JPH01227679A - 電動機の制御装置 - 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〕 この発明は、電動機の制御装置に関するものであり、更
に詳しくは、電機子電流の電流制御をマイナーループで
行いながら、メインループで速度制御を行って負荷トル
ク変動に対する速度変動を小さくおさえるようにした電
動機の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の制御装置として、第２図に示すような状態観測
器６を用いて推定した負荷トルクτ１を速度調節器１１
の出力信号に加算して負荷５の象、変時の電動機Ｍの速
度のインパクトトロンプ、リカバリータイムをより小さ
く制御するものが知られている。

なお同図において、６は状態観測器、６１，６２はそれ
ぞれ界磁模擬要素、６３．．６４はそれぞれ比例ゲイン
要素、６６は起動時定数要素、６′７は積分要素、１は
サイリスクレオナード速度制御装置、１２は電流調節器
、１３はパルス発生器、３は電流検出器、４は速度検出
器、ＴＨはサイリスタ変換器、である。

〔発明が解決しようとする課題〕　　　１ところが、こ
のような装置は、ＩＣ回路を用いて製作する必要があり
、そのために部品の調達、選定という煩雑さがあり、回
路変更に対しても、柔軟性に欠けるという欠点があった
。また、状態観測器の出力である推定負荷トルクを実際
の負荷トルクに合うように調整するのに２か所のゲイン
を調整する必要があり、多くの調整時間が必要であった
。

この発明の目的は、部品の調達、選定という煩雑さを除
き、回路変更に対しても柔軟性を持ち、更に、状態観測
器の出力を少ない時間で実際の負荷トルクに合うように
調整できるようにした電動機の制御装置を従来の状態観
測器を用いた電動機の制御装置と同等の性能で安価に提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 この発明は、一定時間間隔で負荷トルクを推定する状態
観測器を構成することにより、計算機のソフトウェアと
して装置が実現できることに着目したも１のである。ま
た、さらに、１か所のゲインで状態観測器の出力を調整
できるようにすることにより、調整時間が短縮でき、さ
らに、アルゴリズムの単純化により状態推定に要する時
間を短縮できることに着目したものである。

そこで本発明によ、る制御袋！は、少なくとも加算器と
比例ゲイン要素を含む状態観測器を具備し□　た。

〔作用〕

加算器は、電機子電流実際値から求めた電動機トルクと
推定負荷トルクとの差を加算し、比例ゲイン要素は、こ
の加算器の出力と電動機速度実際値との差を一定倍して
前記推量負荷トルクを出力する。その結果、状態観測器
は一定時間間隔で負荷トルクを推定することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例としての電動機の制御装置を
示すブロック図である。

第１図において、１はサイリスクレオナード速度制御装
置、２は状態観測器、３は電流検出器、４は速度検出器
、５は負荷である。

直流電動機Ｍの電機子回路に給電するサイリスク変換器
ＴＨを制御するサイリスクレオナード速度制御装置１に
おいて、１１は速度調節器、１２は電流調節器、１３は
パルス発生器である。電動機Ｍの速度は速度検出器４に
て検出され、速度設定値ｎ９に等しくなるように速度調
節器１１により制御される。その速度調節器１１’（７
）出力は、電流指令として電流調節器１２へ与えられ、
パルス発生器１３を介してサイリスク変換器ＴＨにより
電動機Ｍの電機子電流ｉ３が制御される。゛負荷５の急
激なトルク変動に対しては、状態観測器２により推定さ
れた負荷トルクτＬ（ｉ）を電流に換算した値１Ｌ（ｉ
）を速度調節器１１あ出力信号に加算することで、速度
変動の抑制が行われる。

状態観測器２において、３ｏば電動機モデル、２１．２
’２は界磁磁束φに対応したゲイン１／φもしくはφを
与える界磁模擬要素、２７は遅延演算子、２３は比例ゲ
イン要素、２６はサンプリング周期ｔを関数にもつ電動
機起動時定数である。

またτｔ（ｉ）は推定負荷トルク、τ、４（ｉ）は電動
機トルク、１Ｌ（ｉ）は推定負荷トルクの電流換算値、
”ｉ　、（ｉ）は電動機電流、ｎ（＋）は電動機速度、
Ｗ（＋＞は電動機キデルの出力で耐る。

