JPS648551B2 - - Google Patents
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- JPS648551B2 JPS648551B2 JP56011854A JP1185481A JPS648551B2 JP S648551 B2 JPS648551 B2 JP S648551B2 JP 56011854 A JP56011854 A JP 56011854A JP 1185481 A JP1185481 A JP 1185481A JP S648551 B2 JPS648551 B2 JP S648551B2
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- armature
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 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
- 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
- H02P7/18—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 by master control with auxiliary power
- H02P7/24—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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/298—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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supplies
- H02P7/2985—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 by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supplies whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流電動機の制御装置、特に電機子電
圧制御と界磁弱め制御を併用して、直流電動機を
可変速する制御装置における電機子電流および直
流電動機の出力制限に関する。
圧制御と界磁弱め制御を併用して、直流電動機を
可変速する制御装置における電機子電流および直
流電動機の出力制限に関する。
従来電機子電圧制御と界磁弱め制御を併用する
直流電動機の電流制限は、直流電動機の最大回転
数における電流制限値に直流電動機の全速度範囲
にわたり制限するよう制御されていた。しかして
直流電動機の電流制限値は主に整流火花によつて
制限され、この整流火花は又、電機子電圧が高い
ほど、電動機回転数が高いほど大きくなる特性を
もつていることが知られている。従つて従来方式
のように最大回転数における直流電動機の電流制
限値で電動機全速度範囲にわたつて電流を制限す
る事は電動機低速域特に電動機の電機子電圧制御
域での直流電動機の能力を減殺し、低速域で出力
が出ないという欠点があつた。
直流電動機の電流制限は、直流電動機の最大回転
数における電流制限値に直流電動機の全速度範囲
にわたり制限するよう制御されていた。しかして
直流電動機の電流制限値は主に整流火花によつて
制限され、この整流火花は又、電機子電圧が高い
ほど、電動機回転数が高いほど大きくなる特性を
もつていることが知られている。従つて従来方式
のように最大回転数における直流電動機の電流制
限値で電動機全速度範囲にわたつて電流を制限す
る事は電動機低速域特に電動機の電機子電圧制御
域での直流電動機の能力を減殺し、低速域で出力
が出ないという欠点があつた。
本発明はかゝる欠点を除去すべく、直流電動機
の基底速度以下の速度域、すなわち電機子電圧制
御域においても基底速度以上すなわち界磁弱め制
御域と同等の出力を出せるよう改善された直流電
動機の制御方式を提供するを目的とする。
の基底速度以下の速度域、すなわち電機子電圧制
御域においても基底速度以上すなわち界磁弱め制
御域と同等の出力を出せるよう改善された直流電
動機の制御方式を提供するを目的とする。
以下本発明を説明する前に従来の制御方式を第
１図にもとづいて説明する。１は直流モータの速
度指令器、２は該指令器１の出力ｅと速度検出器
TGの出力eNFとの速度誤差（ｅ−eNF）を入力し
且、外部から入力される電流制限値で増巾器の飽
和点が決められる電流指令器、３は電流指令器２
の出力eiと電機子電流検出器１１の出力eiFとの電
