、
制御の応答に変化が生じるため、その補償手段と
して、電流制御ループの内側に電圧制御ループを
追加する方式が従来採用されている。しかしなが
ら、このような従来方式によれば、応答の速い電
圧検出器が必要となるため、高価にある欠点があ
る。また、その他種々の補償方式も提案されてい
るが、いずれも回路が複雑となり製造コストの増
大を避けることができない。
制御の応答に変化が生じるため、その補償手段と
して、電流制御ループの内側に電圧制御ループを
追加する方式が従来採用されている。しかしなが
ら、このような従来方式によれば、応答の速い電
圧検出器が必要となるため、高価にある欠点があ
る。また、その他種々の補償方式も提案されてい
るが、いずれも回路が複雑となり製造コストの増
大を避けることができない。
そこで、本発明は、簡単な回路構成により電流
断続の補償を行つて電流制御系の応答を一定に保
つことができる電流制御装置を提供することを目
的とする。
断続の補償を行つて電流制御系の応答を一定に保
つことができる電流制御装置を提供することを目
的とする。
このような目的を達成するために、直流電動機
の電機子電流を検出し、この検出信号と基準値信
号とを比較し、得られた信号を電流調節器を介し
て電力変換器を制御するよう構成した電機子電流
制御装置において、前記電流調節器を、演算増幅
器と抵抗を有する帰還路とから成る比例回路と、
演算増幅器と抵抗およびコンデンサとから成る比
例積分回路とをカスケード接続して構成し、前記
比例回路にはその帰還路に、電機子電流に応じて
抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続し、同様に
前記比例積分回路にはその帰還路に、電機子電流
に応じて抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続す
ることを特徴とする。
の電機子電流を検出し、この検出信号と基準値信
号とを比較し、得られた信号を電流調節器を介し
て電力変換器を制御するよう構成した電機子電流
制御装置において、前記電流調節器を、演算増幅
器と抵抗を有する帰還路とから成る比例回路と、
演算増幅器と抵抗およびコンデンサとから成る比
例積分回路とをカスケード接続して構成し、前記
比例回路にはその帰還路に、電機子電流に応じて
抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続し、同様に
前記比例積分回路にはその帰還路に、電機子電流
に応じて抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続す
ることを特徴とする。
可変抵抗素子としては、例えば電界効果トラン
ジスタを使用することができる。
ジスタを使用することができる。
比例回路の帰還路に、電機子電流に応じて抵抗
値の変化する可変抵抗素子を接続することによ
り、この比例回路においては、電機子電流に応じ
て比例パラメータが変化する。
値の変化する可変抵抗素子を接続することによ
り、この比例回路においては、電機子電流に応じ
て比例パラメータが変化する。
同様に、比例積分回路に、電機子電流に応じて
抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続することに
より、この比例積分回路においては、電機子電流
に応じて積分時定数つまり積分パラメータが変化
する。
抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続することに
より、この比例積分回路においては、電機子電流
に応じて積分時定数つまり積分パラメータが変化
する。
ここで、可変抵抗素子として例えば、電界効果
トランジスタを用いると、よく知られているよう
に、電界効果トランジスタは、低電流領域では高
抵抗を示し、電流が増加するに応じて抵抗が減少
する電流−抵抗特性を有する。
トランジスタを用いると、よく知られているよう
に、電界効果トランジスタは、低電流領域では高
抵抗を示し、電流が増加するに応じて抵抗が減少
