JPS5972987A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents
電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPS5972987A JPS5972987A JP57182748A JP18274882A JPS5972987A JP S5972987 A JPS5972987 A JP S5972987A JP 57182748 A JP57182748 A JP 57182748A JP 18274882 A JP18274882 A JP 18274882A JP S5972987 A JPS5972987 A JP S5972987A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- load torque
- current
- motor
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、直流電動機の速度制御装置に侯て有する速
度制御系または装置が知られている０ると、電動機速度
は一時的に低下（インバクトド１す 推定演算するとともに１負荷トルク相当のｍ流値Ｉ ｓ
、ｔを推定演算する状態観測器を設け、該電流値Ｉａ４
の推定値ｉｄ（以後、△印は推定値を示すものとする。
度制御系または装置が知られている０ると、電動機速度
は一時的に低下（インバクトド１す 推定演算するとともに１負荷トルク相当のｍ流値Ｉ ｓ
、ｔを推定演算する状態観測器を設け、該電流値Ｉａ４
の推定値ｉｄ（以後、△印は推定値を示すものとする。
）を速度調節器出力、すなわち電流指令値ｉ：′に加算
して制御することにより達成される。
して制御することにより達成される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
負荷トルクがステップ状に変化した場合の各部波形を示
す波形図である。
負荷トルクがステップ状に変化した場合の各部波形を示
す波形図である。
第１図において、１は電動機制御回路、２は状態観測器
で、電動機制御回路１は速度調節器（ＡＳＲ）１１、電
流調節（ＡＣＲ）系１２、界磁要素１３および電動機１
４から構成され、また状態観測器２は比例要素２１，２
４，２５，２７、界磁模擬要素２２．２８、可動機（起
動時間）栴擬要素２３および積分要素２６から構成され
る。
で、電動機制御回路１は速度調節器（ＡＳＲ）１１、電
流調節（ＡＣＲ）系１２、界磁要素１３および電動機１
４から構成され、また状態観測器２は比例要素２１，２
４，２５，２７、界磁模擬要素２２．２８、可動機（起
動時間）栴擬要素２３および積分要素２６から構成され
る。
すなわち、この実施例は従来の一般的な速度制御回路１
に状態観測器２が付加されて構成されているｏしたがっ
て１従来は電動機１４を介して得られる速度実際値（検
出値）ｎは、速度ａ部器２１＊ において速度設定値（目標値）ｎ に等しくなるように
Ｗ！ｉ＃され、該調節出力を電流制御系２における電流
指令値ｉａ＊として直流電動機１４を制御する。つまり
、電機［、流制御ループをマイナループとして有する速
度制御ループによって制御が行なわれていたのに対し、
この実施例ではさらに状態観測器２を設けることにより
、負荷トルクによる変動分を補償して制御を行なうもの
である。
に状態観測器２が付加されて構成されているｏしたがっ
て１従来は電動機１４を介して得られる速度実際値（検
出値）ｎは、速度ａ部器２１＊ において速度設定値（目標値）ｎ に等しくなるように
Ｗ！ｉ＃され、該調節出力を電流制御系２における電流
指令値ｉａ＊として直流電動機１４を制御する。つまり
、電機［、流制御ループをマイナループとして有する速
度制御ループによって制御が行なわれていたのに対し、
この実施例ではさらに状態観測器２を設けることにより
、負荷トルクによる変動分を補償して制御を行なうもの
である。
状態観測器２では模擬要素２２．２３によって界磁要素
、電動機が模擬され、その出力からはそれぞれ電動機発
生トルクτＭ１速度推定値ｎが得られる。この場合、電
動機発生トルクτＭは、電流制御系２を介して得られる
