JPS6347075B2 - - Google Patents
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- JPS6347075B2 JPS6347075B2 JP56053740A JP5374081A JPS6347075B2 JP S6347075 B2 JPS6347075 B2 JP S6347075B2 JP 56053740 A JP56053740 A JP 56053740A JP 5374081 A JP5374081 A JP 5374081A JP S6347075 B2 JPS6347075 B2 JP S6347075B2
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- JP
- Japan
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- motor
- speed
- signal
- tachometer
- motor speed
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
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- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm
-
- 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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電動機速度制御装置に関するものであ
り、具体的にはタコメータによるフイードバツク
を用いて高度の速度および周波数応答特性を持つ
ことを要求されない安価な速度検知器を用いうる
電動機速度制御装置に関するものである。
り、具体的にはタコメータによるフイードバツク
を用いて高度の速度および周波数応答特性を持つ
ことを要求されない安価な速度検知器を用いうる
電動機速度制御装置に関するものである。
従来の技術とその問題点
典型的な従来技術による速度サーボ装置は通常
駆動される電動機に結合されたタコメータを含
む。この装置は実際の電動機速度を示すタコメー
タ信号を生じ、この信号が所望の電動機速度を示
す基準信号と比較されることにより誤差信号が発
生される。この誤差信号は電動機を駆動するため
に増幅される。正確な速度制御を達成するため
に、タコメータは小さくかつ急速な速度変化に感
応しなければならない。換言すれば、タコメータ
は高度の速度および周波数応答特性を示さなけれ
ばならない。従つてタコメータは高価でありその
使用は有利ではなく、ある装置においては電動機
と同じ位にあるいはそれ以上に高価なものにな
る。例えば、このようなタコメータは電動機軸に
接続された大きな円盤とハブを含み、円盤は光源
と光検出器の間の光路をさえぎる周辺上に多数の
スロツトを有する。結果として生じる光検出器か
らのチヨツピングされた波形は次に方形化され、
増幅され、フイルタされ、処理されてから再びフ
イルタされてタコメータ信号となる。あるいはま
た永久磁石タコメータも通常用いられるが、この
ようなタコメータのコストは電動機のコストとほ
ぼ同程度である。
駆動される電動機に結合されたタコメータを含
む。この装置は実際の電動機速度を示すタコメー
タ信号を生じ、この信号が所望の電動機速度を示
す基準信号と比較されることにより誤差信号が発
生される。この誤差信号は電動機を駆動するため
に増幅される。正確な速度制御を達成するため
に、タコメータは小さくかつ急速な速度変化に感
応しなければならない。換言すれば、タコメータ
は高度の速度および周波数応答特性を示さなけれ
ばならない。従つてタコメータは高価でありその
使用は有利ではなく、ある装置においては電動機
と同じ位にあるいはそれ以上に高価なものにな
る。例えば、このようなタコメータは電動機軸に
接続された大きな円盤とハブを含み、円盤は光源
と光検出器の間の光路をさえぎる周辺上に多数の
スロツトを有する。結果として生じる光検出器か
らのチヨツピングされた波形は次に方形化され、
増幅され、フイルタされ、処理されてから再びフ
イルタされてタコメータ信号となる。あるいはま
た永久磁石タコメータも通常用いられるが、この
ようなタコメータのコストは電動機のコストとほ
ぼ同程度である。
発明の要約
それ故本発明の目的は、比較的安価であるが高
い感度を有し、従来の速度サーボタコメータに代
わるものを提供することである。
い感度を有し、従来の速度サーボタコメータに代
わるものを提供することである。
前述の目的およびその他の目的は、本発明の原
理に従つて電動機電圧および電流に応答する装置
を設けて「計算された」タコメータ信号を得るこ
とにより、本発明の原理に従つて達成される。ハ
ードウエア回路の実施において、回路の値は公知
の電動機定数に従つて選択される。これらの電動
機定数は電動機の温度と共に変化し得るので、回
路は構成要素の値を変化させ得るような適応性を
持つ。安価な低速タコメータが実際の電動機速度
