JPS58201592A - 誘導電動機の定速制御及び位置制御装置 - 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】 本発明は、誘導電動機の１ｔｌＪＮ装置に係り、クレー
ン等における位置決め制御に関するものである。

従来工場内部のクレーン勢の動力として誘導電動機が使
用され、電源スィッチの導通により移動物音目的位置近
傍に移動させ、′＃ＩＩＩＬ源スイッチの導通と遮断に
より目的位置に移動させ、停止する。電源スィッチを遮
断しても、移動速度或は負荷状況により後動距離は異な
る。ｖｂって正確に目的位置に停止させる為にはｊ＃Ｌ
源スイッチの導通と遮断を繁雑に行なわなければならず
、目的位置を行き過ぎた場合は逆方向に移動するように
スイッチを切換え、電源表イツヅの導通と遮断により目
的位置に移動させる。従って正確に目的位置に移動させ
る為には熟練技術を安する欠点がある。又移動物をゆっ
くり動かＩだい時、電源スィッチの導通と遮断の時間を
入間が制御して速度管制御しなければならず、円滑に動
かすことは不可能に近いことである。

本発明は上述した欠点を除去する為に、手動装置の角度
に応じた速度になるように誘導電動機の速度を制御し、
目的位置近傍まで移動し、速度制御から位置制御にスイ
ッチを切換えることにより、挙動装置の角度の変更した
値に対応した距離を移動するので、目的位置に正確に移
動させることができるようにしたもので以下−面につい
て詳細に設明する。

第１図は本発明の実施例の回路図である。記号ｌは誘導
電動板で、記号２は誘導電動機の駆動回路である。端子
２ａの値により誘導電動機に供給する電力が制御され、
端子２ａの符号により、誘導電動機が発生するトルクの
向き管決定している。記号３は手動装置である。記号３
ａは速度指令装置でアナログ出力となっている。

記号３ｂは位置指令装置（例えばエンコーダー）でデジ
タル出力となっている。速度指令装置３＆と位置指令エ
ンコーダー３ｂは連動している。

速度指令装［３ａと位置指令エンコーダー３ｂは独立に
可変できる構成であっても本発明の目的を達成すること
ができる。記号３Ｃは速度、位置指令切換装置で、速度
ｌＩ４１１１の時出力はローレベルで、位置制御の時出
力は）・イレベルである。記号４．５は比較回路で、エ
ンコーター３ｂの人相、Ｂ相の出力の波形整形を行ない
、デジタル出力としている。記号６は反転回路で比較回
ｌＩ４の出力を入力としている。記号７は微分回路で比
較回路５の出力を入力としている１、記号８．９はＡＮ
Ｄ回路でおる。ＡＮＤ回路８により比較回路４の出力と
微分回路７の出力と速度、位置指令切換装置３Ｃの出力
とのＡＮＤ’ｒとっている。ＡＮＤ回路９により反転回
路６の出力と微分回路７の出力と速度、位置指令切換装
置３Ｃの出力とのＡＮＤをとっている。記号１Ｏ５１１
はＯＲ回路である。記号１２はｕｐ／ｄｏｕｎカウンタ
である。ＡＮＤ回路８の出力はＯＲ回路１０を介してカ
ウンタ１２のｕｐ大入力入力している。ＡＮＤ回路９の
出力はＯＲ回路１１を介してカウンタ１２のｄｏｕｎ入
力に入力している３、に号１３はエンコーダーで、誘導
電動機１の出力軸と連動している。記号１４．１５は比
較回路で　エンコーダー１３の人相、Ｂ相の出力の波形
船形を行ない、デジタル出力としている。記号１６は反
転回路て比較回路１４の出力を入力としている。記号１
７は微分回路で比較回路１５の出力を入力としている。

記号１ｂ、　１９はＡＮＤ回路てめる。ＡＮＤ　１９１
　＊　１８により比較回路１４の出力と微分回ｗ！１７
の出力のＡＮＤをとっている。ＡＮＤ回路１９により反
転回路１６の出力と微分回路１７のＡＮＤをとっている
。ＡＮＤ回路１８の出力はＯＲ回路１１を介してカウン
タ１２のｄｏｕｎ入力に入力している。ＡＮＤ回路１９
の出力はＯＲ回路１０を介してカウンタ１２のｕｐ大入
力入力している。記号加は微分１ｇｌ賂で、１号２１は
ＯＲ回路である。微分回路２０は速度、位置指令切換装
置３ｃの出力を入力とし、ＯＲ回路２１を介してカウン
タｎのクリア入力に入力している。記号ｎはラッチ回路
で、記号２３はＯＲ回路である。ラッチ回路２２祉カウ
ンタ１２の出力を入力している。速度、位置指令装置１
ｊ３ｃの出力はＯＲ回路２３を介してラッチ回路乙のク
ロック入力に入力している。記号２４は発振回路で、紀
８回路である。