電機子電流ｉａに界磁、（束相当のゲインφを乗算し、
τＭ””ａφとして取り出すようにしている。なお、φ
＝一定＝１００チならばτＭ−一である。速度推定値ｎ
は、加算点Ｐ、において速度実際値ｎと加算され（ｎ−
ｎｌ、ｎｌ；）貝のｉｔとして与えられるので）なる量
が得られ、これが比ｆ！１ｒＩＴｐＨ２１を介して加算
点Ｐ１に与えられる一方、比例要素２４ 、２５を介し
て加算点Ｐ２および積分器２６に与えられここれら比例
要素２４．２５および積分器２６によって負荷トルクτ
Ｌが推定演算される。この負荷トルクの推定値τＬは加
算点Ｐ３ｅＰ４に与えられるとともに、Ｐｌにも与えら
れるので、点Ｐ１ｅＰ２またはその近傍における諸量が
図示の如き極性で与えられるものとすると、次式の如き
関係が成立する。
、電動機が模擬され、その出力からはそれぞれ電動機発
生トルクτＭ１速度推定値ｎが得られる。この場合、電
動機発生トルクτＭは、電流制御系２を介して得られる
電機子電流ｉａに界磁、（束相当のゲインφを乗算し、
τＭ””ａφとして取り出すようにしている。なお、φ
＝一定＝１００チならばτＭ−一である。速度推定値ｎ
は、加算点Ｐ、において速度実際値ｎと加算され（ｎ−
ｎｌ、ｎｌ；）貝のｉｔとして与えられるので）なる量
が得られ、これが比ｆ！１ｒＩＴｐＨ２１を介して加算
点Ｐ１に与えられる一方、比例要素２４ 、２５を介し
て加算点Ｐ２および積分器２６に与えられここれら比例
要素２４．２５および積分器２６によって負荷トルクτ
Ｌが推定演算される。この負荷トルクの推定値τＬは加
算点Ｐ３ｅＰ４に与えられるとともに、Ｐｌにも与えら
れるので、点Ｐ１ｅＰ２またはその近傍における諸量が
図示の如き極性で与えられるものとすると、次式の如き
関係が成立する。
イ）加算点Ｐ１において
・・・・・・（１）
り加算点Ｐ２と積分要素２６の入力においてまた、加算
点Ｐ５に着目すれば、同様にして次式が成立する。
点Ｐ５に着目すれば、同様にして次式が成立する。
ｎ
τＭ −ＴＬ： ＴＭ ＝ Ｓ ｎ ＴＭ
”” （４）ｔ なお、上記（１）ないしく４）式においてＳＳはラプラ
ス演算子であり１τＬは積分器２６の出力である。
”” （４）ｔ なお、上記（１）ないしく４）式においてＳＳはラプラ
ス演算子であり１τＬは積分器２６の出力である。
△ ｊ
コノτＬと外乱トルクτ■、との関係は、上記（１）〜
（滲式からｎ ｔ ” ｐ ｒＭおよびＴＬを消去すれ
ば、なる関係にあり、時間ｉ−＋ｃｘ：＋ならば、τＬ
→τ１に収束することになる。そこで、定数ｇｌ Ｐ
ｇ２を適宜に選択して負荷トルクτＬの急変時に極力速
やへ！ カニτＬがＴＬに追従する如く構成するとともに、負荷
トルクの推定値τＬを積分器２６の出力τＬと加算点Ｐ
ｏの出力値ｎ−１１をゲイン−ｇｏの比例要素２４を介
して得た量と加算して得ることにより１、その推定動作
を速めるようにしている。また、負荷トルク推定値τＬ
は加算点Ｐ３． Ｐ４ ／％、与えられ、加算点Ｐ３で
はＴＬと一τＭとの加算が、また加算点Ｐ４ではＴＬと
Ｋ（τＬ−τＭ）との加算がそれぞれ行なわれるので、
界磁模擬要素２８の出力からは）（♀５十Ｋ（τＬ−τ
Ｍ））なる貝、すなわち負荷シルク相当の粗１流値量８
ｔが推定演算され、これ（ｉ＆ｚ）が速度調節器１１の
出力に加算される結果、調節器１１の修正指令に先行し
て負荷トルクτＬ相当の電流ｉａｚが流れ、これによっ
て負荷トルクτＬの変動を打ち消すことができるもので
あるＯ第２図囚、０おコニび０はそれぞれπＬ枠月泡電
流’＆ｐ負荷トルク推定値τＬおよび速度胆部器出力Ｖ
と比例要素の出力を示す特性図である。つまり、負荷ト
ルクτＬが一定の状態では、速度調節器のＩＪ１力Ｖは
ＴＩ、＝τＬならば零となるが、負荷トルクがステップ
状に変化した瞬間はτＬの推定遅れによって第２図０の
如く一時的に信号を出すため、Ｎ、流指令値ｉＩＬ＊は
ｖ ＋ ％となり、したがって第２図囚の点線で示され
るようにＶに相当する分だけオーバシュートが大きくな
る。このオーバシュートは要素２ＢのゲインＫ ｔｔｖ
の変動を打ち消す如く適宜に選ぶことにより減少させる
ことができ１そのときの電流−の応答は第２図（イ）の
実わの如く示される。
（滲式からｎ ｔ ” ｐ ｒＭおよびＴＬを消去すれ
ば、なる関係にあり、時間ｉ−＋ｃｘ：＋ならば、τＬ
