JPS631839B2 - - Google Patents

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JPS631839B2
JPS631839B2 JP55158221A JP15822180A JPS631839B2 JP S631839 B2 JPS631839 B2 JP S631839B2 JP 55158221 A JP55158221 A JP 55158221A JP 15822180 A JP15822180 A JP 15822180A JP S631839 B2 JPS631839 B2 JP S631839B2
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JP
Japan
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motor
load
speed
integral element
Prior art date
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JP55158221A
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English (en)
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JPS5783181A (en
Inventor
Koichi Ishida
Hiroshi Takahashi
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements 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
    • H02P7/18Arrangements 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 by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements 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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements 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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements 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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/292Arrangements 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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
    • H02P7/293Arrangements 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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、弾性体の軸を介して直結された負
荷を駆動する電動機の速度制御装置に関するもの
であり、更に詳しくは、電動機の回転速度を指令
速度に一致させるだけでなく、電動機と負荷をつ
なぐ軸のねじれ振動の抑制ならびに負荷急変時の
速度インパクトドロツプの抑制を図るための電動
機速度制御装置に関するものである。
弾性体からなる軸によつて直結された電動機と
負荷は、軸の弾性係数、電動機および負荷の慣性
モーメントと関係して共振系を構成することがあ
り、軸にはねじれトルクが発生する。ねじれトル
クが大きくなると、軸の寿命が短くなり、また最
悪時には軸が折損することもある。電動機の回転
速度制御においては、軸のねじれ振動の抑制を考
慮に入れることが望まれるわけである。また電動
機の速度制御を実施していても、負荷状態等によ
り速度が一時的に急変して落ち込むこと(これを
速度インパクトドロツプと呼ぶ)があり、かかる
速度ドロツプの量もなるべく小さくしたいという
要求もある。このような要望に応えるために開発
された従来の電動機速度制御装置を第1図を参照
して説明する。
第1図は、従来の電動機速度制御装置の回路構
成例を示すブロツク線図である。
同図を参照する。直流電動機1は、ねじりばね
の記号で示されている弾性軸2により負荷3と結
合されている。負荷3には負荷トルクτLが、弾性
軸2には軸トルクτSが、直流電動機1には電機子
電流iMに比例する電動機トルクτMがそれぞれ作用
している。またnLは負荷3の回転速度を、nMは電
動機1の回転速度を示している。直流電動機1の
