JPS6126314B2 - - Google Patents
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- JPS6126314B2 JPS6126314B2 JP53023222A JP2322278A JPS6126314B2 JP S6126314 B2 JPS6126314 B2 JP S6126314B2 JP 53023222 A JP53023222 A JP 53023222A JP 2322278 A JP2322278 A JP 2322278A JP S6126314 B2 JPS6126314 B2 JP S6126314B2
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Description
【発明の詳細な説明】
直流電動機において電機子と界磁の両方を制御
する場合、自動界磁弱め制御と称され、電機子電
圧の値により電機子電圧制御から、界磁制御に自
動的に移行する方式が一般的である。この発明
は、自動界磁弱め制御をデユアルコンバータのよ
うな回生制御のある電機子制御装置と組合せた場
合の装置簡略化および特性改善に関するものであ
る。
する場合、自動界磁弱め制御と称され、電機子電
圧の値により電機子電圧制御から、界磁制御に自
動的に移行する方式が一般的である。この発明
は、自動界磁弱め制御をデユアルコンバータのよ
うな回生制御のある電機子制御装置と組合せた場
合の装置簡略化および特性改善に関するものであ
る。
第１図は、従来より使用されている逆起電力検
出による自動界磁弱め制御の例である。以下この
図に従つて動作を説明する。図において、１は電
機子駆動用可逆増幅器、２は電機子が前記増幅器
１の出力端に接続された直流電動機、３は前記直
流電動機２の界磁巻線、４は前記直流電動機２の
回転軸に機械的に結合された指速発電機、５は前
記界磁巻線３に供給される界磁指令信号を増幅す
る第２増幅器である界磁励磁用増幅器、６は前記
直流電動機２の電機子電圧Vaと弱め界磁電圧Vb
との比較回路である第１比較回路に接続され、負
極性の時のみ増幅器５に信号を与える第１増幅
器、７は増幅器１と直流電動機２の間に挿入され
た直流電動機の電流を検出する検出器で、直流電
動機２が駆動状態にあり、電機子電圧Vaが正極
性のとき、電機子電流Iaも正極性に検出されるよ
うになつている。８は検出器７で検出された電機
子電流信号をレベル変換する増幅器、９は電機子
電圧信号をレベル変換する増幅器、９は電機子電
圧Vaから、増幅器８の出力を減算する減算器、
１０は減算器９の出力を絶対値とする絶対値回路
である。
出による自動界磁弱め制御の例である。以下この
図に従つて動作を説明する。図において、１は電
機子駆動用可逆増幅器、２は電機子が前記増幅器
１の出力端に接続された直流電動機、３は前記直
流電動機２の界磁巻線、４は前記直流電動機２の
回転軸に機械的に結合された指速発電機、５は前
記界磁巻線３に供給される界磁指令信号を増幅す
る第２増幅器である界磁励磁用増幅器、６は前記
直流電動機２の電機子電圧Vaと弱め界磁電圧Vb
との比較回路である第１比較回路に接続され、負
極性の時のみ増幅器５に信号を与える第１増幅
器、７は増幅器１と直流電動機２の間に挿入され
た直流電動機の電流を検出する検出器で、直流電
動機２が駆動状態にあり、電機子電圧Vaが正極
性のとき、電機子電流Iaも正極性に検出されるよ
うになつている。８は検出器７で検出された電機
子電流信号をレベル変換する増幅器、９は電機子
電圧信号をレベル変換する増幅器、９は電機子電
圧Vaから、増幅器８の出力を減算する減算器、
１０は減算器９の出力を絶対値とする絶対値回路
である。
直流電動機２の駆動時の等価回路は第２図に示
され、電機子抵抗Raと、電機子インダクタンス
La、逆起電力Ecとからなつている。今、増幅器
８をその入力がIaのとき、出力がIaRaとなるよう
に設定しておくと、減算器９の出力は、Va―
IaRaとなり、これは直流電動機の逆起電力Ecと
等価である。
され、電機子抵抗Raと、電機子インダクタンス
La、逆起電力Ecとからなつている。今、増幅器
８をその入力がIaのとき、出力がIaRaとなるよう
に設定しておくと、減算器９の出力は、Va―
IaRaとなり、これは直流電動機の逆起電力Ecと
等価である。
このような構成において、増幅器１に速度指令
信号Viが供給されると、この速度指令信号Viは
増幅器１において増幅された後、直流電動機２の
電機子に供給され直流電動機２が回転する。そし