する電流−抵抗特性を有する。
このような可変抵抗特性をうまく利用すること
により、電流調節器においては、電機子電流の小
さくなる電流断続時では、電機子電流の大きくな
る電流連続時に比べて、比例パラメータを大きく
し、かつ、積分パラメータを小さくすることがで
きる。それゆえ、ボード線図を用いて後で詳細に
説明するように、電流断続時の調節器のゲインは
電流連続的の調節器のゲインよりも大きくなり、
これらのゲインがそれぞれ断続時の制御対象のゲ
インおよび連続時の制御対象のゲインと組合わさ
れると、結果的に連続時および断続時の開ループ
のゲイン特性はほとんど同じになる。その結果、
制御範囲内の全ての電流値に対して電流の断続お
よび連続に拘わらず、その制御応答は一定に保た
れるようになる。
により、電流調節器においては、電機子電流の小
さくなる電流断続時では、電機子電流の大きくな
る電流連続時に比べて、比例パラメータを大きく
し、かつ、積分パラメータを小さくすることがで
きる。それゆえ、ボード線図を用いて後で詳細に
説明するように、電流断続時の調節器のゲインは
電流連続的の調節器のゲインよりも大きくなり、
これらのゲインがそれぞれ断続時の制御対象のゲ
インおよび連続時の制御対象のゲインと組合わさ
れると、結果的に連続時および断続時の開ループ
のゲイン特性はほとんど同じになる。その結果、
制御範囲内の全ての電流値に対して電流の断続お
よび連続に拘わらず、その制御応答は一定に保た
れるようになる。
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第２図は本発明による電流制御装置の一実施例
の回路図を示す。この第２図において、１０は制
御対象から検出された電流検出信号Iaと予め設定
された基準電流信号Ia*とが入力されて比例動作
を行う比例（Ｐ）回路である。この比例回路１０
は主として演算増幅器１４と抵抗２０および分圧
器２２を有する帰還路とから成り、そしてこの帰
還路には後述するように電流信号Ia*に応じた可
変抵抗特性を示す電界効果トランジスタ（以下に
おいては、単にFETと称することがある）２４
が接続されている。電界効果トランジスタ２４に
は電界効果トランジスタ２６が接続されており、
両トランジスタ２４，２６でトランジスタ対１６
が構成されている。電界効果トランジスタ２６
は、一方では電源Ｅの負極に接続され、他方では
演算増幅器２８の反転入力端に接続されている。
この演算増幅器２８は反転入力端がさらに抵抗３
０を介して電流信号Ia*に接続され、非反転入力
端が０ボルト電位に接続され、そしてその出力端
が電界効果トランジスタ２６，２８の両ゲート接
続点に接続されている。
の回路図を示す。この第２図において、１０は制
御対象から検出された電流検出信号Iaと予め設定
された基準電流信号Ia*とが入力されて比例動作
を行う比例（Ｐ）回路である。この比例回路１０
は主として演算増幅器１４と抵抗２０および分圧
器２２を有する帰還路とから成り、そしてこの帰
還路には後述するように電流信号Ia*に応じた可
変抵抗特性を示す電界効果トランジスタ（以下に
おいては、単にFETと称することがある）２４
が接続されている。電界効果トランジスタ２４に
は電界効果トランジスタ２６が接続されており、
両トランジスタ２４，２６でトランジスタ対１６
が構成されている。電界効果トランジスタ２６
は、一方では電源Ｅの負極に接続され、他方では
演算増幅器２８の反転入力端に接続されている。
この演算増幅器２８は反転入力端がさらに抵抗３
０を介して電流信号Ia*に接続され、非反転入力
端が０ボルト電位に接続され、そしてその出力端
が電界効果トランジスタ２６，２８の両ゲート接
続点に接続されている。
１２は比例回路１０にカスケード接続されて比
例積分動作を行う比例積分（PI）回路である。こ
の比例積分回路１２は主として、演算増幅器１５
と抵抗３２およびコンデンサ３４を有する帰還路
とから成り、そしてその帰還路には後述するよう
に電流信号Ia*に応じた可変抵抗特性を示す電界
効果トランジスタ３８が抵抗３６を介して接続さ
れている。電界効果トランジスタ３８には電界効