→τ１に収束することになる。そこで、定数ｇｌ Ｐ
ｇ２を適宜に選択して負荷トルクτＬの急変時に極力速
やへ！ カニτＬがＴＬに追従する如く構成するとともに、負荷
トルクの推定値τＬを積分器２６の出力τＬと加算点Ｐ
ｏの出力値ｎ−１１をゲイン−ｇｏの比例要素２４を介
して得た量と加算して得ることにより１、その推定動作
を速めるようにしている。また、負荷トルク推定値τＬ
は加算点Ｐ３． Ｐ４ ／％、与えられ、加算点Ｐ３で
はＴＬと一τＭとの加算が、また加算点Ｐ４ではＴＬと
Ｋ（τＬ−τＭ）との加算がそれぞれ行なわれるので、
界磁模擬要素２８の出力からは）（♀５十Ｋ（τＬ−τ
Ｍ））なる貝、すなわち負荷シルク相当の粗１流値量８
ｔが推定演算され、これ（ｉ＆ｚ）が速度調節器１１の
出力に加算される結果、調節器１１の修正指令に先行し
て負荷トルクτＬ相当の電流ｉａｚが流れ、これによっ
て負荷トルクτＬの変動を打ち消すことができるもので
あるＯ第２図囚、０おコニび０はそれぞれπＬ枠月泡電
流’＆ｐ負荷トルク推定値τＬおよび速度胆部器出力Ｖ
と比例要素の出力を示す特性図である。つまり、負荷ト
ルクτＬが一定の状態では、速度調節器のＩＪ１力Ｖは
ＴＩ、＝τＬならば零となるが、負荷トルクがステップ
状に変化した瞬間はτＬの推定遅れによって第２図０の
如く一時的に信号を出すため、Ｎ、流指令値ｉＩＬ＊は
ｖ ＋ ％となり、したがって第２図囚の点線で示され
るようにＶに相当する分だけオーバシュートが大きくな
る。このオーバシュートは要素２ＢのゲインＫ ｔｔｖ
の変動を打ち消す如く適宜に選ぶことにより減少させる
ことができ１そのときの電流−の応答は第２図（イ）の
実わの如く示される。
以上のように、この発明によれば、状態観測器を用い°
Ｃ負荷トルクを推定演算するとともに、負荷トルク推定
値と電動機発生トルクとの偏差を演算し、該負荷トルク
推定値と偏差値とにもとづいて電流指令値を補正するよ
うにしたので１負荷トルク急変時の速度のインパクトド
ロップおよび電流の過度なオーバシュートを抑制するこ
とができる利点を有するものである。また、従来の制御
では、負荷急変時の速度変動の修正は速度調節器により
行なわれているため、修正の速度は速度調節器のパラメ
ータ（Ｋｐ ｔ ＴＩ ）に依存しており、このため成
る値以上に速度変動を抑えることが困ｌｉであったが、
この発明では状態観測器を用いて補償するようにしてい
るので、上述の如き制約がなく、したがって従来よりも
さらに変動を小さくすることができる。
Ｃ負荷トルクを推定演算するとともに、負荷トルク推定
値と電動機発生トルクとの偏差を演算し、該負荷トルク
推定値と偏差値とにもとづいて電流指令値を補正するよ
うにしたので１負荷トルク急変時の速度のインパクトド
ロップおよび電流の過度なオーバシュートを抑制するこ
とができる利点を有するものである。また、従来の制御
では、負荷急変時の速度変動の修正は速度調節器により
行なわれているため、修正の速度は速度調節器のパラメ
ータ（Ｋｐ ｔ ＴＩ ）に依存しており、このため成
る値以上に速度変動を抑えることが困ｌｉであったが、
この発明では状態観測器を用いて補償するようにしてい
るので、上述の如き制約がなく、したがって従来よりも
さらに変動を小さくすることができる。
なお、この発明は線材、棒鋼などの圧延プラントにおい
て圧延機を駆動する場合の外、各種プラントの電動機速
度制御装置に広く適用することができる。
て圧延機を駆動する場合の外、各種プラントの電動機速
度制御装置に広く適用することができる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
負荷トルク急変時の各部波形を示す波形図である。 符号説明 ｌ・・・・・・電動機制御回路、２・・・・・・状態観
測器、１１・・・・・・速度調ｆＩｒＩ器、１２・・・
・・・電流調節系、１３・・・・・・界磁要素、１４・
・・・・・電動機、２１，２４゜２５．２７・・・・・
・比例要素、２２，２８・・・・・・界磁模擬要素、２
３・・・・・・電動機（起動時間）模擬要素、２６・・
・−・・積分要素 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
