JPH0435769B2 - - Google Patents

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JPH0435769B2
JPH0435769B2 JP55023578A JP2357880A JPH0435769B2 JP H0435769 B2 JPH0435769 B2 JP H0435769B2 JP 55023578 A JP55023578 A JP 55023578A JP 2357880 A JP2357880 A JP 2357880A JP H0435769 B2 JPH0435769 B2 JP H0435769B2
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JP
Japan
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frequency
vibration
amplitude
phase difference
voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP55023578A
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English (en)
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JPS56121112A (en
Inventor
Takeyoshi Nonaka
Masaru Akama
Toshiro Sekine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
Priority to JP2357880A priority Critical patent/JPS56121112A/ja
Publication of JPS56121112A publication Critical patent/JPS56121112A/ja
Publication of JPH0435769B2 publication Critical patent/JPH0435769B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Jigging Conveyors (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は共振形振動機に関する。
[従来の技術] 共振形の振動機の場合、振動系の固有振動数0
と駆動周波数との比λは、効果的な振動を得る
にはその範囲が限定され、一般に、第1図の共振
特性で斜線部で示す、共振点を中心としその左右
領域の0.80から0.95程度あるいは1.05ないし1/
20程度にある。図示するグラフはトラフ等被振動
部材の振幅δと上記λ即ちf/f0との関係を示す
共振特性図で、f/f0が1のとき、言い換えれば
駆動周波数を振動系の固有振動数0に一致させ
たときに、理論適には無限大の振幅が得られ、実
際は抵抗灯のため図示のような最大振幅 δmax
に落ち着くが、この共振点での駆動は外乱の影響
を受け易く不安定で振動機には適しなく、λが
0.80〜0.95及び1.05〜1.20で、振幅δはδmaxから
減少するが、安定した振動が得られる。
第2図に駆動周波数に対するトラフ等被振動
部材の振幅δの共振特性及びその位相特性を示す
が、いま仮に図示するように振幅δ1で振動系が作
動しているとすれば、駆動周波数はf1とf2の2
つの値が考えられ、これを見分けるには同図の位
相特性図より明らかのように、固有振動数f0より
上方にあれば位相差φはπ/2より大で、逆に下
方であればπ/2より小さく、位相差φとπ/2
との大小関係を求めれば容易に実現できる。
[発明が解決しようとする課題] このようにして、振動加振機の駆動周波数と
固有振動数fの大小関係が明らかになり、次にλ
が所定の0.80〜0.95あるいは1.05〜1.20の範囲内
で望みの振幅δが得られるよう、種々調整を行う
のであるが、その調整には、ばね定数の変更、ト
ラフ側あるいは駆動側の重量調整、また電動式共
振タイプにあつてはモータと加振機との間のブー
リ径変更とかの加振機回転数の調整、など各種方
法があるが、いずれもたいへん面倒で、作業を終
えるまでにはかなりの長時間を要した。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記に鑑み振動加振機である電磁石、
振動モータ等の駆動周波数、電圧を任意の値に調
整し得るようにして所定のλの範囲内における負
荷に最適の振動振幅δを求めるもので、加振機電
源に可変電圧可変周波数の電源を用いたことを特
徴とする。
[作用] すなわち、本発明は所定のλの範囲において望
みの振幅δsを目標値としてトラフ等被振動部材の
振動特性の振幅δを検出・比較し振幅偏差δs−δ
を求め、また振動特性の位相差φを検出し共振点
での位相差π/2と比較して振動系が固有振動数
f0より上方あるいは下方のいずれの側で作動して