電機子電流iMは、三相交流電源R,S,Tに接続
された変換装置4より供給され、この変換装置4
の制御回路には電流調節器5の出力が加えられて
いる。直流電動機1の電機子電流iMは変流器11
により測定され、実際値として比較回路7に導か
れる。電流調節器5、変換装置4、変流器11、
比較回路7からなる電流調節ループは速度調節器
10の下位に置かれており、速度調節器10の出
力量が電流調節器5に対する電流指令値iM *とな
つている。速度調節器10の入力側には、回転速
度の指令値nM *と、電動機1に結合されたタコダ
イナモ6aの出力信号すなわち回転速度の実際値
nMとが導かれている比較回路9の出力量が加え
られている。さらに、負荷3に結合されたタコダ
イナモ6bの出力信号すなわち負荷3の回転速度
の実際値nLと電動機1の回転速度の実際値nMとが
比較回路8に導かれ、その出力が付加的な指令値
として比較回路7に導かれており、これにより弾
性軸2のねじれ振動の抑制等を図つている。
第1図を参照して概略説明した如き従来の電動
機速度制御装置は、電動機1の側にタコダイナモ
6aを取り付けるほか、負荷3の側にもタコダイ
ナモ6bを取り付けることを要し、このことは負
荷側にタコダイナモを設置することが物理的に困
難な場合には上述のような速度制御は実施できな
いことを意味する。また負荷側にタコダイナモを
取り付けることが可能な場合でも、取り付けのた
めに特別な加工を要することがあり、そのための
コスト増とか、或いはタコダイナモそれ自体のコ
ストもあつて、従来の電動機速度制御装置は高価
であるという欠点があつた。
この発明は、上述のような従来技術の欠点を除
去するためになされたものであり、従つてこの発
明の目的は、負荷側にタコダイナモを取り付ける
ことを要せずして弾性軸のねじれ振動の抑制、速
変インパクトドロツプの抑制等を図り得る電動機
の速度制御装置を提供することにある。
この発明の構成の要点は、電動機の電機子電流
実際値と回転速度の実際値を与えられて、負荷ト
ルク、負荷トルクと軸トルクの差、電動機回転速
度と負荷回転速度の差、をシミユレートして出力
することのできる負荷状態観測器を設け、該観測
器から出力されるこれら諸量を用いて電流調節器
に対する電流指令値を補償するようにした点にあ
る。
次に図を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。
第2図は、この発明の一実施例を示すブロツク
線図である。同図において、12は負荷状態観測
器であり、その他、第1図におけるのと同じもの
には同じ符号が付してある。
第2図を参照する。慣性モーメントJMの電動機
1は、ねじりバネ定数をもつ弾性軸2を介して、
慣性モーメントJLの負荷3と結合している。負荷
3には負荷トルクτL、軸2には軸トルクτS、電動
機1には、電動機トルクτMが発生し、電動機回転
速度、負荷回転速度がnM,nLであるとする。
電動機1の主制御系は、電流マイナー制御ルー
プをもつた速度制御系であり、速度調節器10、
電流調節器5、点弧パルス発生器(図示省略)、
サイリスタ変換装置4、電流検出用の変流器1
1、で構成されている。
この主制御系に対して、状態観測器12によ
り、速度実際値nMと電流実際値iMとから、負荷ト
ルクτL、軸トルクτS、電動機速度nM、負荷速度nL
のシミユレート値τ^L,τ^S,n^M,n^Lを作成し、τ^L

K1(n^M−n^L)、K2(τ^L−τ^S)を電流調節器5の指

値iM *に比較回路7において加えて補償を行なう
ようにしている。なお、K1,K2は比例定数であ
る。負荷トルクのシミユレート値τLのフイードバ
ツクは、負荷外乱トルクτLのフイードフオワード
補償を行なうためのものであり、K1(n^M−n^L)、
K2(τ^L−τ^S)は、弾性軸2のねじれ振動トルクを
抑制し、主制御ループの安定化を計るためのフイ
ードバツク及びフイードフオワード補償信号であ
る。
第3図は、第2図における負荷状態観測器の詳
細を示すブロツク線図である。
第3図を参照する。同図に示す観測器12は、
記憶回路として作用する積分器121〜123を
含むことにより、第2図に符号1〜3で示した制
御対象の機械的部分(電動機1、弾性軸2、負荷
3)の線形モデルを含んでいる。積分器121〜
123の各ブロツクにはそれぞれの伝達関数が記
入されており、ここでSはラプラス演算子、TM
は電動機1の慣性モーメントJMに対応する積分器
121の積分時間、TCは弾性軸2のねじりバネ
定数または剛性率に対応する積分器122の積分
時間、またTLは負荷3の慣性モーメントJLに対
応する積分器123の積分時間を表わしている。
このモデルは、電動機の電機子電流実際値iMによ
り駆動される。積分器121の出力側には、電動
機回転速度の実際値nMに対応すべきシミユレー
ト値n^Mが得られる。これは、負荷3をモデル的
にシミユレートする積分器123の入力側に、負
荷3に作用する負荷トルクτLに対応するシミユレ
ート値τ^Lが導かれる場合に成立する。負荷トルク
τLをシミユレートするためには積分分器124が