果トランジスタ４０が接続されており、両トラン
ジスタ３８，４０でトランジスタ対１７が構成さ
れている。FET４０は、一方においては、電源
Ｅの正極に接続され、他方においては演算増幅器
４２の反転入力端に接続されている。この演算増
幅器４２は反転入力端がさらにダイオード４４お
よび抵抗４６を介して電流信号Ia*に接続され、
非反転入力端が０ボルト電位に接続され、そして
その出力端がFET３８，４０の両ゲート接続点
に接続されている。ダイオード４４と抵抗４６と
の接続点は抵抗４８を介して電源Ｅの負極に接続
されている。なお、αは出力指令信号である。
例積分動作を行う比例積分（PI）回路である。こ
の比例積分回路１２は主として、演算増幅器１５
と抵抗３２およびコンデンサ３４を有する帰還路
とから成り、そしてその帰還路には後述するよう
に電流信号Ia*に応じた可変抵抗特性を示す電界
効果トランジスタ３８が抵抗３６を介して接続さ
れている。電界効果トランジスタ３８には電界効
果トランジスタ４０が接続されており、両トラン
ジスタ３８，４０でトランジスタ対１７が構成さ
れている。FET４０は、一方においては、電源
Ｅの正極に接続され、他方においては演算増幅器
４２の反転入力端に接続されている。この演算増
幅器４２は反転入力端がさらにダイオード４４お
よび抵抗４６を介して電流信号Ia*に接続され、
非反転入力端が０ボルト電位に接続され、そして
その出力端がFET３８，４０の両ゲート接続点
に接続されている。ダイオード４４と抵抗４６と
の接続点は抵抗４８を介して電源Ｅの負極に接続
されている。なお、αは出力指令信号である。
次に、第２図に示した制御装置の機能について
説明する。
説明する。
先ず、比例回路１０の動作について説明する。
演算増幅器はゲインが非常に高く、入力電圧が零
になるように帰還作用が働く。ここで、演算増幅
器２８に着目するに、その非反転入力端子は０ボ
ルト電位になつており、それゆえ反転入力端子も
０ボルトにならなければならない。今、電流信号
Ia*が零から増加すると仮定すると、その電流値
に応じた電流が抵抗３０を介して演算増幅器２８
に流入しようとする。このとき、演算増幅器２８
の反転入力端子は０ボルトに保持されなければな
らないので、その流入電流に見合つた抵抗３０の
電圧降下に応じた電圧が演算増幅器２８から出力
されて、FET２６がコントロールされる。その
結果、抵抗３０を流れる電流はFET２６に流入
するようになる。従つて、FET２６は抵抗３０
を流れる電流、つまり、電流信号Ia*に応じた電
流が流れることになる。ところで、周知のよう
に、FETは低電流領域では高抵抗を示し、電流
が増加するに応じて抵抗が減少する電流−抵抗特
性（可変抵抗特性）を有する。従つて、FET２
６は電流信号Ia*が小さい範囲では高抵抗を示
し、電流信号Ia*が増加するに応じて低抵抗に減
少していく。ここで、FET２４に着目すると、
FET２４のゲートはFET２６と共通接続されて
おり、従つて、FET２６にもFET２４と同じゲ
ート電圧が印加されることになる。その結果、
FET２４はFET２６と同じ抵抗特性を示すよう
になる。すなわち、FET２４は電流信号Ia*が
小さい範囲では高抵抗を示し、電流信号Ia*が増
加するに応じて低抵抗に減少する。従つて、比例
回路１０の帰還路抵抗は電流信号Ia*が小さい範
囲では高抵抗を示し、電流信号Ia*が増加するに
応じて低抵抗に減少する。よつて、比例回路１０
の比例パラメータは電流信号Ia*の増加に応じて
減少方向に変化することになる。
演算増幅器はゲインが非常に高く、入力電圧が零
になるように帰還作用が働く。ここで、演算増幅
器２８に着目するに、その非反転入力端子は０ボ
ルト電位になつており、それゆえ反転入力端子も
０ボルトにならなければならない。今、電流信号
Ia*が零から増加すると仮定すると、その電流値
に応じた電流が抵抗３０を介して演算増幅器２８
に流入しようとする。このとき、演算増幅器２８
の反転入力端子は０ボルトに保持されなければな
らないので、その流入電流に見合つた抵抗３０の