流誤差（ei−eiF）を入力する電流増巾器、４は前
記電流増巾器３の出力を入力する移相器、５は移
相器４で制御され直流電動機Ｍの速度制御を行う
電機子制御用サイリスタ変換器、６は電機子電圧
検出器、７は該検出器６の出力eaを入力する界磁
電流制御器、８は該制御器７の出力eFと界磁電流
検出器１２のeoiFとの電流誤差（eF−eoiF）を入力
する界磁電流増巾器、９は該増巾器８の出力を入
力し界磁用サイリスタ変換器１０の入力を制御す
る移相器である。
１図にもとづいて説明する。１は直流モータの速
度指令器、２は該指令器１の出力ｅと速度検出器
TGの出力eNFとの速度誤差（ｅ−eNF）を入力し
且、外部から入力される電流制限値で増巾器の飽
和点が決められる電流指令器、３は電流指令器２
の出力eiと電機子電流検出器１１の出力eiFとの電
流誤差（ei−eiF）を入力する電流増巾器、４は前
記電流増巾器３の出力を入力する移相器、５は移
相器４で制御され直流電動機Ｍの速度制御を行う
電機子制御用サイリスタ変換器、６は電機子電圧
検出器、７は該検出器６の出力eaを入力する界磁
電流制御器、８は該制御器７の出力eFと界磁電流
検出器１２のeoiFとの電流誤差（eF−eoiF）を入力
する界磁電流増巾器、９は該増巾器８の出力を入
力し界磁用サイリスタ変換器１０の入力を制御す
る移相器である。
こゝで直流電動機Ｍは速度指令器１の出力ｅの
正負によつて正逆転されるものであり、ｅの絶体
値の大きさに比例した速度で回転される。速度指
令器１の出力ｅに対して直流モータＭの速度検出
器TGの出力eNFを負帰還した速度誤差（ｅ−eNF）
を入力とする電流指令器２の増巾器の飽和点は外
部から入力される電流制限値Lに相当する電圧
値eiLに決められているため電流指令器２の出力ei
はei≦eiLとなる。このため直流電動機Ｍの起動
時、停止時、および過負荷時など大電流を流す必
要がある場合においても電流指令器２の出力eiは
eiL以上にならない。従つて電流は電流制限値IL以
上にならないように速度制御の主ループの中に電
流マイナーループを入れ、電流指令器２の出力ei
と電機子電流検出器１１の出力eiFとの電流誤差
（ei−eiF）を電流増巾器３に入力し、電流増巾器
３の出力が移相器４の入力となり、その出力で電
機子制御用サイリスタ変換器５を制御して、直流
電動機Ｍの速度制御を行うものである。そこで速
度指令器１の出力ｅの絶体値が大きくなると直流
電動機Ｍの回転数が大となり、これにつれて電機
子電圧検出器６の出力eaが大となつてeaが直流電
動機Ｍの定格電圧を超えようとしその値が界磁電
流制御器７の出力eFを減少させ界磁電流検出器１
２の出力eNiFの電流誤差（eF−eNiF）を少くし界磁
電流増巾器８の出力を入力した移相器９の出力が
界磁用サイリスタ変換器１０を制御して界磁電流
を弱め、電機子電圧検出器６の出力が定格値に保
持され、前述の如く直流電動機Ｍの速度が零から
界磁弱め制御によつて得られる最高速度まで電機
子電流は電流制限値ILによつて制限される。
正負によつて正逆転されるものであり、ｅの絶体
値の大きさに比例した速度で回転される。速度指
令器１の出力ｅに対して直流モータＭの速度検出
器TGの出力eNFを負帰還した速度誤差（ｅ−eNF）
を入力とする電流指令器２の増巾器の飽和点は外
部から入力される電流制限値Lに相当する電圧
値eiLに決められているため電流指令器２の出力ei
はei≦eiLとなる。このため直流電動機Ｍの起動
時、停止時、および過負荷時など大電流を流す必
要がある場合においても電流指令器２の出力eiは
eiL以上にならない。従つて電流は電流制限値IL以
上にならないように速度制御の主ループの中に電
流マイナーループを入れ、電流指令器２の出力ei
と電機子電流検出器１１の出力eiFとの電流誤差
（ei−eiF）を電流増巾器３に入力し、電流増巾器
３の出力が移相器４の入力となり、その出力で電
機子制御用サイリスタ変換器５を制御して、直流
電動機Ｍの速度制御を行うものである。そこで速
度指令器１の出力ｅの絶体値が大きくなると直流
電動機Ｍの回転数が大となり、これにつれて電機
子電圧検出器６の出力eaが大となつてeaが直流電
動機Ｍの定格電圧を超えようとしその値が界磁電
流制御器７の出力eFを減少させ界磁電流検出器１
２の出力eNiFの電流誤差（eF−eNiF）を少くし界磁
電流増巾器８の出力を入力した移相器９の出力が
界磁用サイリスタ変換器１０を制御して界磁電流
を弱め、電機子電圧検出器６の出力が定格値に保
持され、前述の如く直流電動機Ｍの速度が零から
界磁弱め制御によつて得られる最高速度まで電機
子電流は電流制限値ILによつて制限される。
電機子電流がILの時の直流電動機の速度Ｎと電
機子電圧Eaの関係および速度Ｎと直流電動機の
出力Poの関係は第３図に示すとおりである。
