JPS596596B2 - 速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は巻線形誘導電動機において、巻線形誘導電動機
の二次電圧を基に速度制御を行なう場合の改良した速度
制御装置に関するものである。

従米から、巻線形誘導電動機に連結した負荷の速度制御
を行なう場合、制御装置の構成を簡単にし、しかも安価
にするため、速度発電機などを設けることなく直接巻線
形誘導電動機の二次電圧を取ジ出してこれより運転速度
を割り出し、巻線形誘導電動機が目標の運転速度で運転
を続けるように制御してゆくことが行なわれている。こ
のようなものの例を第１図，第２図，第３図に示す。図
に示したものはクレーンの巻き上げ巻き下げ制御を行な
ろために巻線形誘導電動機１と渦電流ブレーキ２を組み
合わせたものである。これを詳しく説明すると、巻線形
誘導電動機１の一次側は主電源３に、また二次側は外部
抵抗４にそれぞれ接続する。５は渦電流ブレーキ２と操
作電源６の間に挟んで接続したサイリスタブリツジであ
９、渦電流ブレーキ２に給電する励磁電力を制御する。

７は巻線形誘導電動機１の運転速度を指令する指令信号
Ｅｒを発するための運転速度指令手段であ９、この運転
速度指令手段７は主電源３あるいは操作電源６に接続し
たトランス８、トランス８の交流電圧を整流する整流器
９、整流器９の直流電圧を一定の値に調整する安定化回
路１０、安定化回路１０の直流出力を適当に分圧するた
めの分圧器１１、分圧器１１よりの電圧を基に指令信号
Ｅｒを作る速度設定器１２より構成する。

１３は巻線形誘導電動機１の運転速度に応じた速度信号
Ｅｆを検出するための速度検出手段であり、巻線形誘導
電動機１の二次電圧を受けるトランス１４と、これを整
流する整流器１５を備える。

１６は指令信号Ｅｒと速度信号Ｅｆとを入力し両者を比
べる比較器であジ、指令信号Ｅｒが速度信号Ｅｆより大
きな場合は減速指令信号Ｅｄを逆に速度信号Ｅｆが指令
信号Ｅｖより大きな場合は増速指令信号Ｅｕを発する。

１７は比較器１６の出力信号を受けてサイリスタブリツ
ジ５の点弧角を調整する位相制御回路である。

すなわち、この位相制御回路１７は比較器１６より減速
指令信号Ｅｄを受けたときサイリスタブリツジ５の導通
角を広げるように制動制御信号Ｅａを発し、また、増速
指令信号Ｅｕを受けたときは導通角を狭めるように制動
制御信号Ｅａを受するものである。このサイリスタブリ
ツジ５と位相制御回路１７は渦電流ブレーキ２に供給す
る励磁電力Ｑ！！：制御し制動力を調整する制動機゛制
御手段１８を構成する。次にこのように構成した速度制
御装置の動作を説明する。

まず、高速でクレーンの巻き上げ運転を行なう場合は外
部抵抗４を短絡するか、あるいは小さな値に調整する。
このときの巻線形誘導電動機１のトルクカーブを第２図
にａで示す。続けてクレーンの巻き下げを行なう場合は
、つジ下げた荷物が落下しないように適度なブレーキト
ルクを与えながら巻線形誘導電動機１の運転速度を適当
な値に制御してゆくことが必要になる。これにはまず外
部抵抗４を接続するとともに渦電流ブレーキ２の励磁を
行なう。第２図にこのときの巻線形誘導電動機１のトル
クカーブｂ、および渦電流ブレーキを最も強く励磁した
ときのブレーキトルクカーブｅを示す。すなわち第３図
に示すように運転速度Ｖが上昇するにしたがつて減少す
る二次電圧を基に作られる速度信号Ｅｆが目標とする運
転速度Ｖのときに取る値に、指令信号Ｅｒの値を速度設
定器１２で調整すれば巻線形誘導電動機１は常に一定の
運転速度Ｖで運転される。例えばクレーンの巻き下げ時
につり下げている荷物が軽くなるなどして巻き下げ速度
が減少すると、速度信号Ｅｆは指令信号Ｅｒより高くな
る。すると比較器１６はこの信号を受け、渦電流ブレー
キ２の制動力を弱め運転速度を引き上げるよう増速指令
Ｅｕを発し、巻線形誘導電動機１の運転速度を修正する
。逆につり下げている荷物が重くなるなどしてクレーン
の巻き下げ速度が増加すると、比較器１６はこの信号を
受け渦電流ブレーキ２の制動力を強め運転速度を引き下
げるよう減速指令Ｅｄを発し巻線形誘導電動機１の運転
速度を修正する。このように、つり下げている荷物の重
さが変わつても渦電流ブレーキ２の励磁電力Ｑを制御す
ることにより荷物を常に一定の速度で降すことができる
。しかし、このような速度制御装置では電源電圧が変動
すると運転速度も変化してし４まう欠点があつた。