電圧降下に応じた電圧が演算増幅器２８から出力
されて、FET２６がコントロールされる。その
結果、抵抗３０を流れる電流はFET２６に流入
するようになる。従つて、FET２６は抵抗３０
を流れる電流、つまり、電流信号Ia*に応じた電
流が流れることになる。ところで、周知のよう
に、FETは低電流領域では高抵抗を示し、電流
が増加するに応じて抵抗が減少する電流−抵抗特
性（可変抵抗特性）を有する。従つて、FET２
６は電流信号Ia*が小さい範囲では高抵抗を示
し、電流信号Ia*が増加するに応じて低抵抗に減
少していく。ここで、FET２４に着目すると、
FET２４のゲートはFET２６と共通接続されて
おり、従つて、FET２６にもFET２４と同じゲ
ート電圧が印加されることになる。その結果、
FET２４はFET２６と同じ抵抗特性を示すよう
になる。すなわち、FET２４は電流信号Ia*が
小さい範囲では高抵抗を示し、電流信号Ia*が増
加するに応じて低抵抗に減少する。従つて、比例
回路１０の帰還路抵抗は電流信号Ia*が小さい範
囲では高抵抗を示し、電流信号Ia*が増加するに
応じて低抵抗に減少する。よつて、比例回路１０
の比例パラメータは電流信号Ia*の増加に応じて
減少方向に変化することになる。
次に、比例積分回路１２の動作について説明す
る。可変抵抗素子としてのFET３８，４０の基
本的動作はFET２４，２６と同じである。但
し、この場合には、ダイオード４４と抵抗４６と
の間に抵抗４８を介して負電圧−Ｅが接続されて
いるので、今、電流信号Ia*が零であるとする
と、FET４０は負電圧−Ｅによつて抵抗４８に
流れる電流と同じ値の電流が流れるように演算増
幅器４２によつてコントロールされている。従つ
て、このときにはFET４０には大きな電流が流
れ、FET４０は低抵抗を示す。そして、電流信
号Ia*が零から増加すると、その増加分だけ
FET４０に流れる電流が減少する。従つて、
FET４０は電流信号Ia*が小さいときは低抵抗
を示し、電流信号Ia*が増加して大きくなると高
抵抗を示すようになる。この場合も、FET３８
にはFET４０と同じゲート電圧が印加されてい
るので、FET３８はFET４０と同じ可変抵抗特
性を示す。FET３８は比例積分回路１２の帰還
路の抵抗３２に抵抗３６と共に並列接続された形
となつている。従つて、比例積分回路１２の帰還
路抵抗は電流信号Ia*が小さいときはFET３８
が低抵抗を示すので合成抵抗も小さくなり、電流
信号Ia*が大きくなるとFET３８が高抵抗を示
すので合成抵抗も大きくなる。ここで、比例積分
回路１２の積分時定数は帰還路の前記合成抵抗
（帰還路抵抗）とコンデンサ３４との積で表わさ
れるから、かかる合成抵抗つまり帰還路抵抗の変
化により積分時定数つまり積分パラメータが変化
する。比例積分回路１２の積分パラメータは電流
信号Ia*の増加に応じて増加方向に変化する。
る。可変抵抗素子としてのFET３８，４０の基
本的動作はFET２４，２６と同じである。但
し、この場合には、ダイオード４４と抵抗４６と
の間に抵抗４８を介して負電圧−Ｅが接続されて
いるので、今、電流信号Ia*が零であるとする
と、FET４０は負電圧−Ｅによつて抵抗４８に
流れる電流と同じ値の電流が流れるように演算増
幅器４２によつてコントロールされている。従つ
て、このときにはFET４０には大きな電流が流
れ、FET４０は低抵抗を示す。そして、電流信
号Ia*が零から増加すると、その増加分だけ
FET４０に流れる電流が減少する。従つて、
FET４０は電流信号Ia*が小さいときは低抵抗
を示し、電流信号Ia*が増加して大きくなると高
抵抗を示すようになる。この場合も、FET３８
にはFET４０と同じゲート電圧が印加されてい
るので、FET３８はFET４０と同じ可変抵抗特
性を示す。FET３８は比例積分回路１２の帰還
路の抵抗３２に抵抗３６と共に並列接続された形
となつている。従つて、比例積分回路１２の帰還
路抵抗は電流信号Ia*が小さいときはFET３８
が低抵抗を示すので合成抵抗も小さくなり、電流
信号Ia*が大きくなるとFET３８が高抵抗を示
すので合成抵抗も大きくなる。ここで、比例積分