分Ｆ！ＡｊＩＩ２６の入力に出力している。ｕ％路２５
の出力ｔｉＯＲ回路２３をブ１してランチ回路ｉ２Ｑツ
ク（１ツク入力に入力している。記号ｎは反転回路で、
１号２８　ｕ　Ａ　Ｎ　Ｄ　［Ｉ！ｌ路でめる。反転回
路２７０入力に速度、位置指令切換装置３Ｃの出力が入
力している。ＡＮＤ回路詔により反転回路２７の出力と
微分回路２６の出力のＡＮＤをとっている。ＡＮＤ回路
あの出力はＯＲ回路２１を介してカウンタ１２のクリア
入力に入力している。ａｄ　号２！Ｊ　、３（Ｊはアナ
ログスイッチである。記号３１はＯＰアシプ四路で、記
号諺、おは抵抗である。ＯＰアンプ回路３１と抵抗３２
、あとにより−差Ｎｌｌ１１１回路を栴成している。Ｏ
Ｐアング回路３１の非反転入力負はアナログスイッチ２
９を介して速度指令装置３ａの出力に接続され、アナロ
グスイッチ３０を介して接地されている。速度、位置指
令切換装置３Ｃの出力によりアナログスイッチ２９．３
０の導通と遮断が制御されている。記号あけＤ−’Ａコ
ンバーターでめる。Ｄ／Ａコンバーター３４１’ｊ　＞
ツチ回路ｎの出力をデジタル・アナログ変換して抵抗３
２を介してＯＰアンプ回路３１の反転入力に入力してい
る。

第１図（ｂ）、（Ｃ）はエンコーダーの方向を判別する
為の回路を説明する為のタイムチャートである。第１図
伽）はエンコーダーを時引力向に回転させた場合であり
、第１図（Ｃ）はエンコーダーを反時ｔｔ方向に回転さ
せた場合である。記号菊、４１、ｄｘ７コーダー３ｂ１
２）Ａ相、Ｂ相の出力を波形整形した比較回路４．５の
出力である。記号招は微分回路７の出力波形である。記
号招けＡＮＤ回路８の出力電圧波形である。記号４４は
ＡＮＤ回路９の出力電圧波形である。

第１図（ｂ）、（ｅ）を用いて第１図（ａ）の動作につ
いで詳細に説明する。速度、位置指令切換装置３Ｃが位
置指令側の時、出力はノ・イレペルとなっている。従っ
てＡＮＤ回路８．９の出力は第１図（ｂ）、（ｅ）図示
の波形となる。従ってカウンタ＼１２はエンコーダー３
ｂが時！＋７＋向の時加算され、反時引方向の時減算さ
れる。又同様にエンコーダー１３においては、カウンタ
１２は時引力向の時減算され、反時ｔ′１″５向の時加
算される、後述するｉ路によりカウンタ１２の値が０に
なるように誘導電動機１ａ制御されているので、位置指
令エンコーダー３ｂの位置の変化に対応してエンコーダ
ー１３つまり誘導電動機１０回転位置が変化する。速度
位置指令切換装置の出力がノ・イレベルであるのでラッ
チ回路ｎの入力の値がそのｔｔ出力となり、アナログス
イッチ（資）は導通となる、カウンタ回路１２の出力は
Ｄ／Ａコンノく一タ詞によりアナログ出力に変換され、
ＯＰアンプ回路３１により接地電位と比較増幅されてい
る、誘導電動機ｌは駆動回路２により端子２ａの出力が
正の時反時計方向にトルクを発生し、端子２ａの出力が
負の時、時計方向にトルクを発生する。従って位置指令
エンコーダー３ｂの位置変化に対応して、誘導電動機ｌ
の位置が変化するので、微妙の位置設定が可能となる。