いるかを判別し、その判別結果と上記振幅偏差δs
−δに基づき加振機の駆動周波数を決定、すな
わちδs−δが正で上記f0より上方にあれば駆動周
波数を減少、逆に下方であれば増大させ、更に
は振動モータの飽和を避けるべく上記周波数に
略比例するよう電圧をも調整して上記δs−δを零
とするよう制御するものである。
[実施例] 以下、第3図、第4図に示す実施例により本発
明を具体的に説明する。なお、実施例は第3図か
ら明らかのように振動モータを加振機とする共振
形の電動フイーダに関してであるが、もちろん電
磁石を加振源とする電極式の共振フイーダにあつ
ても同様に制御できる。
第3図において、1は共振形電動フイーダで、
2はトラフ、3は振動モータである。振動モータ
3の電源は可変電圧可変周波数電源であり、位
相制御可能のサイリスタと整流器のブリツジ回路
から成るコンバータ4と、6個のトランジスタで
構成されるインバータ5により主回路が構成され
る。コンバータ4、インバータ5の各サイリス
タ、トランジスタを制御する回路は、振動モータ
3の回転位相を検出する回路15とトラフ2の振
動特性位相の検出回路14により得られる振動位
相差φを共振点位相差π/2と比較し共振特性の
いずれの側で作動しているかを判別する振動特性
位相判別回路13、設定振幅δsと比較し偏差信号
を得る振幅比較回路6、振幅偏差信号δs−δと振
動特性位相判別信号を受けδs−δが正でπ/2よ
り上方にあれば減少する方向の周波数指令を、
下方であれば逆に増大する方向の周波数指令fを
各出力し、偏差δs−δを零とするように作動する
PI調節器付属の発信回路17、電圧Vと周波数
の関係がV/f≦一定、すなわちが商用周波
の50Hz、60Hzまでであるなればその間Vはに比
例(V/f=一定)、50Hz、60Hzを越えて増加す
ればの値如何に拘わらずVは最大の一定値に維
持させる(V/f<一定)の関係を満たすよう上
記周波数指令に応じて電圧Vを制御する電圧制
御回路8、電圧制御回路8の出力をサイリスタゲ
ート信号に変換し、コンバータ4サイリスタの点
弧立相各を決定するサイリスタゲート回路9、一
方インバータ側トランジスタを駆動するべく先の
発信回路7の発信周波数に応じ、スイツチ動作
のトランジスタを決定する分配回路10、実際に
トランジスタを駆動するべく分配回路10出力を
受け増幅するトランジスタ駆動回路11、から構
成される。
第4図は実施例のうちの制御回路における具体
的な構成図と、各構成要素の入出力信号のタイム
チヤートである。なお、各回路は演算増幅器を主
たる素子とし抵抗、コンデンサ、ダイオードを組
み合わせてなる増幅器、調節器、比較器、フイル
タと、リレー回路からなり、ハンドブツク等に掲
載の周知事項である。
すなわち、目標値である設定振幅δsで振動させ
るべく可変電圧可変周波数電源の周波数を調整
し、振動モータを駆動するものであるが、その際
系が共振点のいずれの側で作動しているかによ
り、振幅偏差に対応する周波数の増減方向が逆に
なり、作動域を判別し周波数調整方向を定める必
要がある。第4図はこのための具体的な回路例
で、加振力とトラフ振動との位相産がπ/2より
大か小かにより共振点の右か左かを判別し、その
判別信号により振幅偏差の正負を切り替えてい
る。
第4図において、トラフ振動は振動方向に取り
付けた振動ピツクアツプ、加振力は振動モータの
アンバランスウエイト近くに配した近接センサに
より検出でき、前者は正弦波形c、後者は短形状
波形aとして得る。この2つの信号を波形整形し
て後b,d、位相差を求めg、h、この位相差を
共振点の位相差π/2と比較し大小関係を求め、
大ならば共振点の右側、小ならば同じく左側での
作動であると明らかになる。その場合、右側では
第1図の共振特性図から分かるように通常の制御
とは特性が逆になり、振幅偏差信号の極性を反転
させねばならず、発振回路7のリレー要素と反転
回路がこの役目を果たす。左側であれば通常の制
御に帰着し偏差信号mがそのままPI調整器に加
えられV−f変換器を経て設定振幅δsに相応する
駆動周波数を生成する。なお、実施例では波形
b,cの位相関係から明らかのように、トラフ振
動位相はπ/2より手前であり左側での作動を示
している。すなわち位相差比較判別回路13出力
iは正で振幅差mは符号反転されずそのままPI
調節器に入力される。また、この場合、振動振幅
δは目標値δsより上位にあり偏差mは負値であり
振動周波数を引下げる方向に調整される。
なお、可変電圧可変周波数電源側の各回路は電
気工学ハンドブツクに掲載されているありふれた
回路で詳細説明は省略する。すなわち、設定振幅
δsに相応する指令の周波数の周期でもつて逆変
換器の6個のトランジスタの点弧順序・時間が定
まり直流中間回路の直流入力が交流化され振動モ
ータに加えられる。一方振動モータ鉄心の磁気飽
和を避けるため周波数が低下すればそれに応じ
電力源たる順変換器の出力電圧Vも当然に下が
り、可変電圧可変周波数電源を使用したときの、
V/f=一定制御、は周知の事項であり、電圧制
御回路8がこれを分担する。なお、電圧制御回路
8、は通常のD−A変換器とリミツターから容易
に実現できる。
このように、実施例は可変電圧可変周波数電源