回路１２の積分時定数は帰還路の前記合成抵抗
（帰還路抵抗）とコンデンサ３４との積で表わさ
れるから、かかる合成抵抗つまり帰還路抵抗の変
化により積分時定数つまり積分パラメータが変化
する。比例積分回路１２の積分パラメータは電流
信号Ia*の増加に応じて増加方向に変化する。
このように、第２図の実施例においては、電流
信号Ia*が小さい範囲では、FET２４が高抵抗
を示すので比例回路１０の比例パラメータが大き
く、従つて比例ゲインも大きい。そして、その際
にはFET３８は低抵抗を示すので、比例積分回
路１２の積分パラメータは小さく、従つて時定数
も小さい。一方、電流信号Ia*が大きい範囲で
は、FET２４は低抵抗を示すので比例回路１０
の比例パラメータが小さく、従つてゲインは小さ
くなる。そして、その際にはFET３８は高抵抗
を示すので、比例積分回路１２の積分パラメータ
は大きく、従つて時定数も大きい。
信号Ia*が小さい範囲では、FET２４が高抵抗
を示すので比例回路１０の比例パラメータが大き
く、従つて比例ゲインも大きい。そして、その際
にはFET３８は低抵抗を示すので、比例積分回
路１２の積分パラメータは小さく、従つて時定数
も小さい。一方、電流信号Ia*が大きい範囲で
は、FET２４は低抵抗を示すので比例回路１０
の比例パラメータが小さく、従つてゲインは小さ
くなる。そして、その際にはFET３８は高抵抗
を示すので、比例積分回路１２の積分パラメータ
は大きく、従つて時定数も大きい。
上述した構成からなる本発明装置の特性を電流
制御系の開ループボード線図として示せば、第４
図の如くになる。この第４図において、特性線Ａ
１は電流連続時の制御対象のゲイン特性線、特性
線Ａ２は電流連続時の調節器のゲイン特性線、特
性線Ａ３は電流連続時の開ループのゲイン特性線
である。そして、特性線Ｂ１は電流断続時の制御
対象のゲイン特性線、特性線Ｂ２は電流断続時の
調節器のゲイン特性線、特性線Ｂ３は電流断続時
の開ループのゲイン特性線である。ここで、制御
対象は第１図におけるサイリスタ変換器THと直
流電動機Ｍである。
制御系の開ループボード線図として示せば、第４
図の如くになる。この第４図において、特性線Ａ
１は電流連続時の制御対象のゲイン特性線、特性
線Ａ２は電流連続時の調節器のゲイン特性線、特
性線Ａ３は電流連続時の開ループのゲイン特性線
である。そして、特性線Ｂ１は電流断続時の制御
対象のゲイン特性線、特性線Ｂ２は電流断続時の
調節器のゲイン特性線、特性線Ｂ３は電流断続時
の開ループのゲイン特性線である。ここで、制御
対象は第１図におけるサイリスタ変換器THと直
流電動機Ｍである。
しかして、今、電流連続時のゲイン特性線Ａ
１，Ａ２，Ａ３が第４図に図示の如くになつてい
るとする。このとき、電流連続であるから電機子
電流Ia*は大きい領域にあり、従つて、第２図の
説明から明らかなように比例回路１０の比例パラ
メータは小さくなつている。よつて、このときの
比例ゲインはＧ１で表わすとする。一方、比例積
分回路１２の時定数はこのときには大きくなつて
いる。この場合、周波数ωと時定数Ｔとの関係
（ωｔ＝一定）から、時定数が大きい際には周波
数が小さい範囲から作用し始め、そのため特性線
Ａ２においては積分パラメータの影響は周波数の
小さい左側の領域で表われ始めている。しかし
て、開ループゲインは、（特性線A1）＋（特性線
A2）＝（特性線A3）にて得られるから、特性線Ａ
３にて示すようになる。このことは、第１図にお
ける開ループゲインが、対数表示によれば調節器
CCのゲインと制御対象（サイリスタ変換器、直
流電動機）のゲインとの和で示されることから理
解できよう。
１，Ａ２，Ａ３が第４図に図示の如くになつてい
るとする。このとき、電流連続であるから電機子
電流Ia*は大きい領域にあり、従つて、第２図の
説明から明らかなように比例回路１０の比例パラ
メータは小さくなつている。よつて、このときの
比例ゲインはＧ１で表わすとする。一方、比例積
分回路１２の時定数はこのときには大きくなつて
いる。この場合、周波数ωと時定数Ｔとの関係
