JPH04355692A - 直流電動機の速度制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機、特に、電
機子電流を分流させて電機子反作用を抑制する分流直巻
コイルを備えた直流電動機の速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、この種の速度制御装置の従来例
を示すブロック構成図である。

【０００３】図のように、直流電動機（１）には、電機
子電流を分流させる分流直巻コイル（２）が、補償巻線
（３）と並列に設けられ、またその分流直巻コイル（２
）には、分流固定抵抗器（４）が直列に接続されている
。

【０００４】この直流電動機（１）の速度制御装置は、
直流電動機（１）の速度に応じた速度信号（Ｓ１）を出
力する指速発電機（５）と、交流電源（６）の出力を直
流に変換して電機子に供給するサイリスタ変換装置（７
）とを備え、指速発電機（５）からの速度信号（Ｓ１）
に基づいてサイリスタ変換装置（７）を制御して電機子
電流を制御し、それにより速度を制御するように構成さ
れている。この速度制御装置の制御方式は、サイリスタ
レオナード方式と呼ばれるものである。

【０００５】以下に、この速度制御装置の制御動作を、
その他の構成とともに説明する。

【０００６】一般にサイリスタレオナード方式において
は、電動機の速度が低いときには、電機子に加える電圧
を変化させることにより速度制御を行い、電動機の速度
が高いときには、磁束を変化させることにより速度制御
を行う。これら電圧制御と界磁制御の境界は、電機子に
加える電圧が全電圧となる点で、このときの速度は基底
速度と呼ばれている。

【０００７】上記電圧制御の範囲、つまり基底速度以下
で電動機が運転される場合には、次に述べる速度制御が
行なわれる。速度設定器（８）から出力させた、設定速
度に対応したレベルの速度設定信号（Ｓ２）と、上記指
速発電機（５）からの速度信号（Ｓ１）とを速度制御用
増幅器（９）で比較し、その速度制御用増幅器（９）の
出力を電流比較増幅器（１０）により電圧制御信号（Ｓ
３）に変換する。その電圧比較増幅器（１０）には、変
流器（１１）で検出して電流変換器（１２）で適当なレ
ベルに変換した電機子電流を負帰還させている。そして
この電流比較増幅器（１０）の電流制御信号（Ｓ３）に
応じて、ゲート信号発生器（１３）でゲート信号（Ｓ４
）を発生させ、そのゲート信号（Ｓ４）により上記サイ
リスタ変換装置（７）を制御して電機子に加える電圧を
制御し、それにより直流電動機（１）の速度を制御する
。

【０００８】このときの界磁電流は、ほぼ一定に制御さ
れている。

【０００９】また、界磁制御の範囲、つまり基底速度以
上で電動機が運転される場合には、次に述べる制御が行
なわれる。電機子電圧変換器（１４）は、電機子に加え
る電圧が全電圧になると電機子電圧検出信号（Ｓ５）を
送出する。この電機子電圧検出信号（Ｓ５）を受けると
、界磁電流制御器（１６）は、速度設定器（８）により
設定された速度と指速発電機（５）からの速度信号（Ｓ
１）に応じた磁束を発生するよう、界磁コイル（１７）
に流す電流を制御する。このとき電機子に加える電圧は
全電圧で一定とし、界磁コイル（１７）の発生する磁束
が電動機の速度にほぼ反比例するよう、界磁電流を制御
する。

【００１０】上記電機子に加える電圧と界磁電流との制
御により、直流電動機（１）の速度を、速度設定器（８
）に設定した速度に調整することができる。

【００１１】そしてこの直流電動機（１）の電機子電流
を分流直巻コイル（２）に分流させることにより、電機
子反作用による主磁束の減少を補償して、その電機子反
作用を抑制している。