又速度位置″指令切換装置３Ｃを速度制御から位置制御
に切換えるとカウンタ１２はいったんクリアされる。

速度位置指令切換装置３ｃが速度制御＠Ｏ時、出力はロ
ーレベルとなる。従ってＡＮＤ回路８．９の出力轄ロー
レベルとなる。又反転回路ｎ。

出力社ハイレベルとなる。エンコーダー１３の回転によ
り、時引力向に回転している時カウンタ１２の出力は減
算され、反時組方向に回転している時カウンタ１２の出
力は加算される。発振回路２４と５１回路器＝伽ｔによ
りｌ定時間ごとにカウンタ回路１２の値をラッチ回路２
２にラッチし、ラッチし九のちカウンタ回路νの値をク
リアしている。従ってラッチ回路四の出力はエンコーダ
ー１３の回転数すなわち誘導電動機１０回転数に対応し
た値と女る。速度切換装置３ｃの出力がローレベルであ
るのでアナログスイッチ四は導通となり、速度指令装置
３ａの出力とＤ／Ａコンバータあの出力が一致するよう
に制御されている。エンコーダー１３が時１１７５向Ｋ
ＷＡ転数を増加するとカウンタ１２の減算量は大きくな
り、Ｄ／Ａコンバータあの出力は負の値を下降する。従
つて０２７７１回路の出力は正となり誘導電動機ＩＫＦ
ｉ反時引方向にトルクを発生する。従ってＣ；ノ 回転数の増加は抑制される。エンコーダ１３０回転数が
減少するとＯＰアンプ３１の出力は角となり、誘導電動
機ＩＫ社時引力方向トルクを発生する。従って回転数の
減少は抑制される。故に速度指令装置３龜の出力により
回転力向も含めて速度設定をすることができる。本與施
例においては一定時間の間、エンコーター１３のパルス
を組数しているが、周知の技術によりエンコーダー１３
のパルスの鞠期を組数しても本発明の目的を達成するこ
とができる。

第２図は誘導電動機１の駆動回路２（第１図図示）の実
−例である。記号間、５１，５２．５３、詞、５はダイ
オードで壷流回路を構成している。

記号間は絶対値回路で端子２ｍの値を入力としてい為。

記号５７は増幅回路で絶対値（ロ）路５ｂの出力を入力
とし所定電圧ｖ１　　の差を増幅している。

記号−５８，５９、ωはフォトカプラで、直列に接続さ
れ、増幅回路５７の出力により制御されている。

記号６１，６２．６３は）　９ンｘでＵ相、Ｖ相、Ｗ相
間の交流電圧波形を伝達している。記号劇、邸、６６は
抵抗である。トランス６１で伝達され九Ｕ１Ｖ相間電圧
波形を抵抗邸とフォトカプラで分圧している。フォトカ
プラ団に供給する電流によりフォトカブラ詔の抵抗値が
変化するので、分圧された電圧波形の振幅はフォトカプ
ラに供給する電流により制御することができる。又ｖ１
Ｗ重量相びＷ、Ｕ相間に関しても前記した説明と同様で
ある。回路ボックス６７　ａ　、　６７　ｂ　、　６７
　ｃは同様な回路構成となっている。記号６８．６９＃
ｉ半導体スイッチング素子（例えばトランジスタ）であ
る。トランジスタ錦とトランジスタ６９は直列に接続さ
れ、直流電源の正極負極端子間に介在シている。記号７
０．７１はフライホイールダイオードである。フライホ
イールダイオード７ｏはトランジスタ錦のエミッターコ
レクタ間に並列に接続され、フライホイールダイオード
７１ａ）ランジスタロ９のエミッターコレクタ間に並列
に接続されている。記号７２はコイルで、記号７３はコ
ンデンサーでローパスフィルタを＃＋１′ｇしている。

コンデンサー７３の電圧は誘導電動機１のＷ相の端子と
！！続している。記号７５は減３１！回路で、端子７４
の電圧とコンデンサー７３の電圧との減算を行なってい
る。記号７６は絶対値回路で、減算−路７５の出力を入
力としている。記号７７はシュミット、トリガ回路で絶
対値回路７６０出カを入力とし所定電圧Ｖ、にょジスラ
イスレベルを設定している。シュミット、トリガ回路７
７の出力によりトランジスター、６９の導通と連断を制
御している。記号７８は比較囲路で減算回路７５の出力
を入力としている。記号７９、圀はトランジスタである
。比較回路７８の出力によりトランジスタ７９、鉛の導
通と連断を制御している。記号８１は比較回路で、記号
８２はアナログスイッチ回路である。比較回路８１は端
子２ａの出力を入力とし、アナログスイッチ羽の導通と
迩断を制御し７ている。