（ωｔ＝一定）から、時定数が大きい際には周波
数が小さい範囲から作用し始め、そのため特性線
Ａ２においては積分パラメータの影響は周波数の
小さい左側の領域で表われ始めている。しかし
て、開ループゲインは、（特性線A1）＋（特性線
A2）＝（特性線A3）にて得られるから、特性線Ａ
３にて示すようになる。このことは、第１図にお
ける開ループゲインが、対数表示によれば調節器
CCのゲインと制御対象（サイリスタ変換器、直
流電動機）のゲインとの和で示されることから理
解できよう。
次に、電流状態が断続状態の場合を考える。こ
のときは、例えば電流断続時の制御対象のゲイン
特性が特性線Ｂ１にて示される如く変化したとす
る（これは制御対象によつて決る特性である）。
一方、電流断続時には電機子電流Ia*は小さい領
域にある。それゆえ、比例回路１０の比例パラメ
ータは大きくなつている。よつて、このときの比
例ゲインをＧ２とすると、当然Ｇ１＜Ｇ２となる
ので、図示の如く、調節器のゲイン特性線Ｂ２は
比例ゲインＧ２を持つて表わされる。このとき、
比例積分回路１２の時定数は小さくなつている。
時定数が小さい際には、上述の如く周波数と時定
数との関係から、周波数が大きい範囲から作用し
始め、そのため特性線Ｂ２においては積分パラメ
ータの影響は周波数の大きい右側の領域から表わ
れ始めている。その結果、調節器のゲイン特性線
Ｂ２は図示の如くになる。しかして、開ループゲ
インは、（特性線B1）＋（特性線B2）＝（特性線B3）
にて得られるから、特性線Ｂ３にて示すようにな
る。
のときは、例えば電流断続時の制御対象のゲイン
特性が特性線Ｂ１にて示される如く変化したとす
る（これは制御対象によつて決る特性である）。
一方、電流断続時には電機子電流Ia*は小さい領
域にある。それゆえ、比例回路１０の比例パラメ
ータは大きくなつている。よつて、このときの比
例ゲインをＧ２とすると、当然Ｇ１＜Ｇ２となる
ので、図示の如く、調節器のゲイン特性線Ｂ２は
比例ゲインＧ２を持つて表わされる。このとき、
比例積分回路１２の時定数は小さくなつている。
時定数が小さい際には、上述の如く周波数と時定
数との関係から、周波数が大きい範囲から作用し
始め、そのため特性線Ｂ２においては積分パラメ
ータの影響は周波数の大きい右側の領域から表わ
れ始めている。その結果、調節器のゲイン特性線
Ｂ２は図示の如くになる。しかして、開ループゲ
インは、（特性線B1）＋（特性線B2）＝（特性線B3）
にて得られるから、特性線Ｂ３にて示すようにな
る。
特性線Ａ３と特性線Ｂ３とから明らかなよう
に、本発明装置によれば、電流断続時と連続時と
では、開ループの特性をほとんど変化しないよう
にすることができる。
に、本発明装置によれば、電流断続時と連続時と
では、開ループの特性をほとんど変化しないよう
にすることができる。
なお、第４図において、特性線Ａ１，Ｂ１はそ
れぞれ制御対象により決まる特性であり、一方特
性線Ａ３，Ｂ３を所望の特性線とする。その場
合、調節器のゲイン特性である特性線Ａ２，Ｂ２
が特性線Ａ３，Ｂ３を得るためのキーポイントと
なるが、例えば電流連続時ではゲインＧ１が得ら
れかつ電流断続時ではゲインＧ２が得られ、同様
にして積分パラメータに基づくゲインも得られる
ように、回路定数の具体的数値を設定しておくこ
とにより、図示のような特性線Ａ２，Ｂ２を得る
ことができる。このようにして、電流連続時と断
続時との開ループ特性を変化しないようにするこ
とができる。
れぞれ制御対象により決まる特性であり、一方特
性線Ａ３，Ｂ３を所望の特性線とする。その場
合、調節器のゲイン特性である特性線Ａ２，Ｂ２
が特性線Ａ３，Ｂ３を得るためのキーポイントと
なるが、例えば電流連続時ではゲインＧ１が得ら
れかつ電流断続時ではゲインＧ２が得られ、同様
にして積分パラメータに基づくゲインも得られる
ように、回路定数の具体的数値を設定しておくこ
とにより、図示のような特性線Ａ２，Ｂ２を得る
ことができる。このようにして、電流連続時と断
続時との開ループ特性を変化しないようにするこ
とができる。
次に、第３図は本発明に係る電流制御装置の他