これを簡単に説明すると、巻線形誘導電動機１が目標の
運転速度ｖで運転しているとき、例えば主電源３の電源
電圧が上昇すると、巻線形誘導電動機１の二次電圧も上
昇し、速度信号Ｅｆは指令信号Ｅｒよりも高くなつてし
まう。したがつて、あたかも巻線形誘導電動機１が減速
したような関係になり、比較器１３は増速指令信号Ｅｕ
を発する。これにより巻線形誘導電動機１は目標の運転
速度ｖよりも速い運転速度で運転を続けることになる。
逆に主電源３の電源電圧が低下した場合は速度信号Ｅｆ
が指令信号Ｅｒより小？くな９、巻線形誘導電動機１が
あたかも増速したような関係になる。すると比較器１６
が減速指令信号Ｅｄを発し、渦電流ブレーキ２の励磁を
強めてしまうため巻線形誘導電動機１は目標の運転速度
Ｖ．ｃクも遅い速度で運転を始める。このように、従来
の速度制御装置では主電源３の電源電圧の変動によつて
巻線形誘導電動機１の運転速度がふらつき、運転速度を
一定に保つてゆくことができなかつた。また、主電源３
にタツプ切換変圧器あるいはその他の定電圧回路を組み
込み入力側の電圧が変動しても、巻線形誘導電動機１に
加わる電圧が変動しないように電源電圧を自動的に調整
してゆくことも考えられるが、これでは装置が複雑とな
るばかｖでなく高価になつてしまう。そこで本発明は極
めて簡単な構成により電源電圧が変動した場合でも、あ
からじめ設定した目標の運転速度で運転を続けてゆくこ
とができる速度制御装置を提供するものである。

すなわち本発明は電源電圧の変動の影響を受けて二次電
圧が変化しても、この二次電圧の変化と同じ割合で指令
信号の値も相対的に変化し、電源電圧の変動の影響を受
けて減速指令信号あるいは増速指令信号が発生しないよ
うに、比較器に加える指令信号を得るための運転速度指
令手段を巻線形誘導電動機の一次側に、これの一次側入
力電圧を取り込むように接続したものである。

以下、クレーンの巻き上げ巻き下げ制御を行なう場合の
一つの実施例を第４図に示す。

すなわち図に卦いて巻線形誘導電動機１の一次側入力電
圧の変化に応じて変化する指令信号Ｅｒを得るための運
転速度指令手段１９は巻線形誘導電動構１の一次側に接
続した主電源３に接続したトランス８、主電源３の電源
電圧に応じた電圧信号を取ジ出すための整流器９、整流
器９からの直流電圧を安定化回路を介することなく適当
な値に分圧する分圧器１１、この分圧電圧を基に指令信
号Ｅｒを発生する速度設定器１２とから構成する。この
分圧器１１は速度設定器１２に加わる分圧電圧を調整し
、電源電圧が変動したことによつて生じる速度信号Ｅｙ
と指令信号Ｅｒの変化を一致▲せるためのものである。
その他の構成は第１図で説明した従来例と全く同じであ
るから説明を省略する。次にこのように構成したものの
動作を説明する。

今、巻線形誘導電動機１があらかじめ設定した運転速度
ｖで運転しているとき、電源電圧が変動することにより
二次電圧が変化し速度信号Ｅｆが変わつても−、これと
同じ割合で指令信号Ｅｒも変化するため、比較器１６か
らは余分な増速指令信号ＥＵｌ減速指令信号Ｅｄが発生
せず、巻線形誘導電動機１の運転速嵐社常にあらかじめ
決定した運転速度ｖに保たれる。また、第４図に示した
実施例では制動機として渦電流ブレーキ２を用いたが、
これは他にも従来より公知のブレーキトルクを発生する
ことができる電磁ブレニキ、油圧サーボブレーキなどを
使用することができる。