次に第２図（ｂ）について詳細に説明する。縦軸は電圧
Ｖで横軸は時間Ｔである。記号８３．８４、メ、洲は減
算回路７５の出力に換算したシュミット、トリガ回路７
７のスライスレベルである。記号８７ｔｉ減算回路７５
の出力電圧波形である。

次に第２図（ｂ）を用いて第２図（ａ）の動作について
詳細に説明する。減算回路７５の出力が負の時比較（ロ
）路７８の出力はハイレベルとなりトランジスタ（資）
は導通し、トランジスタ６９は遮断となる。

又トランジスタ７９は遮断となるので、トランジスタロ
はシュミット、トリガ回路７７の出力により導通と遮断
が制御される。コンデンサー７３の出力が降下して下側
スライスレベル圀を越えて降下するとシュミット、トリ
ガ回路７７の出力線ハイレベルとなり、トランジスタロ
が導通となる。従ってコンデンサー７３の電圧は上昇し
、上側スライスレベル部を越えて上昇するとシュミット
、トリガ回路７７の出力はローレベルとなり、トランジ
スタロは遮断となる。トランジスタロが遮断してコンデ
ンサー７３の出力が降下することにより、下側スライス
レベル聞を越えて降下するとトランジスタロは導通とな
り、コンデンサー圀の出力は貴び増加する。コンチンサ
ーフ３の出力が増加し、スライスレベル８５を越えて上
昇するとシュミット、トリガ回路７７の出力はローレベ
ルとなりトランジスタロを遮断する。トランジスタロが
遮断しても、コンデンサー７３の電圧が上昇し、減算回
路７５の出力が正になると比較回１６７８の出力Ｌロー
レベルとなり、トランジスタ７９＃ｉ導通となり、トラ
ンジスタロを遮断とする。又トランジスタ圀は遮断とな
るので、トランジスタ６９はシュミット、トリガ回路７
７の出力によりトランジスタ６９は導通と遮断が制御さ
れる。コンデンサー７３の出力が上昇し、上側スライス
レベル羽を越えて上昇するとシュミット　トリガ回路７
７の出力線ハイレベルとなり、トランジスタ６９は導通
となる。従ってコンデンサー７３の出力は降下し、減算
回路７５の出力が降下して下側スライスレベル関を越え
て降下するとシュミット、トリガ回路７７の出力はロー
レベルとなり、トランジスタ６９を遮断する。従ってコ
ンデンサー７３の出力は再び上昇する４、かくしてリプ
ルの幅はシュミット、トリガ回路７７のヒステリシス幅
で定められる脈流となり、減算回路７５の出力は上側ス
ライスレベル田と下側スライスレベル部との間に位置す
るように制御されている。減算回路７５の出力は上側ス
ライスレベル羽と下側スライスレベル郭との間に位置す
るように制御されているので、コンデンサー７３の電圧
に対応した値と端子７４の電圧の値が一致するようにな
る。従ってコンデンサー７３の電圧は端子７４の電圧波
形に対応した波形となる。

端子２ａが正の時、比較回路８１の出力はノ・イレベル
となりアナログスイッチ８２は図示の状態でを、る。端
子２ａの電圧が上昇するとフォトカブラ５８．５９、ω
の電流は増加し、端子７４の電圧波形の振幅は大きくな
り、コンデンサー７３の電圧波形の振幅も対応して大き
くなる。従って反時引方向のトルクを増加させることが
できる。

端子２凰が負の時、比較回路８１の出力はローレベルと
なり、アナログスイッチ社は図示の状態より切換り、回
路ボックス６７ｂ、６７ｃに入力する入力が切換り、時
計方向にトルクが発生する。端子２ｍの電圧が降下する
と絶対値回路５６の出力は上昇し、蕃時引方向のトルク
が増加する。

