JPH0630583A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高価で回路を複雑にする補償器などを追加する
ことなしで、負荷変動に対応して電動機の速度変動を抑
制出来るようにすることにある。 【構成】電動機の速度制御装置を構成している速度調節
手段の出力側にリミッタと、電動機の定常負荷に対応す
るトルク値を設定する定常トルク設定手段と、電動機の
非定常負荷に対応するトルク値を設定する非定常トルク
設定手段と、前記定常トルク設定手段と非定常トルク設
定手段の何れかを選択してリミッタへ接続する切替え手
段とを設け、電動機負荷が定常負荷であるか非定常負荷
であるかに対応して前記リミッタが出力する電流指令値
を前記定常トルク設定手段の設定値或いは非定常トルク
設定手段の設定値のいずれかに切り換えることで、電動
機負荷の変動に起因した速度変動の発生以前に電流指令
値を変更して、速度変動を抑制しようとするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、負荷トルクが急激に
変動した場合でも速度変動を抑制出来る電動機の速度制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は電動機の速度制御装置の従来例を
示した回路図である。この図２において、交流電源２か
らの交流電力はサイリスタ整流器３で所望電圧の直流電
力に変換されて直流電動機４を駆動するのであるが、こ
の直流電動機４にはその回転速度を検出するための速度
検出器１２と、この電動機のトルクを検出するための電
流検出器１４とを備えている。

【０００３】速度設定器１１は直流電動機４の速度指令
値を設定しており、速度検出器１２が検出する直流電動
機４の速度検出値とこの速度指令値との偏差を比例積分
演算手段で構成している速度調節器１３へ入力すると、
この速度調節器１３はその入力偏差を零にする演算動作
を行った結果として電流指令値を出力する。そこでこの
電流指令値と、電流検出器１４が検出する直流電動機４
の電流検出値との偏差を比例積分演算手段で構成してい
る電流調節器１５へ入力すると、この電流調節器１５は
その入力偏差を零にする制御信号を点弧位相調整器１６
へ出力する。この制御信号を受けて点弧位相調整器１６
はサイリスタ整流器３を構成している各サイリスタを所
定の位相で点弧して、このサイリスタ整流器３の出力電
圧を制御するので、直流電動機４のは速度設定器１１で
設定している速度指令値に一致した速度での運転とな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば直流電動機４が
圧延ミル駆動用電動機であるとすると、この圧延ミルで
鋼板を圧延中は直流電動機４は大きなトルクを発生しな
ければならないので、大電流が流れてこの圧延ミルを所
定の速度（速度設定器１１が設定している速度指令値）
で駆動しているが、鋼板の末端がこの圧延ミルから抜け
出した瞬間に直流電動機４の負荷は急激に減少する。し
かしその時点で速度調節器１３が出力する電流指令値は
減少していないので直流電動機４へは大電流が流れ続け
ることになり、その結果当該直流電動機４の速度は速度
設定器１１で設定した速度指令値を大幅に越えてしまう
不都合を生じる。

【０００５】そこで図２に図示の従来例回路に負荷推定
器などの補償器を付加することで、例えば鋼板の末端が
この圧延ミルから抜け出した瞬間に直流電動機４の速度
が急上昇するような不具合を回避しようとするのである
が、この補償器は回路構成を複雑にするし、高価でもあ
る。しかも図２に図示の従来例回路或いはこの従来例回
路に高価な補償器を付加した回路のいずれの場合でも、
速度変動を抑制する動作は速度変動が発生したことを検
出した後に行われるので、小さくない速度変動が必ず発
生してしまう欠点を有している。