をサイリスタコンバータ4とトランジスタイン
バータ5で構成し商用周波の単相交流から任意周
波数、電圧の3相交流を得、振動モータ3の電源
とし、一方加振力とトラフ振幅との位相差φを共
振点の位相差π/2と比較、大小関係を求め、共
振特性のいずれの側で作動しているかを判別し、
かつ設定振幅δsとトラフ振幅δより得る振幅偏差
δs−δに応じ発振回路7の出力周波数が増減さ
れこのδs−δが零になるよう新たな出力周波数
が自動的に設定され、これを周波数指令として、
またこの周波数指令と略比例関係にある電圧指令
を得、上記するサイリスタコンバータ4、トラン
ジスタインバータ5が制御される。なお、発振回
路7の出力周波数の設定に当たり、振動系が固
有振動数f0(共振点)より下位あるいは上位のい
ずれで作動しているかによつて振動偏差δs−δを
減少させる駆動周波数の増、源は全く逆にな
る。すなわち、振動系の特性(第2図)が負荷変
動等何らかの原因により変化し、振幅δが目標値
δsより小さくなつた場合、系がf0より下位にあつ
ての作動では、周波数は偏差δs−δ1を零にする
べくδs−δ1に見合つた値だけ現在値より増大さ
せ、逆に0より上位の作動においては、周波数
は、同じく偏差δs−δ1に応じた値だけ減少させる
方向にそれぞれ設定される。
[発明の効果] 上記のように、本発明は振動系の加振源である
電磁石、振動モータ等の電源を、電圧とともに周
波数も自由に可変できる可変電圧可変周波数電源
により供給したことを特徴とするもので、振動
系は常に所定のλの範囲内のかつ負荷に応じた最
も適切な振幅を目標値として、得られた振幅との
間で偏差をとり、また振動特性の位相差を求めそ
れを共振点位相π/2と比較し共振特性の左右ど
ちらの領域で振動系が作動しているかを判別し、
上記偏差を零とするべくこの判別結果ともども、
すなわち右側での作動なれば上記偏差を符号反転
して、駆動周波数の増あるいは源を行い新たな駆
動周波数を設定し、その周波数に応じ指令の
電圧Vを定め電磁石、振動モータ等を最適の周波
数、電圧で駆動するもので、この種従来装置のよ
うなトラフ側、駆動側の重量調整、加振機回転数
の機械的手法による調整などの面倒な調整作業は
不要とする優れた特長を有する。
なお、図示する実施例では、可変電圧可変周波
数電源としてコンバータ、インバータを用い、か
つコンバータはサイリスタと整流器のブリツジ回
路、またインバータは6個のトランジスタにより
構成したトランジスタインバータを使用している
が、可変電圧可変周波数電源はこれら構成のもの
に限定されるのではなく、例えば、コンバータ、
インバータに代えサイクロコンバータを使用する
とか、コンバータを通常のダイオードブリツジで
構成しインバータを周波数とともに電圧をも調整
するようにしたPWM制御を行なうとか、またト
ランジスタの代わりにサイリスタを使用したサイ
リスタインバータを使用する、等の変更は何ら本
発明の有用性を損なうものではない。
【図面の簡単な説明】
図面は第1図が共振形振動機の共振特性図、第
2図は同じく共振特性図とその位相特性図、第3
図は本発明実施例のブロツク線図、第4図は、そ
の具体的な回路構成図である。 ……可変電圧可変周波数電源、1……共振形
電動フイーダ、3……振動モータ、6……振幅比
較回路、7……発振回路、13……振動特性位相
差比較判別回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 加振機の電源として、周波数、電圧を任意の
    値に調整し得る可変電圧可変周波数電源を備えて
    なり、その制御回路として、振動振幅の設定値と
    被振動部材の振動振幅を比較し振幅偏差信号を得
    る振幅比較回路と、加振力と上記被振動部材の振
    動位相差を検出し、その位相差を共振点の位相差
    π/2に比較し大小関係を求め振動系が共振振動
    特性のいずれの側で作動しているかを判別する振
    動特性位相差比較判別回路と、上記位相差が上記
    共振点の位相差π/2より大である場合に上記振
    幅偏差信号を符号反転するとともに、この振幅偏
    差を零とするべく周波数の増あるいは減を行い新
    たな周波数信号を設定する発信回路と、この設定
    された周波数信号fに対し電圧信号Vの関係が、
    V/f=一定(fが所定値以下)、V=最大値
    (fが所定値を越えた場合)、となるよう周波数信
    号に応じて電圧信号を制御する電圧制御回路、を
    備えてなり、この周波数信号、電圧信号をそれぞ
    れ周波数指令、電圧指令として上記可変電圧可変
    周波数電源を作動させ加振機を駆動するようにし
    たことを特徴とする共振形振動機。
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JPS58109911A (ja) * 1981-12-23 1983-06-30 Shinko Electric Co Ltd 共振型電磁振動機用制御装置
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