【００１２】上記構成の速度制御装置の場合、分流直巻
コイル（２）には、それ自身のインピーダンス、および
分流固定抵抗器（４）と補償巻線（３）とのインピーダ
ンスによって決まる一定の分流電流が、直流電動機（１
）の全速度領域にわたって流れることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の速度制御装置で
は、上述のように分流直巻コイル（２）に一定の分流電
流が流れるため、これによって発生する磁束は一定であ
る。しかし、電機子反作用は速度が高くなるにつれて増
大する。従って、電機子反作用を抑制する必要のない基
底速度以下の領域でも、その分流直巻コイル（２）に分
流電流が流れて所定のスピードに対してトルクが所定の
スピードに対して上がり気味となり、負荷装置に余分な
駆動力を与えてしまう。また基底速度以上領域でも、分
流直巻コイル（２）への分流電流が一定であるため、速
度に応じたトルクが得られない。

【００１４】このように、従来の速度制御装置では、電
機子反作用による主磁束の減少にみあった界磁を発生さ
せ、全速度領域において、電機子反作用を打ち消すこと
ができず、よって所定のスピードに対し所望のトルク特
性が得られなくなるという問題があった。

【００１５】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、負荷装置を駆動する直流電動機に対し、そ
の全速度領域にわたり、電機子反作用に応じた大きさの
磁束を発生させて安定したトルク特性を得ることのでき
る速度制御装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる速度制御装置では、予め設定した定
レベルの分流開始信号を出力する分流開始設定器と、そ
の分流開始設定器からの分流開始信号のレベルと指速発
電機からの速度信号のレベルとを比較し、速度信号のレ
ベルが分流開始信号のレベルより高いときに、その速度
信号のレベルに応じたレベルの分流制御信号を出力する
分流制御装置と、分流直巻コイルに流れる分流電流を制
限する分流可変抵抗器と、その分流可変抵抗器の抵抗値
を、上記分流制御装置からの分流制御信号のレベルが高
くなるほど低下させる分流抵抗調整装置とを設けた。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、直流電動機の速度が、分流
開始設定器の分流開始信号のレベルに対応する速度以下
の領域では分流可変抵抗器の抵抗値が最大になり、分流
直巻コイルへは電機子電流がほとんど分流しない状態と
なる。よってこの速度領域では、トルクの上昇が抑えら
れ、所定のスピードとトルクの関係が得られる。また、
直流電動機の速度が、上記分流開始信号のレベルに対応
する速度より高い領域では、その直流電動機の速度に応
じて分流可変抵抗器の抵抗値が低下し、それに伴い分流
直巻コイルへの電機子電流の分流電流が増加する。よっ
てこの速度領域では、電機子反作用が抑制されるととも
に、直流電動機の速度に応じた大きさのトルクが出力さ
れる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１９】図１は、本発明に係る速度制御装置のブロ
ック構成図である。なお、図１において、図２に示した
従来例と相違ない構成要素には、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００２０】図のようにこの速度制御装置の構成の従来
例との相違は、分流開始設定器（１８）と分流制御装置
（１９）と分流抵抗調整装置（２０）とが新たに設けら
れるとともに、従来例における分流固定抵抗器の代わり
に、分流可変抵抗器（２１）が分流直巻コイル（２）に
直列に接続された点にある。

【００２１】上記分流開始設定器（１８）は、定レベル
の分流開始信号（Ｓ７）を出力するもので、この場合に
は、その分流開始信号（Ｓ７）のレベルは、直流電動機
（１）の基底速度に対応させて、つまり直流電動機（１
）が基底速度のときに指速発電機（５）から出力される
速度信号（Ｓ１）のレベルと同じに設定されている。

【００２２】上記分流制御装置（１９）は、上記分流開
始設定器（１８）からの分流開始信号（Ｓ７）のレベル
と、指速発電機５からの速度信号（Ｓ１）のレベルとを
比較し、速度信号（Ｓ１）のレベルが分流開始信号（Ｓ
７）のレベルより高いときに、その速度信号（Ｓ１）の
レベルに応じたレベルの分流制御信号（Ｓ８）を出力す
るものである。

【００２３】上記分流抵抗調整装置（２０）は、上記分
流制御装置（１９）から分流制御信号（Ｓ８）が出力さ
れたときにのみ動作し、上記分流可変抵抗器（２１）の
抵抗値を、分流制御信号（Ｓ８）のレベルが高くなるほ
ど低下させるように調整するものである。