【０００６】そこでこの発明の目的は、高価で回路を複
雑にする補償器などを追加することなしで、負荷変動に
対応して電動機の速度変動を抑制出来るようにすること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電動機の速度制御装置は、電動機の速度
検出値を別途設定する速度指令値に一致させる電流指令
値を出力する速度調節手段と、当該電動機の電流検出値
をこの電流指令値に一致させる制御信号を出力する電流
調節手段とを備え、この電流調節手段出力信号に従って
前記電動機の速度を制御する電動機の速度制御装置にお
いて、前記速度調節手段が出力する電流指令値を制限す
るリミッタと、このリミッタの出力値を前記電動機の定
常負荷に対応するトルク値に設定する定常トルク設定手
段と、このリミッタの出力値を前記電動機の非定常負荷
に対応するトルク値に設定する非定常トルク設定手段
と、前記電動機の負荷が定常負荷か非定常負荷かを検出
する負荷状態検出手段と、この負荷状態に対応して前記
定常トルク設定手段と非定常トルク設定手段とを切り換
える切替え手段とで構成するものとする。

【０００８】

【作用】この発明は、電動機の速度制御装置を構成して
いる速度調節手段の出力側にリミッタを設け、このリミ
ッタで制限した値を新たな電流指令値として電流調節手
段へ与えるのであるが、電動機の定常負荷に対応するト
ルク値を設定する定常トルク設定手段と、電動機の非定
常負荷に対応するトルク値を設定する非定常トルク設定
手段とを別途に設け、電動機負荷が定常負荷であるか非
定常負荷であるかに対応して前記リミッタが前記定常ト
ルク設定手段の設定値或いは非定常トルク設定手段の設
定値のいずれかを切り換えて出力するように切替え手段
を設けることで、電動機負荷の変動に対応して電動機速
度が変化する以前に電流指令値を変更して、負荷変動に
起因する速度変動を抑制しようとするものである。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した回路図で
あるが、この図１の第１実施例回路に図示の交流電源
２、サイリスタ整流器３、直流電動機４、速度設定器１
１、速度検出器１２、速度調節器１３、電流検出器１
４、電流調節器１５、及び点弧位相調整器１６の名称・
用途・機能は、図２で既述の従来例回路の場合と同じで
あるから、これらの説明は省略する。

【００１０】図１の第１実施例回路では、速度調節器１
３が出力する速度指令値を入力するリミッタ２０と、こ
のリミッタ２０の出力値を直流電動機４の定常負荷に対
応したトルク値に制限する信号を与える定常トルク設定
器２３と、同じくこのリミッタ２０の出力値を直流電動
機４の非定常負荷に対応したトルク値に制限する信号を
与える非定常トルク設定器２４と、リミッタ２０へ与え
る信号を前記のいずれかに切り換える切替えスイッチ２
２と、この切替えスイッチ２２を制御する切替え制御回
路２１とを備えている。

【００１１】前述の従来例回路の場合と同様に直流電動
機４は圧延ミルを駆動する電動機であるとすると、この
直流電動機４の負荷は鋼板を圧延している状態（これを
定常負荷の状態とする）と圧延していない状態（これを
非定常負荷の状態とする）とになる。定常負荷状態での
直流電動機４のトルク値は鋼板の材質・温度・寸法・圧
延量などから算出出来るので、定常トルク設定器２３を
この算出値に設定する。また非定常負荷状態での直流電
動機４のトルク値も容易に算出出来るので非定常トルク
設定器２４をこの値に設定する。

【００１２】鋼板圧延中は切替え制御回路２１からの信
号で定常トルク設定器２３の設定値がリミッタ２０に与
えられており、この設定値がリミッタ２０を介して新た
な電流指令値として電流調節器１５へ与えられて直流電
動機４を制御しているのであるが、鋼板の末端が圧延ミ
ルを抜け出す瞬間を切替え制御回路２１が検出すればこ
の切替え制御回路２１から切替えスイッチ２２へ切替え
信号が送られてリミッタ２０への信号も切り換わり、非
定常トルク設定器２４の設定値がリミッタ２０へ与えら
れる。即ち電流調節器１５へ入力する電流指令値は速度
検出値が変化してからではなく、負荷の状態が変化した
瞬間に切り換わる。