に対応する信号を発生するように設けられる。こ
の信号は計算されたタコメータ信号と比較され、
両者の間になんらかの差があればそれは回路の構
成要素の値を変化させて電動機定数の変化に対応
させるように用いられる。あるいはまた、本装置
は適当にプログラムされたコンピユータまたはマ
イクロコンピユータを用いて実施することができ
る。
理に従つて電動機電圧および電流に応答する装置
を設けて「計算された」タコメータ信号を得るこ
とにより、本発明の原理に従つて達成される。ハ
ードウエア回路の実施において、回路の値は公知
の電動機定数に従つて選択される。これらの電動
機定数は電動機の温度と共に変化し得るので、回
路は構成要素の値を変化させ得るような適応性を
持つ。安価な低速タコメータが実際の電動機速度
に対応する信号を発生するように設けられる。こ
の信号は計算されたタコメータ信号と比較され、
両者の間になんらかの差があればそれは回路の構
成要素の値を変化させて電動機定数の変化に対応
させるように用いられる。あるいはまた、本装置
は適当にプログラムされたコンピユータまたはマ
イクロコンピユータを用いて実施することができ
る。
上述のことは添付図面に関連する以下の記述か
らより容易に明きらかとなろう。
らより容易に明きらかとなろう。
実施例
添付図面のそれぞれにおいて同様の構成要素に
は同じ参照番号が付されている。第１図には通常
の従来技術による速度サーボシステムがブロツク
図で示されており、これは電動機１０の速度を線
路１２に送られる所望の電動機速度を示す基準信
号に応答して制御するものである。タコメータ１
４は電動機１０に機械的に結合されてタコメータ
信号を導線１６に送出する。この信号は電動機１
０の速度の関数である。誤差検出器１８は導線１
２上の所望の速度を示す基準信号を実際の速度を
示す導線１６上の信号と比較して誤差信号を導線
２０に出力する。この信号は増幅器２２により増
幅され、制御信号として導線２４に送られて電動
機１０の速度を制御する。前述のとおり、タコメ
ータ１４は第１図のシステムにおいておそらく最
も高価な構成要素であり、これをより安価である
がなお高度な正確さを持つ代替装置で置換するこ
とが所望される。
は同じ参照番号が付されている。第１図には通常
の従来技術による速度サーボシステムがブロツク
図で示されており、これは電動機１０の速度を線
路１２に送られる所望の電動機速度を示す基準信
号に応答して制御するものである。タコメータ１
４は電動機１０に機械的に結合されてタコメータ
信号を導線１６に送出する。この信号は電動機１
０の速度の関数である。誤差検出器１８は導線１
２上の所望の速度を示す基準信号を実際の速度を
示す導線１６上の信号と比較して誤差信号を導線
２０に出力する。この信号は増幅器２２により増
幅され、制御信号として導線２４に送られて電動
機１０の速度を制御する。前述のとおり、タコメ
ータ１４は第１図のシステムにおいておそらく最
も高価な構成要素であり、これをより安価である
がなお高度な正確さを持つ代替装置で置換するこ
とが所望される。
第２図は第１図に示される形式の速度サーボシ
ステムであつて、タコメータ１４がタコメータ計
算回路２６で置換えられているシステムのブロツ
ク図を示している。タコメータ計算回路２６は電
動機１０に印加される電圧およびこれに流れる電
流に基づいて速度の値を計算するために電動機１
０の基本的な特性を利用する。電動機１０が永久
磁石型である場合、この計算は以下の如くであ
る。
ステムであつて、タコメータ１４がタコメータ計
算回路２６で置換えられているシステムのブロツ
ク図を示している。タコメータ計算回路２６は電
動機１０に印加される電圧およびこれに流れる電
流に基づいて速度の値を計算するために電動機１
０の基本的な特性を利用する。電動機１０が永久
磁石型である場合、この計算は以下の如くであ
る。
Ｖ＝KeＳ＋RI (1)
または、
Ｓ＝K1V＋K2I (2)
従つて、
S2＝KtＳ (3)
ここで、K1＝１／Ke（krpm／ボルト）
K2＝−Ｒ／Ke（krpm／アンペア）
Ｒ＝電動機抵抗（オーム）
Ke＝電動機逆起電力定数（ボルト／krpm）
Ｖ＝電動機端子電圧（ボルト）
Ｉ＝電動機電流（アンペア）
Ｓ＝電動機速度（krpm）
S2＝計算されたタコメータ信号（ボルト）
Kt＝任意の回路定数（ボルト／krpm）
第３Ａ図は第２図のタコメータ計算回路に対す
る第１の例示的な実施回路を示している。この回
路から、以下の関係が導びかれる。
る第１の例示的な実施回路を示している。この回
路から、以下の関係が導びかれる。
S2＝RF／RBV1−RF／RAV2 (4)
方程式(2)および(3)を結合して
S2＝KtK1V＋KtK2I (5)
しかしながら、Ｖ＝V1−V2およびV2＝RSＩで
ある。従つて方程式(5)は S2＝Kt／KeV1−Kt／Ke（１＋Ｒ／RS）V2 (6) と書くことができる。方程式(4)と(6)を比較するこ
とにより RF／RB＝Kt／Ke (7) および RF／RA＝Kt／Ke（１＋Ｒ／RS） (8) であることがわかる。
ある。従つて方程式(5)は S2＝Kt／KeV1−Kt／Ke（１＋Ｒ／RS）V2 (6) と書くことができる。方程式(4)と(6)を比較するこ
