JPH02285990A - 直流電動機の速度制御方法 - 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、２＆Ｉｌの電力変換手段を相互に逆並列接
続して直流電動機の電機子に接続し、当該直流電動機の
要求トルクに対応して、これら２組の電力変換手段を切
換えるようにしている直流電動機の速度制御方法に関す
る。

〔従来の技術〕

第３図は２組の逆並列接続した電力変換器で直流電動機
を速度制御する従来例を示したブロンク図である。

この第３図において、相互に逆並列接続している電力変
換器、すなわち順変換器３Ｆと逆変ｔＡ器３Ｒとは、と
もに交流電ａ２からの交／Ｘ電力を直流電力に変換して
、直流電動機４を駆動するのであるが、この直流電動機
４の速度は下記の要領により制御している。

すなわち、速度設定器１１が出力する速度設定値を、加
減速度演算器１２により、所定の変化速度で変化する速
度指令値とし、この速度指令値と、直流電動機４に結合
した速度発信器１３が出力する速度実Ｐ、値とを、比例
積分演算器で構成している速度ｊＪ１節器部器に人力さ
せる。速度調節２Ｓ１４は１これら両人力の偏差を零に
調節する電流指令値を出力する。

比例積分演算器で構成している電流調節器１６は、上記
の電流指令値と、電流検出器１５で検出する直流電動機
４の電流実際値とを人力して、両人力の偏差を零にする
制御信号を点弧角調整器１７へ出力する。

運転七令演算回路２１は、運転条件と速度設定値ならび
に加減速度演Ｘ器１２の出力とを人力して、切換指令演
算回路２２に運転指令信号を送り、この切換指令演算回
路２２はこの入力指令信号に対応して、順変換器３Ｆと
逆変換器３Ｒのいずれかを選択する。その結果順変換器
３Ｆ用のゲート駆動回路１８Ｆ、あるいは逆変換器３Ｒ
用のゲート駆動回路１８Ｒのいずれかに点弧角調整器１
７から点弧角信号を送出する。またこれと同時に運転指
令６１に回路２１から加減速度演算器１２へその動作指
令を送出している。

ところで、電流調節器１６は前述したように電流指令値
と電流実際値との偏差を零にするべく調節動作を行うも
のであり、この電流調節器１６に入力する電流指令値は
、直流電動機４の速度指令値と速度実際値との偏差を零
にするべく調ｆｌｆｌ動作を行っている速度調節器の出
力信号であることは、既に説明済みである。

それ故、直２Ｉｔ電動［４が、たケえば綱材圧延用の圧
延機を駆動している場合では、当該圧延機に鋼材を噛込
んだ瞬間、あるいは圧延機から鋼材が抜出した瞬間に急
激な負荷変動を生しる。この急激な負荷の外乱のために
、速度調節器１４が出力する電流指令値はステップ状の
急変化をするので・直流電動機４にも、これに対応して
変化率の大きな電流が流れることになる。直／Ｊｔ電動
機４は、通流電流の変化率ｄｌ／ｄｔが過大になると、
フランシュオーバなどの大事故を生じるので、この電流
変化率ｄ　Ｉ／ｄ　Ｌを所定値以内に抑制する必要があ
る。

そこで第３図の従来例回路に示すように、切換指令演算
回路２２の出力で動作する、積分演算器で構成している
抑制回路２３を設け、抑制回路２３の出力に対応して制
限器２５がｔｉｔ指令値の変化叉制限をかける構成にし
て、直流電動機４の電流変化率ｄｌ／ｄｔを所定値以内
にしている。ここで２４は、当該抑制回路２３が出力す
る抑制信号の傾斜を、上述した直流電動機４に許容でき
るｉｉｔ流変比変化率も緩やかに設定するための抑制設
定抵抗である。

第４図は第３図に示す従来例回路における電流指令値の
変化をあられした動作波形図であって、第４図（イ）は
順変換器３Ｆの動作、第４図（ロ）は逆変換器３Ｒの動
作、第４図（ハ）は電流調節器１６へ入力する電流指令
値の変化を、それぞれがあられしている。