の実施例を示す回路図である。第３図の実施例は
基本的には第２図の実施例と同じである。従つ
て、第３図においては、第２図の各部分と同一機
能を有する部分には同一符号が付されている。こ
の第３図においては、比例回路１０に関係的に関
数発生器１８が挿入されており、また、制御対象
の電圧検出信号Eaが比例積分回路１２に関係す
るように挿入されている。そのために、抵抗４４
と抵抗４６との接続点には、抵抗４８，５４，５
６，６４，６６、演算増幅器５０，６２およびダ
イオード５２，５８，６０から成る回路要素が付
加されている。関数発生器１８は電機子電流Ia*
に応じて適宜の関数電流を発生し、従つてその関
数電流に応じてFET２６を流れる電流も変化す
る。また、電圧検出信号Eaに応じて、上記回路
要素を介してFET４０に流れる電流がコントロ
ールされる。従つてFET４０の電流は電機子電
流Ia*と電圧検出信号Eaの両方でコントロール
される。詳細な動作は第２図の実施例と同じであ
るので省略する。
の実施例を示す回路図である。第３図の実施例は
基本的には第２図の実施例と同じである。従つ
て、第３図においては、第２図の各部分と同一機
能を有する部分には同一符号が付されている。こ
の第３図においては、比例回路１０に関係的に関
数発生器１８が挿入されており、また、制御対象
の電圧検出信号Eaが比例積分回路１２に関係す
るように挿入されている。そのために、抵抗４４
と抵抗４６との接続点には、抵抗４８，５４，５
６，６４，６６、演算増幅器５０，６２およびダ
イオード５２，５８，６０から成る回路要素が付
加されている。関数発生器１８は電機子電流Ia*
に応じて適宜の関数電流を発生し、従つてその関
数電流に応じてFET２６を流れる電流も変化す
る。また、電圧検出信号Eaに応じて、上記回路
要素を介してFET４０に流れる電流がコントロ
ールされる。従つてFET４０の電流は電機子電
流Ia*と電圧検出信号Eaの両方でコントロール
される。詳細な動作は第２図の実施例と同じであ
るので省略する。
なお、以上の説明においては、可変抵抗素子と
してのFET２４，３８のコントロールをFET２
６，４０および演算増幅器２８，４０を用いて行
つた例について述べた。しかしながら、FETが
可変抵抗特性を有することは周知技術であり、ま
たFETを可変抵抗素子として使うための回路例
も種々提案されている。従つて、本発明における
可変抵抗素子の回路例は図示の例に限定されな
い。
してのFET２４，３８のコントロールをFET２
６，４０および演算増幅器２８，４０を用いて行
つた例について述べた。しかしながら、FETが
可変抵抗特性を有することは周知技術であり、ま
たFETを可変抵抗素子として使うための回路例
も種々提案されている。従つて、本発明における
可変抵抗素子の回路例は図示の例に限定されな
い。
本発明によれば、従来装置と異なり、パラメー
タ可変の電流調節器を採用することにより、制御
特性が大幅に改善され、静止レオナード装置にお
ける電機子電流の断続時の制御を安定に達成する
ことができ、この種装置の性能の向上に資する効
果は極めて大きい。
タ可変の電流調節器を採用することにより、制御
特性が大幅に改善され、静止レオナード装置にお
ける電機子電流の断続時の制御を安定に達成する
ことができ、この種装置の性能の向上に資する効
果は極めて大きい。
第１図は従来の静止レオナード装置における電
機子電流制御装置を示す回路図、第２図は本発明
の一実施例を示す回路、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図、第４図は本発明装置の特性を
示す開ループボード線図である。 １０……比例回路、１２……比例積分回路、１
４，１５……演算増幅器、２４，２６，３８，４
０……電界効果トランジスタ。
機子電流制御装置を示す回路図、第２図は本発明
の一実施例を示す回路、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図、第４図は本発明装置の特性を
示す開ループボード線図である。 １０……比例回路、１２……比例積分回路、１