【００２４】また上記分流制御装置（１９）からの分流
制御信号（Ｓ８）がなく、この分流抵抗調整装置（２０
）が動作しない場合には、上記分流可変抵抗器（２１）
の抵抗値は最大になる。

【００２５】次に、上記構成の速度制御装置の特徴であ
る、分流直巻コイル（２）への分流電流に対する制御動
作について説明する。なお、この速度制御装置の界磁コ
イル（１７）に加える電圧と電機子電流との制御による
直流電動機（１）の速度制御については、従来例と同様
であるため、ここでは説明を省略する。

【００２６】直流電動機（１）の速度が基底速度以下の
場合には、指速発電機（５）からの速度信号（Ｓ１）の
レベルが分流開始設定器（１８）からの分流開始信号（
Ｓ７）のレベル以下となるため、分流制御装置（１９）
は分流制御信号（Ｓ８）を出力せず、分流可変抵抗器（
２１）の抵抗値は最大になる。よって、分流直巻コイル
（２）へは電機子電流がほとんど分流しない状態となる
。

【００２７】これにより、電機子反作用を抑制する必要
のない基底速度以下の速度領域では、トルクの上昇が抑
えられ、負荷装置に余分な駆動力を与えることがなくな
る。

【００２８】また、直流電動機（１）の速度が基底速度
より高い場合には、指速発電機（５）からの速度信号（
Ｓ１）のレベルが分流開始設定器（１８）からの分流開
始信号（Ｓ７）のレベルより高くなるため、分流制御装
置（１９）は、速度信号（Ｓ１）のレベルに応じたレベ
ルの分流制御信号（Ｓ８）を出力し、それに伴って分流
可変抵抗器（２１）の抵抗値は分流抵抗調整装置（２０
）の作用により低下する。よって、直流電動機（１）の
速度に応じて、分流直巻コイル（２）への電機子電流の
分流電流が増加する。

【００２９】この分流直巻コイル（２）への分流電流の
値は、直流電動機（１）のそれぞれの速度における主磁
束の減少を必要で充分なだけ補償するように、分流制御
装置（１９）と分流抵抗調整装置（２０）と分流可変抵
抗器（２１）とにより適宜に設定されている。

【００３０】これにより、直流電動機（１）の速度が基
底速度以上の速度領域では、速度に応じて、電機子反作
用による主磁束の減少が補償されるとともに、速度に応
じた大きさのトルクが出力されることになる。

【００３１】上述のようにこの速度制御装置では、負荷
装置を駆動する直流電動機（１）に対し、分流直巻コイ
ル（２）への分流電流をその直流電動機（１）の速度に
応じて制御することにより、全速度領域にわたって、安
定したトルク特性を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の速度制御
装置によれば、負荷装置を駆動する直流電動機に対し、
その全速度領域にわたって、安定したトルク特性を得る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る速度制御装置の実施例を示すブロ
ック構成図。

【図２】従来例を示すブロック構成図。

【符号の説明】

（１）　　直流電動機 （２）　　分流直巻コイル （５）　　指速発電機 （１８）　　分流開始設定器 （１９）　　分流制御装置 （２０）　　分流抵抗調整装置 （２１）　　分流可変抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電機子電流を分流させて電機子反作用
   を抑制する分流直巻コイルを備えた直流電動機に対し、
   その直流電動機の速度に応じた速度信号を出力する指速
   発電機を設け、その指速発電機からの速度信号に基づい
   て電機子電流を制御することにより、上記直流電動機の
   速度を制御する速度制御装置において、予め設定した定
   レベルの分流開始信号を出力する分流開始設定器と、そ
   の分流開始設定器からの分流開始信号のレベルと上記指
   速発電機からの速度信号のレベルとを比較し、速度信号
   のレベルが分流開始信号のレベルより高いときに、その
   速度信号のレベルに応じたレベルの分流制御信号を出力
   する分流制御装置と、上記分流直巻コイルに流れる分流
   電流を制限する分流可変抵抗器と、その分流可変抵抗器
   の抵抗値を、上記分流制御装置からの分流制御信号のレ
   ベルが高くなるほど低下させる分流抵抗調整装置と、を
   設けたことを特徴とする直流電動機の速度制御装置。