JPH084395B2 - 電動機の電流制御装置 - Google Patents
電動機の電流制御装置Info
- Publication number
- JPH084395B2 JPH084395B2 JP63001240A JP124088A JPH084395B2 JP H084395 B2 JPH084395 B2 JP H084395B2 JP 63001240 A JP63001240 A JP 63001240A JP 124088 A JP124088 A JP 124088A JP H084395 B2 JPH084395 B2 JP H084395B2
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- Japan
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- current
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- motor
- current control
- control device
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機の電流制御装置に係わり、特に指令
と外乱変化が頻繁に行われる直流電動機の制御に好適な
電流制御装置に関する。
と外乱変化が頻繁に行われる直流電動機の制御に好適な
電流制御装置に関する。
直流電動機の電流制御装置は、電動機への電流指令や
外乱が頻繁に与えられる場合には、特にその指令や外乱
に対する応答特性のよいことが要求される。このための
制御装置としては、特公昭57−58875号に開示されたも
のがあり、平均電流を制御するメジヤーレープに、電流
変化率を制御するマイナーループを設けた、２重ループ
式の制御を行つている。これは、電動機や電流変換器の
もつ非線形性をマイナーループで補償することにより、
メジヤーループのゲインをより大きく設定できるように
し、平均電流の制御精度の向上をはかつている。
外乱が頻繁に与えられる場合には、特にその指令や外乱
に対する応答特性のよいことが要求される。このための
制御装置としては、特公昭57−58875号に開示されたも
のがあり、平均電流を制御するメジヤーレープに、電流
変化率を制御するマイナーループを設けた、２重ループ
式の制御を行つている。これは、電動機や電流変換器の
もつ非線形性をマイナーループで補償することにより、
メジヤーループのゲインをより大きく設定できるように
し、平均電流の制御精度の向上をはかつている。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来技術はフイードバツク制御のみを用いているか
ら、その安定化のための積分要素の使用が必然となり、
電動機の電気的特性としてあらわれる一次遅れ要素を補
償できない。このため、電流指令がステツプ的に変化し
たとき、本来なら電動機電流が直ちに増加して欲しいも
のが、通常３〜4mSの遅れを持つて増加を始める。これ
では、電動機の電流変化率を制御するマイナーループの
変化率指令が、100％電流/10msを超えるような場合、即
ち、10ms以内に電流の立上りが100％以上に達する急峻
な変化率指令の場合は、電動機の電気的な特性として現
われる３〜4msの一次遅れ特性が制御に致命的な遅れ時
間となる。
ら、その安定化のための積分要素の使用が必然となり、
電動機の電気的特性としてあらわれる一次遅れ要素を補
償できない。このため、電流指令がステツプ的に変化し
たとき、本来なら電動機電流が直ちに増加して欲しいも
のが、通常３〜4mSの遅れを持つて増加を始める。これ
では、電動機の電流変化率を制御するマイナーループの
変化率指令が、100％電流/10msを超えるような場合、即
ち、10ms以内に電流の立上りが100％以上に達する急峻
な変化率指令の場合は、電動機の電気的な特性として現
われる３〜4msの一次遅れ特性が制御に致命的な遅れ時
間となる。
本発明の目的は、この一次遅れ特性を補償し、遅れ時
間のほとんどない電流応答性能を得られる電動機の電流
制御装置を提供することにある。
間のほとんどない電流応答性能を得られる電動機の電流
制御装置を提供することにある。
上記の目的は、電動機を含む電動機電流制御系を構成
する各要素の伝達関数及び定数から決められる伝達関数
を有し、電流変化率制御をするマイナーループへの電流
変化率指令を入力とし、その出力が上記マイナーループ
の電流変化率制御出力に加算されるように接続された、
フイードフオワード補償要素を付加することにより達成
される。
する各要素の伝達関数及び定数から決められる伝達関数
を有し、電流変化率制御をするマイナーループへの電流
変化率指令を入力とし、その出力が上記マイナーループ
の電流変化率制御出力に加算されるように接続された、
フイードフオワード補償要素を付加することにより達成
される。
フイードフオワード補償要素を用いた制御系は（比例
＋積分）系を形成し、マイナーループの制御による遅れ
を含まないので、指令変化に対応する指令電圧を直ちに
ゲートパルス発生回路へ出力することができ、応答速度
を高めることができる。
＋積分）系を形成し、マイナーループの制御による遅れ
を含まないので、指令変化に対応する指令電圧を直ちに