とにより RF／RB＝Kt／Ke (7) および RF／RA＝Kt／Ke（１＋Ｒ／RS） (8) であることがわかる。
従つて、電動機仕様書からKeおよびＲの値を
知り、またRS、KtおよびRFの任意の値を選択す
ることによつて、方程式(7)および(8)からRAおよ
びRBの値は容易に計算される。例えば、Ke＝12
ボルト／krpmおよびＲ＝１オームである場合に
RS＝0.01オーム、Kt＝１ボルト／krpmの値を選
択し、RF＝100000オームに設定すればRA＝12000
オーム、およびRB＝1.20メグオームとなる。
知り、またRS、KtおよびRFの任意の値を選択す
ることによつて、方程式(7)および(8)からRAおよ
びRBの値は容易に計算される。例えば、Ke＝12
ボルト／krpmおよびＲ＝１オームである場合に
RS＝0.01オーム、Kt＝１ボルト／krpmの値を選
択し、RF＝100000オームに設定すればRA＝12000
オーム、およびRB＝1.20メグオームとなる。
第３Ｂ図はタコメータ計算回路の第２の実施回
路を示しており、この場合も構成要素の値は同様
にして容易に計算される。
路を示しており、この場合も構成要素の値は同様
にして容易に計算される。
このタコメータ計算回路は２つのスケーリング
フアクターK1およびK2が一定である限り良く機
能する。実際、この数学的アプローチはしばしば
ノイズのフイルタリングを要求する従来のタコメ
ータよりも応答の速いことがしばしばである。こ
の増大された応答速度は、より大きい、可能なサ
ーボ帯域幅（possibleservo bandwidth）または
より良い安定性をもたらす。しかしながら、この
アプローチは大きな欠点を有する。電動機の抵抗
は巻線の温度の関数なので、K2は温度の関数に
なる。代表的に、K2は１℃当たり＋0.4％の温度
係数を有する。またある形式の電動機（セラミツ
ク磁石を用いるような形式のもの）ではKeも温
度の関数でありまたK1は１℃当り＋0.2％の代表
的な温度係数を示す。アルニコ（Alnico）磁石
を用いる電動機においては、K1は定数となり、
またK2の変動も無視できるので、このタコメー
タ計算回路は非常に魅力のある手段となる。他の
電動機において、このアプローチは全く制限され
て、それは電動機温度が一定である場合にのみ適
用し得る。
フアクターK1およびK2が一定である限り良く機
能する。実際、この数学的アプローチはしばしば
ノイズのフイルタリングを要求する従来のタコメ
ータよりも応答の速いことがしばしばである。こ
の増大された応答速度は、より大きい、可能なサ
ーボ帯域幅（possibleservo bandwidth）または
より良い安定性をもたらす。しかしながら、この
アプローチは大きな欠点を有する。電動機の抵抗
は巻線の温度の関数なので、K2は温度の関数に
なる。代表的に、K2は１℃当たり＋0.4％の温度
係数を有する。またある形式の電動機（セラミツ
ク磁石を用いるような形式のもの）ではKeも温
度の関数でありまたK1は１℃当り＋0.2％の代表
的な温度係数を示す。アルニコ（Alnico）磁石
を用いる電動機においては、K1は定数となり、
またK2の変動も無視できるので、このタコメー
タ計算回路は非常に魅力のある手段となる。他の
電動機において、このアプローチは全く制限され
て、それは電動機温度が一定である場合にのみ適
用し得る。
第４図は本発明の原理説明用のブロツク図で、
改良されたタコメータ計算回路３０を設けること
により、上述の従来技術の問題点を解決すること
を可能ならしめた本発明の実施例の基本構成を示
す。第４図において、タコメータ計算回路３０
は、第２図、第３Ａ図及び第３Ｂ図の従来技術の
タコメータ計算回路２６に与えられるものに加え
て、さらに付加的な入力信号を有する。この信号
は導線３２によつて伝達されるもので、速度較正
基準信号S1と呼ぶことができる。この信号S1は電
動機１０に結合されたタコメータ３４から供給さ
れる。第４図示の構成は一見、伝統的な従来技術
によるサーボシステム（第１図）のハードウエア
と類似ないし同様のものに見えるかもしれない。
しかし事実はそうではない。第４図のブロツク図
におけるタコメータ３４は、正確であるという唯
一の特質を有しさえすれば、他の任意の入手可能
は速度基準装置であつてもよいのである。すなわ
ち、タコメータ３４の速度および周波数応答特性
はさほど重要なフアクタではない。例えばミシン
の場合、低速タコメータ３４は針位置検知器から
発生される信号を利用することによつてこれを実
施することも可能である。前記検知器はミシンの
各々のサイクル中に１度ずつ信号を発生する。タ
コメータ計算回路３０は、定数K1およびK2が時
間および温度と共に変化するので、これに適合す
るように低速タコメータ信号S1を用いてこの計算
回路においてこれらの定数を変化させる。これに
ついては以下に記述する。
改良されたタコメータ計算回路３０を設けること
により、上述の従来技術の問題点を解決すること
を可能ならしめた本発明の実施例の基本構成を示
す。第４図において、タコメータ計算回路３０
は、第２図、第３Ａ図及び第３Ｂ図の従来技術の