次に第５図に示す実施例を説明する。

この例は巻線形誘導電動機１の二次側に発生した電力を
一次側に返還することによつて巻線形誘導電動機１の運
転速度を制御する静止セルビウム装置を示すものである
。すなわち、２０は巻線形誘導電動機１の二次側に接続
した整流器、２１は直流リアクトルを介して整流器２０
の直流出力を入力し交流に変換するインバータ、２２は
インバータ２１の交流出力を返還先の電圧に一致させる
ためのトランス、２３はインバータ２１の点弧制御回路
でありインバータ２１の出力周波数を電源周波数に同期
させるとともに、インバータ２１を通して電源側に返還
する返還電力量を調整するためのものである。このよう
に構成した電力返還手段としての静止カルビウス装置２
４は比較器１６より増速指令信号Ｅｕを受けたときは電
源に返還する電力量を減らし、逆に減速指令信号Ｅｄを
受けたときは電源に返還する電力量を増すように働く。
さらに説明を加えると、点弧制御回路２３は増速指令信
号Ｅｕを受けたときインバータ２１の導通角を進めるよ
うに返還量制御信号Ｅｂを発し、また減速指令信号Ｅｄ
を受けたときインバータ２１の導通角を遅らすように返
還量制御信号Ｅｂを発する。このようにすると、巻線形
誘導電動機１の二次側に発生した電力を無駄にすること
なく電源側に返還してゆくことができる。次に第６図、
第７図、第８図に示す実施例を説明する。

ごれらの実施例は、それぞれ、二次チヨツパ装置、短絡
手段を備えた二次抵抗器あるいは点弧制御を行なうサイ
リスタ装置などの二次抵抗手段２５を備え、比較器１６
より増速指令信号Ｅｕを受けたとき巻線形誘導電動機１
の二次側の抵抗を下げ、逆に減速指令信号Ｅｄを受けた
とき巻線形誘電動機１の二次側の抵抗を高めるように働
くものである。すなわち、第６図において、２６は例え
ば二次チヨツパ装置を構成するサイリスタブリツジであ
り、巻線形誘導電動機１の二次側に接続した整流器２０
の直流出力をオン・オフすることにより二次側の抵抗値
を変えてゆくものである。若干の説明を加えると、短絡
制御回路２７は増速指令信号Ｅｕを受けたときサイリス
タブリツジ２６の導通期間を広げるように抵抗値制御信
号Ｅｃを発し、また、減速指令信号Ｅｄを受けたときサ
イリスタブリツジ２６の導通期間を狭．めるように抵抗
値制御信号Ｅｃを発するものである。また、第７図に示
すのは短絡手段を備えた二次抵抗器として巻線形誘導電
動機１の二次側に接続した外部抵抗４を順次接点群２８
で短絡することにより、二次側の抵抗値を調整してゆく
ものである。

すなわち、接点群匍脚回路２９は比較器１６より増速指
令信号Ｅｕを受けたとき接点群２８を閉じるように抵抗
値制御信号Ｅｃを発し、また、減速指令信号Ｅｄを受け
たとき接点群２８を開くように抵抗値制御信号Ｅｃを発
するものである。？らに、第８図に示すものは点弧制御
を行なうサイリスタ装置として巻線形誘導電動機１の二
次側にサイリスタブリツジ３０を接続し、このサイリス
タブリツジ３０の導通期間を調整することによリヮ汨の
抵抗値を可変してゆく例である。すなわち、点弧制御回
路３１ｉｊ比較器１６より増速指令信号Ｅｕを受けたと
きサイリスタブリツジ３０の導通期間を広げるように抵
抗値制御信号Ｅｃを発し、逆に、減速指令信号Ｅｄを受
けたときサイリスタブリツジ３０の導通期間を狭めるよ
うに抵抗値制御信号Ｅｃを発するものである。このよう
に、第６図，第７図，第８図に示すように巻線形誘導電
動機１の二次側の抵抗値を制御することにより、巻線形
誘導電動機１の運転速度を自由に調整してゆぐことがで
きる。以上の説明から明ら力？なように本発明は、巻線
形誘導電動機の二次電圧を利用してこれの運転速度を割
出し、制動機、静止セルビウス装置、二次抵抗装置など
の速度制御手段を調整して巻線形誘導電動機の運転速度
を制御するものにおいて、運転速度を指令する指令信号
を巻線形誘導電動機の一次側人為電圧を基に作ｖ出した
ものである。