【００１３】本発明の第２実施例回路は、図１に図示の
第１実施例回路において、非定常トルク設定器２４の設
定値として直流電動機４の無負荷トルクを設定する。圧
延ミルの場合、直流電動機４は鋼板を圧延していないと
きは無負荷状態（但し圧延ミルを回転させるトルクは必
要である）にあるので、非定常トルク設定器２４をこの
無負荷状態に対応したトルク値に設定し、切替えスイッ
チ２２を介して無負荷状態に対応したトルク値をリミッ
タ２０に与えている。鋼板の圧延開始を何らかの方法で
検出すれば切替えスイッチ２２が切り換わって定常トル
ク設定器２３が設定したトルクちがリミッタ２０にへ与
えられ、圧延している鋼板の末端が圧延ミルを抜け出す
のを何らかの方法で検出すれば、リミッタ２０へは非定
常トルク設定器２４での設定信号が再び与えられる。

【００１４】ここで鋼板の先端が圧延ミルに入り込む瞬
間、或いは鋼板の末端が圧延ミルから抜け出す瞬間を検
出するのは本発明とは無関係の事項であるが、例えば熱
間圧延ミルの場合は赤外線センサを使用し、冷間圧延ミ
ルの場合は磁気或いは超音波を利用した近接センサを使
用することで容易に検出することが出来る。

【００１５】

【発明の効果】速度制御ループの内側に電流調節ループ
をマイナループとして備えている従来の電動機速度制御
装置では、速度制御ループを構成している速度調節手段
は、電動機の負荷状態が変動して電動機速度が変化した
段階でその調節動作を開始するので、この速度調節手段
の出力である電流指令値もこの調節動作に従って変化す
ることになる。それ故トルク変動が大きい負荷を駆動す
る電動機は、このトルク変動に伴って速度が大きく変動
してしまう欠点を有していたが、本発明によれば速度調
節手段の出力側にリミッタを設置し、このリミッタには
負荷の状態に対応して切替え動作をする切替えスイッチ
を介して定常トルク設定手段又は非定常トルク設定手段
のいずれかを接続する。このような回路構成にすること
で、このリミッタが電流調節ループへ与える新たな電流
指令値は定常トルク設定手段が設定する定常トルク値、
又は非定常トルク設定手段が設定する非定常トルク値の
いずれかになる。それ故、電動機の負荷が変動する時点
でリミッタが出力する電流指令値は予め設定しておいた
値に変化するので、電動機速度は素早く所望の速度指令
値に制御され、余分な速度変動を抑制出来る効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を表した回路図

【図２】電動機の速度制御装置の従来例を示した回路図

【符号の説明】

２ 交流電源 ３ サイリスタ整流器 ４ 直流電動機 １１ 速度設定器 １２ 速度検出器 １３ 速度調節器 １４ 電流検出器 １５ 電流調節器 ２０ リミッタ ２１ 切替え制御回路 ２２ 切替えスイッチ ２３ 定常トルク設定器 ２４ 非定常トルク設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機の速度検出値を別途設定する速度指
   令値に一致させる電流指令値を出力する速度調節手段
   と、当該電動機の電流検出値をこの電流指令値に一致さ
   せる制御信号を出力する電流調節手段とを備え、この電
   流調節手段出力信号に従って前記電動機の速度を制御す
   る電動機の速度制御装置において、 前記速度調節手段が出力する電流指令値を制限するリミ
   ッタと、このリミッタの出力値を前記電動機の定常負荷
   に対応するトルク値に設定する定常トルク設定手段と、
   このリミッタの出力値を前記電動機の非定常負荷に対応
   するトルク値に設定する非定常トルク設定手段と、前記
   電動機の負荷が定常負荷か非定常負荷かを検出する負荷
   状態検出手段と、この負荷状態に対応して前記定常トル
   ク設定手段と非定常トルク設定手段とを切り換える切替
   え手段とで構成していることを特徴とする電動機の速度
   制御装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電動機の速度制御装置に
   おいて、前記非定常トルク設定手段は前記電動機の無負
   荷状態に対応したトルクを設定する無負荷トルク設定手
   段であることを特徴とする電動機の速度制御装置。