機子電圧Eaの関係および速度Ｎと直流電動機の
出力Poの関係は第３図に示すとおりである。
このように従来方式では低速減での出力が小さ
くなり定出力域の巾が狭いものであつた。
くなり定出力域の巾が狭いものであつた。
次に本発明の一実施例を第２図にもとづいて説
明する。そこで第１図に示した従来の制御方式の
ブロツク図と同じものは同符号を付し特に説明を
行なわない。第１図の電流指令器２の代りに出力
指令器２Ａは出力制限器１７の出力ePLをeiLに代
えて入力する。即ち出力制限器１７は電機子電圧
検出器６の出力eaと直流電動機の低速域における
電機子電流最大値IMに相当する電圧eiMを掛算し
て、ea×eiMの積を求める掛算器１５と、その出
力ea×eiMと外部から設定される電動機出力制限
値PORに相当する電圧ePRを比較し、どちらか小さ
い方を出力する比較選別器１６より構成されてい
る。そして出力指令器２Ａは出力制限器１７の出
力ePLで飽和点を制限された増巾器である。又第
１図の電機子電流検出器１１の出力eiFの負帰還
マイナーループの代りにeiFと電機子電圧検出器
の出力eaを入力としeiF×eaを演算して電動機出力
を出力する出力演算器１４を負帰還マイナールー
プに挿入し、その出力ePFを負帰還する。
明する。そこで第１図に示した従来の制御方式の
ブロツク図と同じものは同符号を付し特に説明を
行なわない。第１図の電流指令器２の代りに出力
指令器２Ａは出力制限器１７の出力ePLをeiLに代
えて入力する。即ち出力制限器１７は電機子電圧
検出器６の出力eaと直流電動機の低速域における
電機子電流最大値IMに相当する電圧eiMを掛算し
て、ea×eiMの積を求める掛算器１５と、その出
力ea×eiMと外部から設定される電動機出力制限
値PORに相当する電圧ePRを比較し、どちらか小さ
い方を出力する比較選別器１６より構成されてい
る。そして出力指令器２Ａは出力制限器１７の出
力ePLで飽和点を制限された増巾器である。又第
１図の電機子電流検出器１１の出力eiFの負帰還
マイナーループの代りにeiFと電機子電圧検出器
の出力eaを入力としeiF×eaを演算して電動機出力
を出力する出力演算器１４を負帰還マイナールー
プに挿入し、その出力ePFを負帰還する。
このように本発明は直流電動機を速度制御する
主ループの中に直流電動機の電機子電流を制御す
るマイナーループをもち、電流指令の制限値とし
て直流電動機の最高速度時の許容最大電流を取つ
ていた従来方式に代えて直流電動機を速度制御す
る主ループの中に、直流電動機の出力制御するマ
イナーループをもつ制御方式で出力指令の制限値
として、外部設定できる出力制限値（ほとんどの
場合定格電機子電圧と直流電動機最高速度時の許
容電流の積の値すなわちeiL×eaR＝ePR、但しePRは
定格電圧）と電機子電圧eaと直流電動機低速域
（基底速度以下）における最大許容電流eiMの積の
どちらか小さい方を採用することによつて出力が
制御、制限されるものである。
主ループの中に直流電動機の電機子電流を制御す
るマイナーループをもち、電流指令の制限値とし
て直流電動機の最高速度時の許容最大電流を取つ
ていた従来方式に代えて直流電動機を速度制御す
る主ループの中に、直流電動機の出力制御するマ
イナーループをもつ制御方式で出力指令の制限値
として、外部設定できる出力制限値（ほとんどの
場合定格電機子電圧と直流電動機最高速度時の許
容電流の積の値すなわちeiL×eaR＝ePR、但しePRは
定格電圧）と電機子電圧eaと直流電動機低速域
（基底速度以下）における最大許容電流eiMの積の
どちらか小さい方を採用することによつて出力が
制御、制限されるものである。
本発明による速度Ｎと電流Ｉ、速度Ｎと電機
子、電圧Ea、速度Ｎと出力POの関係は第４図に
示すとおりである。外部設定出力制限値ePRが直
流電動機低速域最大電流IMに相当する電圧eiMと
電機子電圧Eaに相当するeaの積より小となる直流
電動機の速度をNA、直流電動機の基底速度を
NB、直流電動機の最高速度をNTとすると、出力
制限値POは直流電動機Ｍの速度がＯ〜NAまでは
IM×Ea、NA〜NTまでは外部設定値POR（ePRに相当
する出力）となる。電機子電圧EaはＯ〜NBまで
は速度に比例し、NB〜NTまでは電動機定格電圧
EaRとなる。従つて電流はＯ〜NAまではIM、NA〜
NBまでは速度に反比例して減少し、速度NBにて
直流電動機最高回転における許容電流ILとなり
NB〜NTまでILに固定される。一般に直流電動機
の低速域（基底速度以下）の許容電流は、最高速
度時の許容電流の1.5〜２倍であるから今２倍と
した場合、本発明による直流電動機の低速域と定
出力域との比は従来１：（２〜３）であつたのが
約１：（４〜５）になり、定出力範囲を主に使用
する工作機械の主軸駆動などに適切な制御方式と