用いられており、この積分器には、増幅率g4を有
する比例回路128を経て、実際に測定された電
動機回転速度実際値nMと積分器121によりシ
ミユレートされて得られた電動機回転速度のシミ
ユレート値n^Mとの差が導かれる。したがつて、
積分器124の出力量は、実際の電動機回転速度
nMとシミユレートされて得られた電動機回転速
度のシミユレート値n^Mとが正確に一致するまで、
したがつてまた状態観測器に含まれる制御対象モ
デルが実際の制御対象と機能的に完全に一致する
まで変化し続ける。こうして特に、シミユレート
されて外乱時のフイードホワードのために利用さ
れる負荷トルクのシミユレート値τ^Lとシミユレー
トにより得られた回転速度差のシミユレート値
(n^M−n^L)とは、実際に制御対象において生ずる
それぞれの量と一致することになる。
状態観測器に含まれている制御対象のモデルが
常に制御対象の運転条件の変動に適応した状態に
あり、“観測”されたシミユレート値n^Mが実際の
値と一致するためには、この適応が極力大きな速
度で行われることが重要である。ここに示されて
いる例では、状態観測器12が4つの記憶回路
(積分回路)を有する調節ループすなわち4次系
の調節ループから成るものであるから、状態観測
器の安定性および動特性に特に留意すべきであ
る。そのため、増幅率g4を有する帰還回路128
のほかに、増幅率g1〜g3を有する3つの比例帰還
回路125〜127が設けられており、これらの
帰還回路の入力側には、実際の電動機回転速度と
シミユレートされて得られた電動機回転速度のシ
ミユレート値との差に対応する電圧が導かれてお
り、またこれらの帰還回路の出力量はそれぞれ積
分回路121〜123の入力端に加えられてい
る。したがつて、これらの帰還回路の増幅率は状
態観測器の伝達関数の係数またはその動特性を記
述する特性微分方程式の係数に影響する。周知の
最適化調整により増幅率g1〜g4を適当に選択する
ことによつて、状態観測器にその時々の状態に最
適に適応した特性を持たせることができる。なお
129,130はそれぞれ増幅率K1,K2をもつ
比例回路である。
以上説明したとおりであるから、この発明によ
れば、電動機−軸−負荷から成る制御対象におい
て、電動機速度を安定的に制御するために、状態
観測器により、電機子電流iM、電動機速度nMを入
力として、負荷トルクτL、軸トルクτS、電動機速
度nM、負荷速度nLをシミユレートして得られたそ
のシミユレート値τ^L,τ^S,n^M,n^Lから、(n^M
n^L)、(τ^L−τ^C)なる量を作り、τ^,K1(n^M−n
^L)、
K2(τ^L−τ^C)を電流指令値にフイードバツクする
ことにより、安定的な速度制御が出来、また負荷
急変時の速度の過渡的低下を抑制出来るという利
点がある。また速度調節器をPI(比例、積分動
作)調節器としていることにより、上記シミユレ
ーシヨン値に誤差があつても、調節器I動作によ
り、この誤差が補償されるので、オフセツトは生
じない。
この発明は、いままで説明した直流電動機−軸
−負荷からなる制御対象の速度制御装置の他に、
位置制御装置にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の電動機速度制御装置の構成例
を示すブロツク線図、第2図はこの発明の一実施
例を示すブロツク線図、第3図は、第2図におけ
る負荷状態観測器の詳細を示すブロツク線図、で
ある。 符号説明、1……直流電動機、2……弾性軸、
3……負荷、4……変換装置、5……電流調節
器、6a,6b……タコダイナモ、7,8,9…
…比較回路、10……速度調節器、11……変流
器、12……負荷状態観測器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 弾性体の軸を介して直結された負荷を駆動す
    る電動機の回転速度の指令値と実際値との差を入
    力されて電流指令値を出力する速度調節器と、電
    動機に供給される電流実際値と速度調節器から出
    力される電流指令値との差を入力されて電動機供
    給電流の制御出力を生じる電流調節器とを有して
    成る電動機の速度制御装置において、次の要素、 イ 電動機の慣性モーメントに対応する積分時間
    TMを有し、電動機に供給される実際の電流と
    状態観測器内で得られる弾性体の軸トルクのシ
    ミユレート値との差を積分することにより電動
    機回転速度のシミユレート値を出力する第1の
    積分要素121、 ロ 弾性体の軸ねじりバネ定数または剛性率に対
    応する積分時間TCを有し、前記第1の積分要
    素からの電動機回転速度のシミユレート値と状
    態観測器内で得られる負荷回転速度のシミユレ
    ート値との差を積分することにより前記軸トル
    クのシミユレート値を出力する第2の積分要素
    122、 ハ 負荷の慣性モーメントに対応する積分時間
    TLを有し、前記第2の積分要素からの軸トル
    クのシミユレート値と状態観測器内で得られる