４，１５……演算増幅器、２４，２６，３８，４
０……電界効果トランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電動機の電機子電流を検出し、この検出
信号と基準値信号とを比較し、得られた信号を電
流調節器を介して電力変換器の制御を行うよう構
成した電機子電流制御装置において、 前記電流調節器を、演算増幅器と抵抗を有する
帰還路とから成る比例回路と、演算増幅器と抵抗
およびコンデンサとから成る比例積分回路とをカ
スケード接続して構成し、 前記比例回路にはその帰還路に、電機子電流に
応じて抵抗値の変化する可変抵抗素子を接続し、 同様に、前記比例積分回路にはその帰還路に、
電機子電流に応じて抵抗値の変化する可変抵抗素
子を接続した、 ことを特徴とする電機子電流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15911579A JPS5683282A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Armature current controlling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15911579A JPS5683282A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Armature current controlling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683282A JPS5683282A (en) | 1981-07-07 |
| JPS6215038B2 true JPS6215038B2 (ja) | 1987-04-06 |
Family
ID=15686561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15911579A Granted JPS5683282A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Armature current controlling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5683282A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529850U (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-20 | 新明和工業株式会社 | 三転ダンプトラツクにおける荷箱傾倒装置 |
| WO1994027360A1 (en) * | 1993-05-18 | 1994-11-24 | Hiroyuki Uchida | Method for controlling current for synchronous motor |
-
1979
- 1979-12-10 JP JP15911579A patent/JPS5683282A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529850U (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-20 | 新明和工業株式会社 | 三転ダンプトラツクにおける荷箱傾倒装置 |
| WO1994027360A1 (en) * | 1993-05-18 | 1994-11-24 | Hiroyuki Uchida | Method for controlling current for synchronous motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683282A (en) | 1981-07-07 |
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