て、この直流電動機２の回転運動は回転軸に結合
された指速発電機４に伝達され、この指速発電機
４から直流電動機２の回転速度に対応した出力が
送出される。そして、この速度に対応した出力信
号は、第３比較回路で速度指令信号Viと比較さ
れた後増幅器１の入力端に供給されるようになつ
ている。また、界磁指令信号Vfは増幅器５によ
つて増幅された後界磁巻線３に供給されるように
なつているが、直流電動機２の電機子電圧Vaが
上昇しEc＝Va―IaRaが弱め界磁開始電圧Vbを越
えるとその差信号Ec―Vbが増幅器６を通り、第
２比較回路を介して界磁指令信号Vfを減じ、界
磁電流を減じるようになつている。従つて、この
場合速度指令信号Viを増加すると、増幅器１の
出力電圧が上昇し直流電動機２の回転も上昇して
行くが、直流電動機の逆起電力Ecが弱め界磁開
始電圧Vbを越えると界磁指令信号Vfが減じら
れ、界磁が弱められることになる。この状態では
直流電動機２の回転速度は電機子電圧と界磁電流
で決定されるため、界磁電流の減じられた分だけ
低い電機子電圧で所定の回転速度が得られること
になる。この時の速度指令信号Viに対する直流
電動機２の回転速度Ｎ、電機子電圧Va、電機子
逆起電力Ec、界磁開電流Ifとの関係を図示する
と、第３図のようになる。この図において、弱め
界磁開始電圧Vbを越えてからの電機子逆起電力
Ecの上昇の勾配は、増幅器６の増幅度によつて
決まり、増幅度が高ければ電機子逆起電力Ecの
少しの増加によつて界磁指令信号Vfが大きく減
じられるので、勾配が緩やかになり増幅器が低け
れば勾配が急になる。一方、電機子電圧Va1は駆
動状態で電機子電流Iaが定格のときの特性を示す
が、これは電機子電流値により上下に並行移動
し、無負荷（電機子電流＝０）のときは電機子逆
起電力Ecと一致する。即ち、負荷状態により、
図中のVa1とEcの間を変動する。また、電機子電
圧Va2は回生状態を示し、この場合電機子電圧Va
が正の時、電機子電流Iaが負となるので、Ec｜
Va｜＋｜IaRa｜となり、駆動時と同様に電機子
電流により、図中のVa2とEcの間を変動する。直
流電動機が逆回転した場合もVaとIaの極性が共
に変わるだけで特性は同じである。これらの関係
を表にすると、第１表のようになり、減算器９で
この演算をやつている。
信号Viが供給されると、この速度指令信号Viは
増幅器１において増幅された後、直流電動機２の
電機子に供給され直流電動機２が回転する。そし
て、この直流電動機２の回転運動は回転軸に結合
された指速発電機４に伝達され、この指速発電機
４から直流電動機２の回転速度に対応した出力が
送出される。そして、この速度に対応した出力信
号は、第３比較回路で速度指令信号Viと比較さ
れた後増幅器１の入力端に供給されるようになつ
ている。また、界磁指令信号Vfは増幅器５によ
つて増幅された後界磁巻線３に供給されるように
なつているが、直流電動機２の電機子電圧Vaが
上昇しEc＝Va―IaRaが弱め界磁開始電圧Vbを越
えるとその差信号Ec―Vbが増幅器６を通り、第
２比較回路を介して界磁指令信号Vfを減じ、界
磁電流を減じるようになつている。従つて、この
場合速度指令信号Viを増加すると、増幅器１の
出力電圧が上昇し直流電動機２の回転も上昇して
行くが、直流電動機の逆起電力Ecが弱め界磁開
始電圧Vbを越えると界磁指令信号Vfが減じら
れ、界磁が弱められることになる。この状態では
直流電動機２の回転速度は電機子電圧と界磁電流
で決定されるため、界磁電流の減じられた分だけ
低い電機子電圧で所定の回転速度が得られること
になる。この時の速度指令信号Viに対する直流
電動機２の回転速度Ｎ、電機子電圧Va、電機子
逆起電力Ec、界磁開電流Ifとの関係を図示する
と、第３図のようになる。この図において、弱め
界磁開始電圧Vbを越えてからの電機子逆起電力
Ecの上昇の勾配は、増幅器６の増幅度によつて
決まり、増幅度が高ければ電機子逆起電力Ecの
少しの増加によつて界磁指令信号Vfが大きく減
じられるので、勾配が緩やかになり増幅器が低け
れば勾配が急になる。一方、電機子電圧Va1は駆
動状態で電機子電流Iaが定格のときの特性を示す
が、これは電機子電流値により上下に並行移動
し、無負荷（電機子電流＝０）のときは電機子逆
起電力Ecと一致する。即ち、負荷状態により、
図中のVa1とEcの間を変動する。また、電機子電
圧Va2は回生状態を示し、この場合電機子電圧Va
が正の時、電機子電流Iaが負となるので、Ec｜
Va｜＋｜IaRa｜となり、駆動時と同様に電機子