例えば、□負荷５の急激なトルク変動により電動機速度
ｎ　（ｉ）が速度設定値ｎ°以下に下がった場合、比例
ゲ官ン要素゛２３をＯめ値で設定する゛と、　　　　　
　□推定負荷トルクτｉ　（ｉ）は増加していく。一方
、このτＬ（ｉ）は電動機モデル３０へ入力され、電動
機速度に相当する出力Ｗ（ｉ）を得る。推定負荷トルク
τ′Ｌ（□ｉ）は電動機モ≠ル出力Ｗ（ｉ）と電動機速
度ｎ（ｉ’）の偏゛差に比例ゲイン要素２３のゲインを
掛゛けて得られ□る量であ“るから、電動機速度ｎ（ｉ
）が電動機起動時定数ｎゝに辱しい量で安定したと□き
Ｊ推”定負荷′トルクτ［（ｉ）は電動機トルクτ′Ｍ
′（ｉ肩と完全に一致する。一般に、１動機速度が二定
す状′態に□あるとき、電動□機トル外と負荷トルクは
等しい。

そこで、推定負荷トルクτＬ（ｉ）もまた、電動機速度
ｎ　（ｉ）が電動機速度設定値ｎ″に等しい量で安定し
ているとき、負荷トルクを推定しているということがで
きる。また、電動機の加速を行う場合、電動機トルクτ
、（ｉ）は加速トルクと負荷トルクを含んだものである
が、負荷トルクが変動しない場合、電動機トルクτＭ（
ｉ）の中の負荷トルク分とτＬ（１）が等しいとすると
、加速トルク分のみが電動機起動時定数２６を介して電
動機モデル出力Ｗ（＋）を変化させる。電動機モデル３
０が実際の電動機と一致しているとき、電動機速度ｎ　
（ｉ）と電動機モデル出力Ｗ（ｉ）の偏差は一定のまま
保持され、τＬ（ｉ）も、また変化しない。

即ち、推定負荷トルクτ、（ｉ）は電動機のトルク変動
に対しては、小さな時間遅れでもって追従する。しかし
、加速、或いは減速時、負荷トルクの変化がない場合は
、τ、（ｉ）は変化せず、負荷トルク検出器として使用
可能であると言える。

この推定負荷トルクτ、（ｉ）をサイリスクレオナード
速度制御装置１の中の速度調節器１１の出力信号に加算
することにより、負荷トルクの変動による速度変動をよ
り小さく押え、リカバリータイムを小さくすることが可
能となる。

［発明の効果］ この発明によれば、計算機のソフトウェアとして、状態
観測器を構成できるので、製作における部品の調達、選
定という煩雑さを除くことができ、回路変更に対しても
柔軟性を持たせることができる。さらに、状態観測器の
出力が負荷トルクに一致するように調整するための調整
個所を−か所としたので、調整が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての電動機の制御装置を
示すブロック図、第２図は従来行われていたオブザーバ
を用いた電動機の制御装置を示すブロツク図、である。 符号の説明 １・・・サイリスクレオナード速度制御装置、２・・・
状態観測器、３・・・電流検出器、４・・・速度検出器
、５・・・負荷、６・・・従来方式による状態観測器代
理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機速度の閉ループ制御を行う速度調節器の出
   力信号と負荷トルクに関連した信号との加算信号を電機
   子電流閉ループ制御を行う電流調節器に電流目標値信号
   として与えて制御するようにした電動機の制御装置にお
   いて、 電動機速度実際値および電機子電流実際値を与えられて
   それらから一定時間間隔で前記負荷トルクに関連した信
   号を演算し出力する状態観測器として、 前記電機子電流実際値から求めた電動機トルクと推定負
   荷トルクとの差を加算する加算器と、この加算器の出力
   と電動機速度実際値との差を一定倍して前記推定負荷ト
   ルクを出力する比例ゲイン要素と、を含み、前記推定負
   荷トルクを前記負荷トルクに関連した信号として出力す
   る状態観測器を具備したことを特徴とする電動機の制御
   装置。