したがつて本発明によれば極めて簡単な構成により、し
かも電源電圧の変動があつても何ら影響を受けることの
ない、常に安定した制御を続けることができる速度制御
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の速度制御装置の構成を説明するためのプ
ロツク図、第２図は同トルク特性を説明するため横軸に
運転速度Ｖ１縦軸にトルクＴを取つた線図、第３図は同
各信号の関係を説明するため横軸に運転速度Ｖ１縦軸に
信号電圧Ｅを取つた線図、第４図は本発明の一つの実施
例の要部の構成を説明するためのプロツク図、第５図，
第６図，第７図，第８図はそれぞれ他の実施例を説明す
るためのプロツク図である。 １・・・巻線形誘導電動機、２・・・制動手段（渦電流
ブレーキ）、３・・・主電源、４・・・二次抵抗器、１
１・・・分圧器、１３・・・速度検出手段、１６・・・
比較器、１８，２４，２５・・・速度制御手段、１８・
・・制動機制御手段、１９・・・速度指令手段、２０，
２１，２２，２３・・・静止セルビウス装置、２０，２
６，２７・・・二次チヨツパ装置、２４・・・電力返還
手段、２５・・・二次抵抗手段、２８，２９，４・・・
短絡手段を備えた二次抵抗器、３０，３１・・・点弧制
御を行なうサイリスタ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主電源に接続した巻線形誘導電動機と、この巻線形
   誘導電動機の二次電圧より運転速度に応じた速度信号を
   検出する速度検出手段と、前記巻線形誘導電動機の一次
   側入力電圧を入力した分圧器の分圧電圧を基に前記巻線
   形誘導電動機の運転速度を指令する指令信号を発する速
   度指令手段と、前記指令信号と前記速度信号を比べ前記
   指令信号が前記速度信号よりも大きなときは減速指令信
   号を発し、逆に前記速度信号が前記指令信号より大きな
   ときは増速指令信号を発する比較手段と、前記巻線形誘
   導電動機に連結し前記比較手段の減速指令信号により前
   記巻線形誘導電動機の運転速度を減じ、逆に増速指令信
   号により前記巻線形誘導電動機の運転速度を増す速度制
   御手段とから成る速度制御装置。 ２ 主電源に接続した巻線形誘導電動機と、この巻線形
   誘導電動機に連結した制動手段と、前記巻線形誘導電動
   機の二次電圧より運転速度に応じた速度信号を検出する
   速度検出手段と、前記巻線形誘導電動機の一次側入力電
   圧を入力した分圧器の分圧電圧を基に前記巻線形誘導電
   動機の運転速度を指令する指令信号を発する速度指令手
   段と、前記指令信号と前記速度信号を比べ前記指令信号
   が前記速度信号よりも大きなときは減速指令信号を発し
   、逆に前記速度信号が前記指令信号より大きなときは増
   速指令信号を発する比較手段と、この比較手段の減速指
   令信号により前記制動手段の制動力を強め、逆に増速指
   令信号により前記制動手段の制動力を弱める制動制御信
   号を発する速度制御手段とから成る速度制御装置。 ３ 前記特許請求の範囲第２項において前記制動手段と
   して渦電流ブレーキを備えたことを特徴とする速度制御
   装置。 ４ 主電源に接続した巻線形誘導電動機と、この巻線形
   誘導電動機の二次回路と主電源の間に接続した電力返還
   手段と、前記巻線形誘導電動機の二次電圧より運転速度
   に応じた速度信号を検出する速度検主手段と、前記巻線
   形誘導電動機の一次側入力電圧を入力した分圧器の分圧
   電圧を基に前記巻線形誘導電動機の運転速度を指令する
   指令信号を発する速度指令手段と、前記指令信号と前記
   速度信号を比べ前記指令信号が前記速度信号よりも大き
   なときは減速指令信号を発し、逆に前記速度信号が前記
   指令信号より大きなときは増速指令信号を発する比較手
   段と、この比較手段の減速指令信号により前記電力返還
   手段の主電源に対する電力の返還量を増し、逆に増速指
   令信号により前記電力返還手段の主電源に対する電力の
   返還量を減じる返還量制御信号を発する速度制御手段と
   から成る速度制御装置。 ５ 前記特許請求の範囲第４項において前記電力返還手
   段として静止セルビウス装置を用いたことを特徴とする
   速度制御装置。 ６ 主電源に接続した巻線形誘導電動機と、この巻線形
   誘導電動機の二次回路に接続した二次抵抗手段と、前記
   巻線形誘導電動機の二次電圧より運転速度に応じた速度
   信号を検出する速度検出手段と、前記巻線形誘導電動機
   の一次側入力電圧を入力した分圧器の分圧電圧を基に前
   記巻線形誘導電動機の運転速度を指令する指令信号を発
   する速度指令手段と、前記指令信号と前記速度信号を比
   べ前記指令信号が前記速度信号よりも大きなときは減速
   指令信号を発し、逆に前記速度信号が前記指令信号より
   大きなときは増速指令信号を発する比較手段と、この比
   較手段の減速指令信号により前記二次抵抗手段の抵抗値
   を高め、逆に増速指令信号により前記二次抵抗手段の抵
   抗値を低める抵抗値制御信号を発する速度制御手段とか
   ら成る速度制御装置。 ７ 前記特許請求の範囲第６項において前記二次抵抗手
   段として二次チョッパ装置を用いたことを特徴とする速
   度制御装置。 ８ 前記特許請求の範囲第６項において前記二次抵抗手
   段として短絡手段を備えた二次抵抗器を備えたことを特
   徴とする速度制御装置。 ９ 前記特許請求の範囲第６項において前記二次抵抗手
   段として点弧制御を行なうサイリスタ装置を備えたこと
   を特徴とする速度制御装置。