電流により、図中のVa2とEcの間を変動する。直
流電動機が逆回転した場合もVaとIaの極性が共
に変わるだけで特性は同じである。これらの関係
を表にすると、第１表のようになり、減算器９で
この演算をやつている。
また、一般的に弱め界磁開始電圧Vbは定格電
圧時の逆起電力値に設定されるので、基底回転速
度以上にて界磁制御が行われることになる。
圧時の逆起電力値に設定されるので、基底回転速
度以上にて界磁制御が行われることになる。
上述のように、このような構成による直流電動
機の速度制御方式は、直流電動機の逆起電力を等
価的に検出するため、電機子電圧Vaから電機子
電流に比例した信号IaRaを減算するための減算
器が必要であり、高価であるとともに直流電動機
の仕様により変化する電機子逆起電力の値に弱め
界磁開始電圧を設定し、又同様に変化する電機子
抵抗Raの値に、増幅器のゲインを確定する必要
があり、調整が面倒であつた。
機の速度制御方式は、直流電動機の逆起電力を等
価的に検出するため、電機子電圧Vaから電機子
電流に比例した信号IaRaを減算するための減算
器が必要であり、高価であるとともに直流電動機
の仕様により変化する電機子逆起電力の値に弱め
界磁開始電圧を設定し、又同様に変化する電機子
抵抗Raの値に、増幅器のゲインを確定する必要
があり、調整が面倒であつた。
この発明は、上述のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、駆動時は電機子
電流の減算は行わず、電機子電圧と弱め界磁開始
電圧とを比較して、界磁弱め制御することによ
り、高価な減算器を必要とせず、調整の簡素な直
流電動機の制御装置を提供することを目的として
いる。
除去するためになされたもので、駆動時は電機子
電流の減算は行わず、電機子電圧と弱め界磁開始
電圧とを比較して、界磁弱め制御することによ
り、高価な減算器を必要とせず、調整の簡素な直
流電動機の制御装置を提供することを目的として
いる。
以下、この発明の一実施例を図とともに説明す
る。第４図はこの発明による直流電動機の制御装
置の一実施例を示し、第１図と同一部分は同記号
を用いて表わしてある。同図において、１１は
VaとIaRaの極性により、第２表のような動作を
するスイツチング回路で、２つの出力V1および
V2はそれぞれ絶対値回路１０の出力｜Va｜に加
算される極性に接続されている。
る。第４図はこの発明による直流電動機の制御装
置の一実施例を示し、第１図と同一部分は同記号
を用いて表わしてある。同図において、１１は
VaとIaRaの極性により、第２表のような動作を
するスイツチング回路で、２つの出力V1および
V2はそれぞれ絶対値回路１０の出力｜Va｜に加
算される極性に接続されている。
スイツチング回路１１の具体的な一実施例が第
５図であり、R1〜R4は抵抗器、Ｄ，D2はダイオ
ード、TR1はNPNトランジスタ、TR2はPNPトラ
ンジスタである。Va，IaRa共に正の時はTR1が
導通し、V1は０である。又、V2側はD2が不導通
となり、やはり０である。同様にVa，IaRa共に
負の時は、TR2が導通、D1が不導通となり、
V1，V2共に０である。Vaが正、IaRaが負のとき
は、TR1導通、D2導通で、V2にIaRaが出力さ
れ、またVaが負、IaRaが正のときは、TR2導
通、D1導通で、V1にIaRaが出力されて、第２表
の通りの動作をしている。
５図であり、R1〜R4は抵抗器、Ｄ，D2はダイオ
ード、TR1はNPNトランジスタ、TR2はPNPトラ
ンジスタである。Va，IaRa共に正の時はTR1が
導通し、V1は０である。又、V2側はD2が不導通
となり、やはり０である。同様にVa，IaRa共に
負の時は、TR2が導通、D1が不導通となり、
V1，V2共に０である。Vaが正、IaRaが負のとき
は、TR1導通、D2導通で、V2にIaRaが出力さ
れ、またVaが負、IaRaが正のときは、TR2導
通、D1導通で、V1にIaRaが出力されて、第２表
の通りの動作をしている。
このような構成によると、VaとIaRaが同極性
の時、即ち直流電動機が駆動状態の時、電機子電
圧の絶対値｜Va｜にIaRaの加減算が行われず、
VaとIaRaが異極性の時、即ち直流電動機か回生
状態の時のみ電機子電圧の絶対値｜Va｜にIaRa
の加算が行われることになる。
の時、即ち直流電動機が駆動状態の時、電機子電
圧の絶対値｜Va｜にIaRaの加減算が行われず、
VaとIaRaが異極性の時、即ち直流電動機か回生
状態の時のみ電機子電圧の絶対値｜Va｜にIaRa