タコメータ計算回路２６に与えられるものに加え
て、さらに付加的な入力信号を有する。この信号
は導線３２によつて伝達されるもので、速度較正
基準信号S1と呼ぶことができる。この信号S1は電
動機１０に結合されたタコメータ３４から供給さ
れる。第４図示の構成は一見、伝統的な従来技術
によるサーボシステム（第１図）のハードウエア
と類似ないし同様のものに見えるかもしれない。
しかし事実はそうではない。第４図のブロツク図
におけるタコメータ３４は、正確であるという唯
一の特質を有しさえすれば、他の任意の入手可能
は速度基準装置であつてもよいのである。すなわ
ち、タコメータ３４の速度および周波数応答特性
はさほど重要なフアクタではない。例えばミシン
の場合、低速タコメータ３４は針位置検知器から
発生される信号を利用することによつてこれを実
施することも可能である。前記検知器はミシンの
各々のサイクル中に１度ずつ信号を発生する。タ
コメータ計算回路３０は、定数K1およびK2が時
間および温度と共に変化するので、これに適合す
るように低速タコメータ信号S1を用いてこの計算
回路においてこれらの定数を変化させる。これに
ついては以下に記述する。
第５図は本発明の電動機速度制御装置の一実施
例であつて、特にタコメータ計算回路３０のハー
ドウエアとしての実施における適応回路装置部分
のブロツク図を示している。計算されたタコメー
タ信号S2は、誤差検出器４０において低速タコメ
ータ信号S1と比較される。結果として生じる誤差
信号は増幅器４２により増幅され、増幅後の誤差
信号は導線４４に送られる。導線４４上のこの増
幅後の誤差信号は次に２つの回路定数K1および
K2の値を定めるために処理される。K1の値は電
動機が高速（例示的には電動機の最高速度の50％
以上の速度）で運転されている間でのみ変えられ
る。なぜならば、逆起電力定数はこの時のシステ
ム方程式に対して重要な影響を及ぼすからであ
る。同様に、K2の値は電動機が低速（例示的に
は電動機の最高速度の２％と25％の間の速度）で
運転されている間でのみ変えられる。なぜなら
ば、電動機抵抗はこの時のシステム方程式に対し
重要な影響を及ぼすからである。従つて電動機が
その最高速度の50％以上の速度で運転されている
とき、高速度検知回路４６はスイツチ４８を閉じ
て導線４４上の増幅後の誤差信号が低域フイルタ
５０を通過できるようにし、それにより記憶回路
５２に定数K1の値をセツトする。同様に電動機
がその最高速度の約２％から約25％までの速度範
囲内で運転されているとき、低速検知回路５４は
スイツチ５６を閉じて導線４４上の増幅後の誤差
信号が低域フイルタ５８を通過できるようにし、
それにより記憶回路６０に定数K2の値をセツト
する。定数K1およびK2の値の変化は１日の間で
非常にゆつくりと生じる。主サーボのための全て
の高速フイードバツク情報はタコメータ計算回路
３０の計算された出力から得られる。従つて、低
速タコメータ３４および適応回路装置の応答のみ
が電動機における温度変化に先んじるのに十分早
ければよい。電動機の熱的時定数は30分のオーダ
ーであるので、低速タコメータの応答時間はそれ
ほど速い必要はないことがわかる。
例であつて、特にタコメータ計算回路３０のハー
ドウエアとしての実施における適応回路装置部分
のブロツク図を示している。計算されたタコメー
タ信号S2は、誤差検出器４０において低速タコメ
ータ信号S1と比較される。結果として生じる誤差
信号は増幅器４２により増幅され、増幅後の誤差
信号は導線４４に送られる。導線４４上のこの増
幅後の誤差信号は次に２つの回路定数K1および
K2の値を定めるために処理される。K1の値は電
動機が高速（例示的には電動機の最高速度の50％
以上の速度）で運転されている間でのみ変えられ
る。なぜならば、逆起電力定数はこの時のシステ
ム方程式に対して重要な影響を及ぼすからであ
る。同様に、K2の値は電動機が低速（例示的に
は電動機の最高速度の２％と25％の間の速度）で
運転されている間でのみ変えられる。なぜなら
ば、電動機抵抗はこの時のシステム方程式に対し
重要な影響を及ぼすからである。従つて電動機が
その最高速度の50％以上の速度で運転されている
とき、高速度検知回路４６はスイツチ４８を閉じ
て導線４４上の増幅後の誤差信号が低域フイルタ
５０を通過できるようにし、それにより記憶回路
５２に定数K1の値をセツトする。同様に電動機
がその最高速度の約２％から約25％までの速度範
囲内で運転されているとき、低速検知回路５４は
スイツチ５６を閉じて導線４４上の増幅後の誤差
信号が低域フイルタ５８を通過できるようにし、
それにより記憶回路６０に定数K2の値をセツト
する。定数K1およびK2の値の変化は１日の間で
非常にゆつくりと生じる。主サーボのための全て
の高速フイードバツク情報はタコメータ計算回路
３０の計算された出力から得られる。従つて、低
速タコメータ３４および適応回路装置の応答のみ
が電動機における温度変化に先んじるのに十分早
ければよい。電動機の熱的時定数は30分のオーダ
ーであるので、低速タコメータの応答時間はそれ
ほど速い必要はないことがわかる。
第６図は第５図のブロツク図を実施するための