負荷トルク急変時の各部波形を示す波形図である。 符号説明 ｌ・・・・・・電動機制御回路、２・・・・・・状態観
測器、１１・・・・・・速度調ｆＩｒＩ器、１２・・・
・・・電流調節系、１３・・・・・・界磁要素、１４・
・・・・・電動機、２１，２４゜２５．２７・・・・・
・比例要素、２２，２８・・・・・・界磁模擬要素、２
３・・・・・・電動機（起動時間）模擬要素、２６・・
・−・・積分要素 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直流電動機の速度検出値を目標値に一致させるべく速度
演算を行う速度調節系と、該調節出力を電流指令値とし
て電動機電流を調節する電流調節系とを有してなる直流
電動機の速度制御装置において、前記速度検出値および
電流調節出力にもとづいて負荷トルクを推定演算すると
ともに、負荷トルク推定演算値と電動機発生トルクとの
偏差および該偏差と負荷トルク推定演算値との和で表わ
される負荷トルクの電動機電流相当量を演算する状態観
測器を設け、該負荷トルクの電動機電流相当量をもって
前記電流指令値を修正することにより、負荷トルク急変
時における速度および電流の変動を抑止すること 速度制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182748A JPS5972987A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182748A JPS5972987A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972987A true JPS5972987A (ja) | 1984-04-25 |
| JPS6334711B2 JPS6334711B2 (ja) | 1988-07-12 |
Family
ID=16123743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182748A Granted JPS5972987A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972987A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63310390A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP2016030259A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 線材又は棒鋼の仕上圧延装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162894A (en) * | 1979-06-04 | 1980-12-18 | Fuji Electric Co Ltd | Controller for dc motor |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP57182748A patent/JPS5972987A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162894A (en) * | 1979-06-04 | 1980-12-18 | Fuji Electric Co Ltd | Controller for dc motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63310390A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP2016030259A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 線材又は棒鋼の仕上圧延装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6334711B2 (ja) | 1988-07-12 |
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