の加算が行われることになる。
この時の速度指令信号Viに対する直流電動機
２の回転速度Ｎ、電機子電圧Va、電機子逆起電
力Ec、界磁電流Ifとの関係を図示すると第６図の
ようになる。同図においてVa1，Va2は定格負荷
時の電機子電圧で、それぞれ駆動時と回生時を示
す。Ecは、直流電動機２の逆起電力で、駆動時
は定格負荷であれば図の位置にあり、負荷が軽く
なるにつれて、Va1の方向へ移動し、負荷が０の
ときVa1と一致する。これは、駆動時は電機子電
圧Vaと弱め界磁開始電圧Vbとを比較して界磁制
御をしているため、負荷の値にかかわらず電機子
電圧の値により界磁が制御されるからである。一
方、回生時は電機子電圧の絶対値｜Va｜に｜
IaRa｜を加算したもの、即ちEcと等価なものを
弱め界磁開始電圧Vbと比較して界磁制地してい
るので、Ecは負荷の値にかかわらず図示の位置
で、負荷が変化した場合電機子電圧Va2が変化
し、無負荷の時、Va2がEcに一致する。If0，
If1，If2はそれぞれ界磁電流を示し、If0は駆動状
態無負荷時、If1は駆動状態定格負荷時、If2は回
生状態の無負荷から定格負荷全域に対する界磁電
流を示す。
２の回転速度Ｎ、電機子電圧Va、電機子逆起電
力Ec、界磁電流Ifとの関係を図示すると第６図の
ようになる。同図においてVa1，Va2は定格負荷
時の電機子電圧で、それぞれ駆動時と回生時を示
す。Ecは、直流電動機２の逆起電力で、駆動時
は定格負荷であれば図の位置にあり、負荷が軽く
なるにつれて、Va1の方向へ移動し、負荷が０の
ときVa1と一致する。これは、駆動時は電機子電
圧Vaと弱め界磁開始電圧Vbとを比較して界磁制
御をしているため、負荷の値にかかわらず電機子
電圧の値により界磁が制御されるからである。一
方、回生時は電機子電圧の絶対値｜Va｜に｜
IaRa｜を加算したもの、即ちEcと等価なものを
弱め界磁開始電圧Vbと比較して界磁制地してい
るので、Ecは負荷の値にかかわらず図示の位置
で、負荷が変化した場合電機子電圧Va2が変化
し、無負荷の時、Va2がEcに一致する。If0，
If1，If2はそれぞれ界磁電流を示し、If0は駆動状
態無負荷時、If1は駆動状態定格負荷時、If2は回
生状態の無負荷から定格負荷全域に対する界磁電
流を示す。
これより明らかなように、駆動状態では負荷の
大きさにかかわらず、電機子電圧が一定の値を示
すため弱め界磁開始電圧が任意の負荷状態で設定
できるだけでなく、直流電動機の電機子電圧は一
定値になるように製作されるので調整の必要がな
くなる。又、一般的に回生領域で定格出力が要求
される用途は少ないので、回生時のみに動作する
IaRaの補正信号も精度は適当でよく、調整を省
略することができる。
大きさにかかわらず、電機子電圧が一定の値を示
すため弱め界磁開始電圧が任意の負荷状態で設定
できるだけでなく、直流電動機の電機子電圧は一
定値になるように製作されるので調整の必要がな
くなる。又、一般的に回生領域で定格出力が要求
される用途は少ないので、回生時のみに動作する
IaRaの補正信号も精度は適当でよく、調整を省
略することができる。
又、特性の悪い直流電動機を使用する場合と
か、電源事情のよくないところで使用する場合
に、IaRaの補正を大きく効かせて、逆起電力Ec
を定格以下に下げて転流失敗を防ぎ応答性を向上
させることもできる。以上、いずれの場合も回生
時のみの特性を変化させるので、駆動出力は、常
に定格値を確保できる。
か、電源事情のよくないところで使用する場合
に、IaRaの補正を大きく効かせて、逆起電力Ec
を定格以下に下げて転流失敗を防ぎ応答性を向上
させることもできる。以上、いずれの場合も回生
時のみの特性を変化させるので、駆動出力は、常
に定格値を確保できる。
なお、この実施例においては、２個の増幅器を
用いた場合について説明したが、この発明はこれ
に限定されるものではなく、サイリスタアンプ、
トランジスタアンプ等を用いたものであればよ
く、さらにこれらのアンプは、電圧ループ、電流
ループ等のマイナーループを内蔵していても勿論
よい。
用いた場合について説明したが、この発明はこれ
に限定されるものではなく、サイリスタアンプ、
トランジスタアンプ等を用いたものであればよ
く、さらにこれらのアンプは、電圧ループ、電流
ループ等のマイナーループを内蔵していても勿論
よい。
以上、説明したように、この発明によれば、駆
動時は電機子電流の減算は行わず、電機子電圧と
弱め界磁開始電圧とを比較して、界磁弱め制御す
ることにより、高価な減算器を必要とせず、調整
の簡素な直流電動機の速度制御装置が得られる効