以上鮫明し九ことより理解されるように、本発ＷＡａ、
速度位置指令切換装置により速度制御と位置制御を切換
えて行うことができるので、目的位置近傍に至るまで、
速度指令装置を用いて移動させ、位置指令装置により目
的位置に正確に移動することができ、トランジスタのス
イッチングにより電力を制御しているので損失を小さく
することができるので効果著しきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例の説明図、第１図（ｂ）
、（（りはエンコーダー３ｂの方向を判別する為の回路
を説明する為の説明図、第２図（ａ）は誘導電動機の駆
動回路の！１２ＦＩＡ図、第２図（ｂ）は第２１１＆１
（荀の回路動作を説明する為のグラフをそれぞれ示す。 １・−・誘導電動機、　　２・・・駆動回路、３・・・
手動装置、　　３ａ・・・速度指令装置、　　３ｂ・・
−位置指令装置、　　３Ｃ・・・速度位置指令切換装置
、４．５．１４．１５．７８．８１・・・比較回路、　
　６．１６、ｎ・・・反転回路、？　、１７．２０．４
２６−・・微分回路、　　８．９．１８．１９、昂・・
・ＡＮＤａ路、１０、１１．２Ｌ　２３−ＯＲ回路、１
２−・・加減算カウンタ、１３・・・エンコーダー、　
ｎ・−・ラッチ回路、２４・・・発振回路、器、（資）
・・アナログスイッチ、３１・・・ＯＰアンプ、３２、
羽、例、邸、聞・・？抵抗、あ・・・Ｄ／Ａコンバータ
、４０．４１・・・エンコーダーＯＡ相、Ｂ相の出力電
圧波形、４２・・・微分回路７の出力電圧波形、　銘・
・・ＡＮＤ回路８の出力電圧波形、　利・・・ＡＮＤ回
路９の出力電圧波形、５６．７６・・・絶対値回路、５
７・・・増幅回路、　詔、５９、印・・・フォトカプラ
、６１．６２．６３・・・トランス、　錦、６９．７９
、詩・・・トランジスタ、　７０．７１・・・フライホ
イールダイオード、７２・・・コイル、７３・・・コン
デンサー、７５・・・減算回路、　ｎ・・・シュミット
、トリガ回路、８２・・・アナログスイッチ回路、　羽
、刺・・・シュミットトリガ回路７７の上側、下側スラ
イスレベルに対応した上側、下側スライスレベル、邸、
聞・・・シュミット崎許出願人 株式会社　セコ−技研

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ａ、三相交流電源により駆動される誘導電動機
   と、 Ｂ、速度指令装置と位置指令装置と速度、位置指令切換
   装置とにより構成された手動装置と、 Ｃ１的配した誘導電動機と四則回転するエン÷ コーダと、 Ｄ、１エンコーターの出力パルスにより、加減ｎ韮と加
   減算讐猛の出力管ツチ回 路等を用いて速度検出を行なう速度検出回路と、 Ｅ、前記したラッチ回路の出力をテジタル・アナログ変
   換するＤ／Ａコンバータと、１ｉ”、ｄｉ）／Ａコンバ
   ータの出力と前記した速＃Ｌ札令装賑の出力とぐ）外を
   増幅−する誤差増幅回路と、 Ｇ、該誤差増幅回路の出力により削ｍｌした誘導電動機
   を駆動する駆動回路と、 比前記し′ｆ？Ｃ速度、も’ｔｔ１指令切俟装置により
   １ｒｌＪ記した加減算カウンタへを位置制御用に切換え
   てＡｉｌ配した位ｔｌｔｉｉ令装龜の出力と前記したエ
   ンコーダーの出力を加減算し、繭ａピした誤差増幅回路
   は所定電圧との差を増幅するように選択する第１の電気
   回路と、 により構成塾れたことを％徽とす４）誘導電動機の定速
   制御及び位置ＴｏｌＪＹ＃装置。
2. （２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、前記
   した駆動回路は、 Ａ、＠記した誤差増幅回路の出力の絶対値をとる絶対値
   回路と、 Ｂ／三相交流電源により第１ＸＭ２、第３相の交流波形
   を発生する第１、第２、第３の幻ｉ１ｉ［形発生回路と
   、 Ｃ，ｇｉｌ　ｉ＋ニした絶対イ紅回路の出力により前記
   した第１１第２、第３の交流波形発生回路の出力振−を
   変更する第１１第２、第３ＯＮ１−率制御回路と、 １）、該第１ＸｖＪ２、第３の増幅率制御回路の出力に
   対応した電圧を発生する第１、第２、第３の電力制御回
   路と、 Ｅ、該第１Ｘ第２、第３の電力制御回路のそれぞれの出
   力を前記したｖ５４％Ｌ動機の電源＾子にそれぞれ接続
   する第２の電気回路と、 ド、前記した誤差増幅回路の出力により前記した第２、
   第３の増幅率制御回路の出力を切換える回転方向切換回
   路と、 により構成されたことを特徴とする誘導電動機の定速制
   御及び位置指令装置ＩＩｔ。