例示的な実施例を示しており、ここでは、定数
K1およびK2の値を変化させるための記憶回路５
２，６０は発光ダイオードおよび光抵抗素子によ
つて具現されている。第６図に示されているよう
に、低速タコメータ信号S1および計算されたタコ
メータ信号S2は差動増幅器７０への入力として送
られ、増幅器７０の出力は導線４４上に現われる
増幅後の誤差信号となる。電動機の高速運転にお
いて、増幅後の誤差信号は演算増幅器７２の非反
転入力へ送られる。また電動機の低速運転におい
て、増幅後の誤差信号は演算増幅器７４の非反転
入力へ送られる。演算増幅器７２の出力は発光ダ
イオード７６のカソードに接続され、そのアノー
ドは抵抗７８を通して正電圧源８０に接続され
る。同様に、演算増幅器７４の出力は発光ダイオ
ード８２のアノードに接続され、そのカソードは
抵抗８４を通して負電圧源８６へ接続される。発
光ダイオード７６に結合され素子８８は直列−並
列抵抗回路網９０中に接続してある光抵抗素子８
８に光結合される。発光ダイオード８２は、直列
−並列抵抗回路網９４中に接続してある光抵抗素
子９２に光結合にされる。抵抗回路網９０は抵抗
RB（第３Ａ図及び第３Ｂ図）と置換されるに代る
ものであり、抵抗網９４は抵抗RA（第３Ａ図及び
第３Ｂ図）に代るものである。この構成および負
性抵抗係数を有する光抵抗素子８８および９２に
よれば、正の誤差信号（S2がS1より大きい）は
RBの値の増大とRAの値の減少をもたらす。逆に、
負の誤差信号はRBの値の減少とRAの値の増大を
もたらす。第７図は第３Ｂ図の回路に関して結合
した合成回路を示している。
例示的な実施例を示しており、ここでは、定数
K1およびK2の値を変化させるための記憶回路５
２，６０は発光ダイオードおよび光抵抗素子によ
つて具現されている。第６図に示されているよう
に、低速タコメータ信号S1および計算されたタコ
メータ信号S2は差動増幅器７０への入力として送
られ、増幅器７０の出力は導線４４上に現われる
増幅後の誤差信号となる。電動機の高速運転にお
いて、増幅後の誤差信号は演算増幅器７２の非反
転入力へ送られる。また電動機の低速運転におい
て、増幅後の誤差信号は演算増幅器７４の非反転
入力へ送られる。演算増幅器７２の出力は発光ダ
イオード７６のカソードに接続され、そのアノー
ドは抵抗７８を通して正電圧源８０に接続され
る。同様に、演算増幅器７４の出力は発光ダイオ
ード８２のアノードに接続され、そのカソードは
抵抗８４を通して負電圧源８６へ接続される。発
光ダイオード７６に結合され素子８８は直列−並
列抵抗回路網９０中に接続してある光抵抗素子８
８に光結合される。発光ダイオード８２は、直列
−並列抵抗回路網９４中に接続してある光抵抗素
子９２に光結合にされる。抵抗回路網９０は抵抗
RB（第３Ａ図及び第３Ｂ図）と置換されるに代る
ものであり、抵抗網９４は抵抗RA（第３Ａ図及び
第３Ｂ図）に代るものである。この構成および負
性抵抗係数を有する光抵抗素子８８および９２に
よれば、正の誤差信号（S2がS1より大きい）は
RBの値の増大とRAの値の減少をもたらす。逆に、
負の誤差信号はRBの値の減少とRAの値の増大を
もたらす。第７図は第３Ｂ図の回路に関して結合
した合成回路を示している。
上述の回路を具現する他の方法として、タコメ
ータ計算回路３０のためのコンピユータまたはマ
イクロプロセツサによる実行をプログラムするこ
とによつて、方程式(6)に従つて動作させるように
してもよい。第８図は定数の値を変化させるため
のこのような実施の適応動作を表わすフローチヤ
ートである。この適応動作は規則的な間隔で、例
えば５秒毎に繰り返される。第８図に示されてい
るように、定数Kt／KeおよびKtＲ／KeRSはあらかじめ定 められた一定の限界内でのみ変化する。第８図に
おいて、C1とC2は任意で例えばC1＝0.01Kt／Keであ りC2＝0.01Kt／Ke（１＋Ｒ／RS）である。また定数 HLIM1、LLIM1はKt／Keのそれぞれ上限および下 限であり、また定数HLIM2、LLIM2はKt／Ke（１ ＋Ｒ／RS）のそれぞれ上限および下限である。
ータ計算回路３０のためのコンピユータまたはマ
イクロプロセツサによる実行をプログラムするこ
とによつて、方程式(6)に従つて動作させるように
してもよい。第８図は定数の値を変化させるため
のこのような実施の適応動作を表わすフローチヤ
ートである。この適応動作は規則的な間隔で、例
えば５秒毎に繰り返される。第８図に示されてい
るように、定数Kt／KeおよびKtＲ／KeRSはあらかじめ定 められた一定の限界内でのみ変化する。第８図に
おいて、C1とC2は任意で例えばC1＝0.01Kt／Keであ りC2＝0.01Kt／Ke（１＋Ｒ／RS）である。また定数 HLIM1、LLIM1はKt／Keのそれぞれ上限および下 限であり、また定数HLIM2、LLIM2はKt／Ke（１ ＋Ｒ／RS）のそれぞれ上限および下限である。
注目すべきことはこの適応動作は電動機の抵速
度範囲および高速度範囲においてのみ機能するが
中間速度範囲では機能しないことである。動作を
簡単にするために、上記は低速においては１つの
パラメータを主要なものとし、高速では他のパラ