果がある。
動時は電機子電流の減算は行わず、電機子電圧と
弱め界磁開始電圧とを比較して、界磁弱め制御す
ることにより、高価な減算器を必要とせず、調整
の簡素な直流電動機の速度制御装置が得られる効
果がある。
第１図は従来一般に用いられていた直流電動機
の弱め界磁制御装置の一例を示す回路図、第２図
は直流モートルの等価回路を示す図、第３図は第
１図の従来方式の特性を示す図、第４図はこの発
明による直流電動機の制御装置の一実施例を示す
回路図、第５図は第４図中スイツチング回路の具
体的な一回路例を示す図、第６図は第４図のこの
発明による一実施例の特性を示す図である。 １は電機子駆動用増幅器、２は直流電動機、３
は直流電動機の界磁巻線、４は指速発電機、５は
界磁励磁用増幅器、６，８は増幅器、７は電流検
出器、９は減算器、１０は絶対値回路、１１はス
イツチング回路。なお、図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。
の弱め界磁制御装置の一例を示す回路図、第２図
は直流モートルの等価回路を示す図、第３図は第
１図の従来方式の特性を示す図、第４図はこの発
明による直流電動機の制御装置の一実施例を示す
回路図、第５図は第４図中スイツチング回路の具
体的な一回路例を示す図、第６図は第４図のこの
発明による一実施例の特性を示す図である。 １は電機子駆動用増幅器、２は直流電動機、３
は直流電動機の界磁巻線、４は指速発電機、５は
界磁励磁用増幅器、６，８は増幅器、７は電流検
出器、９は減算器、１０は絶対値回路、１１はス
イツチング回路。なお、図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。
【表】
Claims (1)
- １ 自動界磁弱め制御を行う直流電動機の速度制
御装置において、上記直流電動機の電機子電圧を
入力としその絶対値を出力する絶対値回路、一方
の入力に上記電機子電圧が印加され、他方の入力
に電機子電流と電機子抵抗との積が入力され、こ
の２つの入力信号の符号が異なる時のみ上記積の
出力を生ずるスイツチ回路、上記絶対値回路の出
力及び上記スイツチング回路の出力の和と弱め界
磁開始電圧との比較を行う第１比較回路、この第
１比較回路の出力が負の時のみ出力を生ずる第１
増幅器、この第１増幅器の出力と界磁指令信号と
の比較を行う第２比較回路、この第２比較回路の
出力を増幅して界磁コイルを付勢する第２増幅器
を備えたことを特徴とする直流電動機の速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322278A JPS54115723A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Speed controller for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322278A JPS54115723A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Speed controller for dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54115723A JPS54115723A (en) | 1979-09-08 |
| JPS6126314B2 true JPS6126314B2 (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=12104611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2322278A Granted JPS54115723A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Speed controller for dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54115723A (ja) |
-
1978
- 1978-03-01 JP JP2322278A patent/JPS54115723A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54115723A (en) | 1979-09-08 |
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