    負荷トルクのシミユレート値との差を積分する
    ことにより前記負荷回転速度のシミユレート値
    を出力する第3の積分要素123、 ニ 前記電動機の回転速度の実際値と前記第1の
    積分要素からの電動機回転速度のシミユレート
    値との差に所定のゲインを掛けた値を前記第1
    の積分要素にフイードバツクする第1のゲイン
    要素125、 ホ 前記電動機の回転速度の実際値と前記第1の
    積分要素からの電動機回転速度のシミユレート
    値との差に所定のゲインを掛けた値を前記第2
    の積分要素にフイードバツクする第2のゲイン
    要素126、 ヘ 前記電動機の回転速度の実際値と前記第1の
    積分要素からの電動機回転速度のシミユレート
    値との差に所定のゲインを掛けた値を前記第3
    の積分要素にフイードバツクする第3のゲイン
    要素127、 ト 前記電動機の回転速度の実際値と前記第1の
    積分要素からの電動機回転速度のシミユレート
    値との差に所定のゲインを掛けた値を出力する
    第4のゲイン要素128、 チ 前記第4のゲイン要素の出力を積分すること
    により得られる値を、前記第3の積分要素に、
    その積分演算に用いる前記負荷トルクのシミユ
    レート値として与える第4の積分要素124、 から成る状態観測器12を備え、前記第4の積
    分要素から出力される負荷トルクのシミユレート
    値、前記第4の積分要素から出力される負荷トル
    クのシミユレート値と前記第2の積分要素から出
    力される軸トルクのシミユレート値との差、およ
    び、前記第1の積分要素から出力される電動機回
    転速度のシミユレート値と前記第3の積分要素か
    ら出力される負荷回転速度のシミユレート値との
    差を取出して、前記電流指令値に加減算すること
    を特徴とする電動機の速度制御装置。
JP55158221A 1980-11-12 1980-11-12 Speed controller for motor Granted JPS5783181A (en)

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JPS5783181A JPS5783181A (en) 1982-05-24
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4502109A (en) * 1982-09-14 1985-02-26 Vickers, Incorporated Apparatus for estimating plural system variables based upon a single measured system variable and a mathematical system model
JPS62236376A (ja) * 1986-04-04 1987-10-16 Hitachi Ltd 電動機の速度制御装置
JP2736056B2 (ja) * 1987-02-24 1998-04-02 株式会社東芝 電動機の速度制御装置
EP0313928B1 (de) * 1987-10-26 1992-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erfassung und Regelung eines Federmoments sowie einer Differenzdrehzahl bei rotatorisch angetriebenen Zwei-Massen-Systemen
DE69211235T2 (de) * 1991-02-05 1996-12-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu, Fukuoka Verfahren zur unterdrückung von torsionsschwingungen in einer motorgeschwindigkeitsregelung und vorrichtung dafür
JP4764863B2 (ja) * 2007-05-24 2011-09-07 京セラミタ株式会社 モータ駆動制御装置及び画像形成装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2802224C2 (de) * 1978-01-19 1982-06-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur proportional-integralen Drehzahlregelung einer von einem Elektromotor angetriebenen Arbeitsmaschine mit veränderlicher Belastung

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