メータを主要なものとして、１つの未知数に対し
て１つの方程式のみを解けばよいものと仮定して
いる。中間速度においては、２つの未知数のため
に２つの方程式を解かねばならない。本発明の設
計がめざす特定の適用、即ちミシン電動機の速度
制御においては、制御は主として低速度範囲また
は高速度範囲において行なわれる。しかしなが
ら、本発明の基本原理は記述された演算を修正す
ることにより他の速度範囲にも適用し得る。
度範囲および高速度範囲においてのみ機能するが
中間速度範囲では機能しないことである。動作を
簡単にするために、上記は低速においては１つの
パラメータを主要なものとし、高速では他のパラ
メータを主要なものとして、１つの未知数に対し
て１つの方程式のみを解けばよいものと仮定して
いる。中間速度においては、２つの未知数のため
に２つの方程式を解かねばならない。本発明の設
計がめざす特定の適用、即ちミシン電動機の速度
制御においては、制御は主として低速度範囲また
は高速度範囲において行なわれる。しかしなが
ら、本発明の基本原理は記述された演算を修正す
ることにより他の速度範囲にも適用し得る。
なお、上述の実施例は単に本発明の原理の適用
を例示するものであることは理解されよう。当業
者は特許請求の範囲において定められる本発明の
精神および範囲から逸脱することなく多くの他の
実施例を考察し得る。
を例示するものであることは理解されよう。当業
者は特許請求の範囲において定められる本発明の
精神および範囲から逸脱することなく多くの他の
実施例を考察し得る。
発明の効果
以上の説明から明らかとなつたように、本発明
の着想によれば、タコメータによるフイードバツ
クを用いる電動機速度制御装置において、制御対
象に対する制御動作の正確さを犠牲にすることな
しに、安価な速度検知器を用いることのできる、
有用性のすぐれた電動機速度制御装置が得られ
る。
の着想によれば、タコメータによるフイードバツ
クを用いる電動機速度制御装置において、制御対
象に対する制御動作の正確さを犠牲にすることな
しに、安価な速度検知器を用いることのできる、
有用性のすぐれた電動機速度制御装置が得られ
る。
第１図は通常の従来技術による速度サーボシス
テムのブロツク図、第２図はタコメータの代わり
にタコメータ計算回路を用いた従来の速度サーボ
システムのブロツク図、第３Ａ図および第３Ｂ図
は第２図のシステムにおいて使用し得る例示的な
タコメータ計算回路の概略的な回路図、第４図は
本発明の実施例の基本構成を示し、適応性のある
タコメータ計算回路および低速タコメータを用
い、タコメータ計算回路に組み入れられた電動機
定数を変化させることのできる速度サーボシステ
ムのブロツク図、第５図は本発明の実施例であつ
て、特に第４図のシステムにおける電動機定数を
変化させるためのタコメータ計算回路の適応回路
装置部分を示すブロツク図、第６図は第５図にブ
ロツク図の形で示したシステムを実施するための
例示的な回路の概略図、第７図は第６図の一部を
第３Ｂ図に結合した概略的な回路図、第８図は適
応性のあるタコメータ計算回路のコンピユータま
たはマイクロプロセツサによる実施のためのプロ
グラムのフローチヤートである。 符号の説明、１０……電動機；１４……高速タ
コメータ；１８……誤差検出器；２６……タコメ
ータ計算回路；３０……タコメータ計算回路；３
４……低速タコメータ；４０……誤差検出器；４
６……高速度検知回路；５０，５８……低域フイ
ルタ；５２，６０……記憶回路；５４……低速度
検知回路；S1……低速タコメータ信号；S2……計
算されたタコメータ信号。
テムのブロツク図、第２図はタコメータの代わり
にタコメータ計算回路を用いた従来の速度サーボ
システムのブロツク図、第３Ａ図および第３Ｂ図
は第２図のシステムにおいて使用し得る例示的な
タコメータ計算回路の概略的な回路図、第４図は
本発明の実施例の基本構成を示し、適応性のある
タコメータ計算回路および低速タコメータを用
い、タコメータ計算回路に組み入れられた電動機
定数を変化させることのできる速度サーボシステ
ムのブロツク図、第５図は本発明の実施例であつ
て、特に第４図のシステムにおける電動機定数を
変化させるためのタコメータ計算回路の適応回路
装置部分を示すブロツク図、第６図は第５図にブ
ロツク図の形で示したシステムを実施するための
例示的な回路の概略図、第７図は第６図の一部を
第３Ｂ図に結合した概略的な回路図、第８図は適
応性のあるタコメータ計算回路のコンピユータま
たはマイクロプロセツサによる実施のためのプロ
グラムのフローチヤートである。 符号の説明、１０……電動機；１４……高速タ
コメータ；１８……誤差検出器；２６……タコメ
ータ計算回路；３０……タコメータ計算回路；３
４……低速タコメータ；４０……誤差検出器；４
６……高速度検知回路；５０，５８……低域フイ
ルタ；５２，６０……記憶回路；５４……低速度
検知回路；S1……低速タコメータ信号；S2……計
算されたタコメータ信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 速度基準信号と電動機速度信号を比較して電
動機駆動に用いる誤差信号を発生する、永久磁石