なる特徴を有する。なお本発明はサイリスタ制御
による制御方式についてのべたが出力変換器とし
てサイリスタ変換器の代りにトランジスタ変換
器、GTO変換器をもちいたものについても同様の
効果がある。
子、電圧Ea、速度Ｎと出力POの関係は第４図に
示すとおりである。外部設定出力制限値ePRが直
流電動機低速域最大電流IMに相当する電圧eiMと
電機子電圧Eaに相当するeaの積より小となる直流
電動機の速度をNA、直流電動機の基底速度を
NB、直流電動機の最高速度をNTとすると、出力
制限値POは直流電動機Ｍの速度がＯ〜NAまでは
IM×Ea、NA〜NTまでは外部設定値POR（ePRに相当
する出力）となる。電機子電圧EaはＯ〜NBまで
は速度に比例し、NB〜NTまでは電動機定格電圧
EaRとなる。従つて電流はＯ〜NAまではIM、NA〜
NBまでは速度に反比例して減少し、速度NBにて
直流電動機最高回転における許容電流ILとなり
NB〜NTまでILに固定される。一般に直流電動機
の低速域（基底速度以下）の許容電流は、最高速
度時の許容電流の1.5〜２倍であるから今２倍と
した場合、本発明による直流電動機の低速域と定
出力域との比は従来１：（２〜３）であつたのが
約１：（４〜５）になり、定出力範囲を主に使用
する工作機械の主軸駆動などに適切な制御方式と
なる特徴を有する。なお本発明はサイリスタ制御
による制御方式についてのべたが出力変換器とし
てサイリスタ変換器の代りにトランジスタ変換
器、GTO変換器をもちいたものについても同様の
効果がある。
第１図は従来の制御方式のブロツク線図、第２
図は本発明の一実施例のブロツク線図、第３図は
従来の制御方式を説明するための特性図第４図は
本発明を説明するための特性図である。 2A……出力指令器、３Ａ……出力増巾器、１
１……電機子電流検出器、１４……直流電動機出
力演算器、１５……掛算器、１６……比較選別
器、１７……出力制限器。
図は本発明の一実施例のブロツク線図、第３図は
従来の制御方式を説明するための特性図第４図は
本発明を説明するための特性図である。 2A……出力指令器、３Ａ……出力増巾器、１
１……電機子電流検出器、１４……直流電動機出
力演算器、１５……掛算器、１６……比較選別
器、１７……出力制限器。
Claims (1)
- １ 直流電動機の速度制御装置において、直流電
動機の電機子電流と電機子電圧を検出し該電流と
電圧を基に直流電動機の出力を演算し、該演算値
を速度帰還ループの中のマイナーループとして挿
入することにより直流電動機の出力を負帰還する
とともに、直流電動機の基底速度以下の低速域に
おける最大許容電流と電機子電圧の積と、直流電
動機最高速度時の最大許容電流と定格電機子電圧
の積を比較しどちらか小さい方で直流電動機の出
力を制限するようにしたことを特徴とする直流電
動機の速度制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011854A JPS57126293A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Controlling system for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011854A JPS57126293A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Controlling system for dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126293A JPS57126293A (en) | 1982-08-05 |
| JPS648551B2 true JPS648551B2 (ja) | 1989-02-14 |
Family
ID=11789303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56011854A Granted JPS57126293A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Controlling system for dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57126293A (ja) |
-
1981
- 1981-01-28 JP JP56011854A patent/JPS57126293A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126293A (en) | 1982-08-05 |
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