この第４図は、カ行運転中の直流電動機４が負荷の急変
に対応して制動運転モードに切換ねる場合である。すな
わち、順変換器３Ｆをオンにしてカ行運転中の時刻Ｔ１
にこの順変換器３Ｆをオフにすると、抑制回路２３の作
用により、１ｉ流七令値は徐々にその値を減少して零と
なるが、この減少の度合は前述したよ′うに抑制設定抵
抗２４により調整している０次いで時刻Ｔ工に逆変換器
３Ｒをオンにし、電流指令値は抑制設定抵抗２４の設定
に従って同じ傾斜でその値を増加して、制動運転状態と
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、順変換器３Ｆをオフにする時点Ｔ。

と、逆変換器３Ｒをオンにする時点Ｔ２との間隔が短い
と、抑制回路２３を構成している積分演算器が放電未完
了、すなわち電流指令値が零まで低下しないうちに適度
ｔｔａＨ３Ｒがオンとなるので、抑制効果を得ることが
できない、しかし電流指令値の変化速度を大にするのは
、直流電動機４に悪影響を与えることになる。そこでや
むを得ずＴ１からＴ２までの時間を十分にとることにな
るのであるが、そのために、この直流電動機４は負荷変
動に対応してその運転モードを素早く切潰えることが困
難となり、速度制御の精度を向上できない大きな欠点を
有する。

そこでこの発明の目的は、直流電動機の負荷変動に対応
して運転モードの切換えを素早く行うことで、速度制御
精度の向上を図ろうとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の速度制ｉｎ方
法は、相互に逆並列接続した２＆［ｉの電力変換手段を
直流電動機の電機子に接続し、速度制御ループが出力す
る電流指令値をｔａ制御ループに入力する構成の制？ｎ
装置により、前記２＆ｆｌの電力変換手段のうちのいず
れか一方を選択し、制御することで、前記直流電動機の
速度制御を行う方法において、積分演算器で構成した抑
制手段と、この抑制手段の出力に対応して、前記速度制
御ループが出力する電流指令値を制限する手段とを前記
制御装置に設け、前記電力変換手段を切換える際に、運
転中の一方の電力変換手段がオフになると同時に前記抑
制手段をゼロホールドし、次いで他方の電力変換手段が
オンになるとこのゼロホールドを解除し、当該抑制手段
からは所定の変化率で上昇する信号を出力させるものと
する。

〔作用〕

この発明は、直流電動機の運転モードに対応して、この
直流電動機に電力を供給する順変換器と逆変換器とを切
換えるのであるが、一方の変換器をオフにしたときに、
電流Ｉ指令値を素早く零にしたのち他方の変換器をオン
にし、しかるのちこの電流指令値を所定の変化率で上昇
させる構成にすることで、両度換器が同時にオフとなっ
ている期間を権力短縮して、速度制御性能の向上を図る
ものである。

〔実施例］ 第１図は本発明の実施例をあられした回路図である。

この第１図において、比例積分演算器で構成している速
度調節器１４は、速度指令値と速度実際値とを人力して
、これら両人力の偏差を零にする電流指令値を出力し、
同じく比例積分演算器で構成している電流ＵＲ節部器６
は、この電流指令値と、電流実際値とを人力して、両人
力の偏差を零にする制御信号を点弧角調整器１７へ出力
することと、電流Ｉ指令値が急激に変化するのを制限す
るための制限器２５が、速度調節器１４と電流調節器１
６との間に設けであること、さらに制限器２５に信号を
送る抑制回路２３と抑制設定抵抗２４とを段重している
のは、第３図で既述の従来例回路の場合と同じである。

本発明においては、積分演算器で構成している抑制回路
２３にゼロホールド接点３０を設け、切換指令演算回路
２２からの指令により、このゼロホールド接点３０をオ
ン・オフ動作させる構成にしている。