型電動機の速度を制御するための電動機速度制御
装置であつて：前記電動機速度信号を発生するた
めの装置は、 電動機に印加される瞬時電圧を示す第１の信号
を発生する第１の装置と、 電動機に流れる瞬時電流を示す第２の信号を発
生する第２の装置と、 電動機抵抗定数と電動機逆起電力定数の関数で
ある所定の関係に従つて前記第１の信号および前
記第２の信号を用いて前記電動機速度信号発生す
る第３の装置であつて、前記第１の信号および第
２の信号の変化に実質的に瞬時に応答する前記の
第３の装置と、 前記第３の装置よりも実質的に遅い応答特性を
有しており、ある速度範囲にわたつて電動機の速
度を監視して電動機の速度を示す速度較正信号を
発生するタコメータ装置と、 前記電動機速度信号及び前記速度較正信号を用
いて前記第３の装置を制御し、前記電動機速度信
号と前記速度較正信号の差を補正する適応回路装
置であつて、電動機速度が低速度範囲内にあると
きは電動機抵抗定数を、また、電動機速度が高速
度範囲内にあるときは電動機逆起電力定数を、前
記電動機速度信号と前記速度較正信号との間の前
記の差に従つてそれぞれ選択的に変化させる前記
適応回路装置と、 を含むものであること、を特徴とする前記電動機
速度制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第３の
装置は前記電動機のパラメータに従つて選択され
た回路構成要素を含み、前記適応回路装置は前記
回路構成要素の値を電気的に変更するための装置
を含む電動機速度信号発生装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
前記回路構成要素が光抵抗素子であり、前記適応
回路装置が前記光抵抗素子に光学的に結合された
発光素子と、該発光素子により放出される光の量
を制御する装置を含むことを特徴とする電動機速
度制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
前記第３の装置は前記電動機速度信号の発生のた
めに記憶された定数値を用いる記憶プログラムコ
ンピユータを含み、前記適応回路装置は前記記憶
された定数値を選択的に変更する装置を含むこと
を特徴とする電動機速度制御装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/148,864 US4305025A (en) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | Velocity servo with adaptive tachometer feedback |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56159983A JPS56159983A (en) | 1981-12-09 |
| JPS6347075B2 true JPS6347075B2 (ja) | 1988-09-20 |
Family
ID=22527753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5374081A Granted JPS56159983A (en) | 1980-05-12 | 1981-04-09 | Motor speed signal generator for motor speed control device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4305025A (ja) |
| JP (1) | JPS56159983A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3203682A1 (de) * | 1982-02-04 | 1983-08-11 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Antriebssystem fuer fahrzeuge mit einer gleichstrommaschine |
| US4828201A (en) * | 1986-03-21 | 1989-05-09 | Laser Magnetic Storage International Company | Apparatus for coupling a drive motor to a leader block loading/unloading mechanism |
| US4826101A (en) * | 1986-03-21 | 1989-05-02 | Smith Jay A | Apparatus for loading and unloading the leader block of a tape cartridge |
| US4679747A (en) * | 1986-03-21 | 1987-07-14 | Laser Magnetic Storage International Company | Apparatus for loading and unloading the leader block of a tape cartridge |