ゲートパルス発生回路へ出力することができ、応答速度
を高めることができる。
以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は、直流
電動機の電流制御系に本発明を適用した場合の実施例で
あり、サイリスタ等から成る電力変換器２から供給され
る直流電動機１の電流は、電流制御回路５により制御さ
れるゲートパルス発生回路により調整される。電流制御
回路５の構成は、平均電流検出回路12,電流変化量検出
回路6,メジヤーループ用の第１の補償要素7,マイナール
ープ用の第２の補償要素８、及び本発明の特徴とする第
３の補償要素９から成る。
電動機の電流制御系に本発明を適用した場合の実施例で
あり、サイリスタ等から成る電力変換器２から供給され
る直流電動機１の電流は、電流制御回路５により制御さ
れるゲートパルス発生回路により調整される。電流制御
回路５の構成は、平均電流検出回路12,電流変化量検出
回路6,メジヤーループ用の第１の補償要素7,マイナール
ープ用の第２の補償要素８、及び本発明の特徴とする第
３の補償要素９から成る。
電流制御回路５への平均電流指令値I0は、平均電流検
出回路12により電流検出器４出力から検出した平均電流
I1との差がとられ、その差は第１の補償要素７を介して
マイナーループの電流変化率指令I2となる。マイナール
ープでは、この指令I2と、電流変化率検出回路６の出力
I3との差が第２の補償要素８へ入力され、ゲートパルス
発生器３への電圧指令となる。ここまでは従来装置と同
じであるが、本発明ではこのマイナーループに第３の補
償要素９を設け、電流変化率指令I2からゲートパルス発
生器３への第２の電圧指令を生成しており、この補償
は、電流変化率制御系のフイードフオワード補償を意味
する。２つの電圧指令は加算されてゲートパルス発生器
３への最終的な電圧指令VPが得られる。ゲートパルス発
生器３は電力変換器２を動作させるパルス信号を発生す
る。
出回路12により電流検出器４出力から検出した平均電流
I1との差がとられ、その差は第１の補償要素７を介して
マイナーループの電流変化率指令I2となる。マイナール
ープでは、この指令I2と、電流変化率検出回路６の出力
I3との差が第２の補償要素８へ入力され、ゲートパルス
発生器３への電圧指令となる。ここまでは従来装置と同
じであるが、本発明ではこのマイナーループに第３の補
償要素９を設け、電流変化率指令I2からゲートパルス発
生器３への第２の電圧指令を生成しており、この補償
は、電流変化率制御系のフイードフオワード補償を意味
する。２つの電圧指令は加算されてゲートパルス発生器
３への最終的な電圧指令VPが得られる。ゲートパルス発
生器３は電力変換器２を動作させるパルス信号を発生す
る。
第２図は、第１図の制御系をブロツク線図で表したも
のである。同図でEMFは電動機の誘起電圧であり、電動
機の伝達関数10は一次遅れ要素 （1/R）／（１×TeS） で、電力変換器の利得11は定数FCで表されており、また
他の要素は同図に付された番号と同じ番号の第１図の機
器に対応する伝達関数が示されてある。このうち、とく
に第３の補償要素９の伝達関数G9は G9＝G90（1/Kp）（R/FC）（１＋TeS）／（TCdS） …
（１） と設定するものとする。電流制御回路５をデイジタル装
置で構成する場合、理論式通りの値は得られないので、
これを調整するためにG90なる定数が乗じられており、
他のすべて別の要素の伝達関数に含まれる関数または定
数である。以下では伝達関数G9を（１）式と設定するこ
とにより、高速な応答が得られることを示す。
のである。同図でEMFは電動機の誘起電圧であり、電動
機の伝達関数10は一次遅れ要素 （1/R）／（１×TeS） で、電力変換器の利得11は定数FCで表されており、また
他の要素は同図に付された番号と同じ番号の第１図の機
器に対応する伝達関数が示されてある。このうち、とく
に第３の補償要素９の伝達関数G9は G9＝G90（1/Kp）（R/FC）（１＋TeS）／（TCdS） …
（１） と設定するものとする。電流制御回路５をデイジタル装
置で構成する場合、理論式通りの値は得られないので、
これを調整するためにG90なる定数が乗じられており、
他のすべて別の要素の伝達関数に含まれる関数または定
数である。以下では伝達関数G9を（１）式と設定するこ
とにより、高速な応答が得られることを示す。
第３図は、第２図の要素６をマイナーループの外側へ
移して要素13とした等価回路である。この回路で、点P2
とP3の間の伝達関数Gc1を求めると、 Gc1＝G/（１＋GH）＝（1/H）（1/（１＋1/GH）） …
（２） 但し、 Ｇ＝Kp（1/R）（1/（１＋TeS））FC …（３） Ｈ＝TCd/TCr …（４） である。この伝達関数GC1を用いれば、第３図は第４図
のように表せる。更にこの第４図で点P1とP3の間の伝達
関数GC2を求めて整理すると、（１）〜（４）式から Gc2＝｛G9＋1/（Tcrs）｝・Gc1＝（1/Tcds） ×｛１＋Ｋ（HTes）G90｝／｛１×Ｋ（１＋Tes）｝……
（５） 但し Ｋ＝RTcr/（KPFCTCd） …（６） である。このGC2を使つて第４図を更に簡略化すれば第
５図の等価回路が得られる。従つて補償要素９のゲイン
G90をほぼ１となるように調整すれば、（５）式より GC2＝1/TCdS …（７） となり、要素GC2を完全積分系にできるので、遅れ要素