すなわち、直ｆＬ電動機４が順変換器３Ｆからの電力で
カ行運転中に、負荷の急激な変動などにより、制動運転
に運転モードが切換わるときは、先ず動作中の順変換器
３Ｆを切換指令演算回路２２からの指令でオフにするの
であるが、これと同時に、切換指令演算回路２２からの
指令でゼロホールド接点３０をオンにする。その結果、
抑制回路２３はゼロホールドされて電流指令値を急速に
零に減少させる。

次いで逆変換器３Ｒをオンにするのであるが、これと同
時にゼロホールド接点３０はオフとなる。

よって抑制回路２３の出力は抑制設定抵抗２４の設定値
に従った傾斜で緩かに上昇するので、電流指令値の変化
速度もこれに従った傾斜となる。よって直流電動機４に
流れる電流の変化率が過大になって、火花の発生やフラ
ッシュオーバなどの不都合は未然に防止できる。

第２図は第１図に示す実施例回路の動作をあられした動
作波形図であって、第２図（イ）は順変換器３Ｆの動作
、第２図（ロ）は逆変換器３Ｒの動作、第２図（ハ）は
電２ｉｔ調節器１６へ入力する電流指令値の変化を、そ
れぞれがあられしている。

この第２図であきらかなように、電流指令値は順変換器
３Ｆが時刻Ｔ、でオフになると共に、ゼロホールド接点
３０の作用により急速に零に低下し、かつ逆変換器３Ｒ
がオンとなる時点Ｔ、から緩かに上昇している。

それ故、Ｔ、からＴ！までの時間が短くても、抑制回路
２３を構成している積分演算器２３は完全に放電完了し
ているので、切換時に十分な抑制効果を得ることができ
る。

〔発明の効果］ この発明によれば、順・逆変換器を切換える際に、抑制
回路をゼロホールドすることで電流指令値を急速に零に
し、かつ切換後の電流指令値の立上りは、所定の変化率
で緩かに上昇する回路構成にしているので、再変換器を
切換える時間を短縮することができ、抑制効果を損うこ
となく素早く運転モードを切換えることになるので、速
度制御精度を向上できる効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあられした回路図、第２図は
第１図に示す実施例回路の動作をあられした動作波形図
であり、第３図は２組の逆並列接続した電力変換器で直
流電動機を速度制御する従来例を示したブロック図、第
４図は第３図に示す従来例回路における電流指令値の変
化をあられした動作波形図である。 ２・・・交流電源、３Ｆ・・・順変換器、３Ｒ・・・逆
変換器、４・・・直流電動機、１１・・・速度設定器、
１２・・・加減速度演算器、１３・・・速度発信器、１
４・・・速度ｔＡ節部器１５・・・Ｔｌ流検出器、１６
・・・電流調節器、１７・・・点弧角調整器、１８Ｆ、
１８Ｒ・・・ゲート駆動回路、２１・・・運転指令演算
回路、２２・・・切換指令演算回路、２３・・・抑制回
路、２４・・・抑制設定抵抗、２５・・・制限器、３０
・・・ゼロホ１４４度調部器 名　２　図 男　１　図 篤４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）相互に逆並列接続した２組の電力変換手段を直流電
   動機の電機子に接続し、速度制御ループが出力する電流
   指令値を電流制御ループに入力する構成の制御装置によ
   り、前記２組の電力変換手段のうちのいずれか一方を選
   択し、制御することで、前記直流電動機の速度制御を行
   う方法において、積分演算器で構成した抑制手段と、こ
   の抑制手段の出力に対応して、前記速度制御ループが出
   力する電流指令値を制限する手段とを前記制御装置に設
   け、前記電力変換手段を切換える際に、運転中の一方の
   電力変換手段がオフになると同時に前記抑制手段をゼロ
   ホールドし、次いで他方の電力変換手段がオンになると
   このゼロホールドを解除し、当該抑制手段からは所定の
   変化率で上昇する信号を出力させることを特徴とする直
   流電動機の速度制御方法。