| US4805045A (en) * | 1986-03-21 | 1989-02-14 | Laser Magnetic Storage International Company | Apparatus for loading and unloading a tape cartridge |
| DE3815530A1 (de) * | 1988-05-06 | 1989-11-16 | Heidelberger Druckmasch Ag | Verfahren zur ermittlung der drehzahl einer maschine |
| JPH0716310B2 (ja) * | 1989-03-14 | 1995-02-22 | 株式会社三協精機製作所 | 電磁駆動装置の速度信号検出装置 |
| KR930007174B1 (ko) * | 1989-03-31 | 1993-07-31 | 가부시기가이샤 도시바 | 픽업 이송 장치 |
| US5104063A (en) * | 1990-04-27 | 1992-04-14 | Hartley James M | Aircraft landing gear prerotation system |
| US5369344A (en) * | 1992-02-28 | 1994-11-29 | Mezzatesta, Jr.; Frank | Tachometer for determining the speed of a motor |
| WO2001020342A2 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Delphi Technologies, Inc. | Tachometer apparatus and method for motor velocity measurement |
| GB2361325B (en) * | 2000-04-14 | 2002-06-05 | Gerber Scient Products Inc | Method and apparatus for the improved control of motors and of motor-actuated work apparatus |
| WO2003012455A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Delphi Technologies, Inc. | Tachometer apparatus and method for motor velocity measurement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3475672A (en) * | 1967-05-22 | 1969-10-28 | Microdyne Inc | Constant speed and constant torque controllers for shunt-wound d.c. motors |
| US3560828A (en) * | 1967-07-03 | 1971-02-02 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | D.c. motor control system |
| US3568430A (en) * | 1968-07-11 | 1971-03-09 | Hamilton Watch Co | Resistance bridge controlled timekeeping device |
| DE2312127C3 (de) * | 1973-03-10 | 1979-09-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektrische Drehzahlregelungseinrichtung für einen Einphasen-Reihenschlußkommutatormotor |
| US4227129A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-07 | Spin Physics, Inc. | Apparatus for detecting the speed of an electric motor |
-
1980
- 1980-05-12 US US06/148,864 patent/US4305025A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-04-09 JP JP5374081A patent/JPS56159983A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4305025A (en) | 1981-12-08 |
| JPS56159983A (en) | 1981-12-09 |
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