を含まない制御応答が得られる。
移して要素13とした等価回路である。この回路で、点P2
とP3の間の伝達関数Gc1を求めると、 Gc1＝G/（１＋GH）＝（1/H）（1/（１＋1/GH）） …
（２） 但し、 Ｇ＝Kp（1/R）（1/（１＋TeS））FC …（３） Ｈ＝TCd/TCr …（４） である。この伝達関数GC1を用いれば、第３図は第４図
のように表せる。更にこの第４図で点P1とP3の間の伝達
関数GC2を求めて整理すると、（１）〜（４）式から Gc2＝｛G9＋1/（Tcrs）｝・Gc1＝（1/Tcds） ×｛１＋Ｋ（HTes）G90｝／｛１×Ｋ（１＋Tes）｝……
（５） 但し Ｋ＝RTcr/（KPFCTCd） …（６） である。このGC2を使つて第４図を更に簡略化すれば第
５図の等価回路が得られる。従つて補償要素９のゲイン
G90をほぼ１となるように調整すれば、（５）式より GC2＝1/TCdS …（７） となり、要素GC2を完全積分系にできるので、遅れ要素
を含まない制御応答が得られる。
本発明によれば、付加したフイードフオワード要素に
より電動機の一次遅れ特性を補償できるから、電動変化
率指令に対する応答性を速めるとともに、外乱に対して
変動の少ない制御性能を得ることができる効果を有す
る。
より電動機の一次遅れ特性を補償できるから、電動変化
率指令に対する応答性を速めるとともに、外乱に対して
変動の少ない制御性能を得ることができる効果を有す
る。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図のブロツク線図、第３図〜第５図は第２図の展開図で
ある。 １……電動機、２……電流変換器、３……ゲートパルス
発生器、５……電流制御回路、７……第１の補償要素、
８……第２の補償要素、９……第３の補償要素。
図のブロツク線図、第３図〜第５図は第２図の展開図で
ある。 １……電動機、２……電流変換器、３……ゲートパルス
発生器、５……電流制御回路、７……第１の補償要素、
８……第２の補償要素、９……第３の補償要素。
Claims (1)
- 【請求項１】検出した電動機電流の平均値が電流指令と
一致するように制御するための第１指令を出力する第１
の電流制御系と、検出した電動機電流の時間変化率が上
記第１指令と一致するように制御するための第２指令を
出力する第２の電流制御系とを有し、電動機電流を供給
する電力変換手段の出力電圧を上記第２指令により調整
して電動機電流を制御する電動機の電流制御装置におい
て、上記電動機を含む電動機電流制御系を構成する各要
素の伝達関数及び定数から決められる伝達関数を有し上
記第１指令を入力し上記第２指令に出力を加算して電動
機の一次遅れ特性を補償する補償要素を設けたことを特
徴とする電動機の電流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001240A JPH084395B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 電動機の電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001240A JPH084395B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 電動機の電流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177890A JPH01177890A (ja) | 1989-07-14 |
| JPH084395B2 true JPH084395B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=11495935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63001240A Expired - Lifetime JPH084395B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 電動機の電流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084395B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872372A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Hitachi Ltd | 電力変換器の電流制御装置 |
| JPS596781A (ja) * | 1982-07-01 | 1984-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機用可変電圧制御装置 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP63001240A patent/JPH084395B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01177890A (ja) | 1989-07-14 |
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