JPS6031191B2 - 直流電動機の制御方式 - Google Patents
直流電動機の制御方式Info
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- JPS6031191B2 JPS6031191B2 JP53049414A JP4941478A JPS6031191B2 JP S6031191 B2 JPS6031191 B2 JP S6031191B2 JP 53049414 A JP53049414 A JP 53049414A JP 4941478 A JP4941478 A JP 4941478A JP S6031191 B2 JPS6031191 B2 JP S6031191B2
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
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- 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
-
- 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
- H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/917—Thyristor or scr
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、定出力範囲が広く且つ応答性に優れた直流電
動機の制御方式に関するものである。
動機の制御方式に関するものである。
界磁巻線を有する直流電動機を工作機械の主軸駆動に用
いる場合、一般には直流電動機の出力−定領域で駆動す
るものである。直流電動機は低速領域では定トルク特性
を有し、出力は回転数に比例したものとなり、高速領域
では回転数に関係なく一定の出力となる定出力特性とな
る。例えば定格出力1郎W,350仇.p.mの直流電
動機の出力特性は第1図に示すように、116仇.P.
m〜350仇.P.mの回転教範園では定出力特性、1
16仇.p.m以下では定トルク特性となる。従って前
述の主軸駆動に適用した場合、116仇.p.m〜35
0仇・p・mの回転数範囲で直流電動機を駆動すること
になる。しかし、主軸駆動の為には更に低速の範囲まで
広げたい要望があり、その為に歯車やクラッチ等による
変速機構を結合して、例えば1′3に減速し、主軸駆動
の為の定出力範囲を広げている。即ち第1図の点線で示
すように、変速機構により斑仇.P.m〜350仇.p
.mの回転数範囲に広げることができる。このような変
速機構を設けた場合は、機構が複雑で設置スペースも余
分に必要となり、且つ負荷の慣性が大きくなって応答性
が低下する欠点がある。又定出力範囲を広げる手段とし
て第2図の点線で示すように、定格出力の1′2又は1
′3で使用することが考えられる。
いる場合、一般には直流電動機の出力−定領域で駆動す
るものである。直流電動機は低速領域では定トルク特性
を有し、出力は回転数に比例したものとなり、高速領域
では回転数に関係なく一定の出力となる定出力特性とな
る。例えば定格出力1郎W,350仇.p.mの直流電
動機の出力特性は第1図に示すように、116仇.P.
m〜350仇.P.mの回転教範園では定出力特性、1
16仇.p.m以下では定トルク特性となる。従って前
述の主軸駆動に適用した場合、116仇.p.m〜35
0仇・p・mの回転数範囲で直流電動機を駆動すること
になる。しかし、主軸駆動の為には更に低速の範囲まで
広げたい要望があり、その為に歯車やクラッチ等による
変速機構を結合して、例えば1′3に減速し、主軸駆動
の為の定出力範囲を広げている。即ち第1図の点線で示
すように、変速機構により斑仇.P.m〜350仇.p
.mの回転数範囲に広げることができる。このような変
速機構を設けた場合は、機構が複雑で設置スペースも余
分に必要となり、且つ負荷の慣性が大きくなって応答性
が低下する欠点がある。又定出力範囲を広げる手段とし
て第2図の点線で示すように、定格出力の1′2又は1
′3で使用することが考えられる。
例えば定格出力の1郎Wの直流電動機を靴Wで使用すれ
ば38仇.p.m〜350比.pmの回転数範囲で定出
力特性が得られることになる。しかし、出力を制限して
いることにより応答性が低下する欠点がある。本発明は
、前述の如き欠点を改善したもので、変速機構を用いる
ことなく定出力範囲を拡大し、且つ応答性を向上するこ
とを目的とするものである。
ば38仇.p.m〜350比.pmの回転数範囲で定出
力特性が得られることになる。しかし、出力を制限して
いることにより応答性が低下する欠点がある。本発明は
、前述の如き欠点を改善したもので、変速機構を用いる
ことなく定出力範囲を拡大し、且つ応答性を向上するこ
とを目的とするものである。
以下実施例について詳細に説明する。第3図は本発明の
原理説明図であり、定格出力1郎Wの直流電動機を加速
又は減速期間に於いては1歌Wの出力で駆動し、定常駆
動期間では出力を制限した例えば歌Wで駆動し、定常駆
動期間では出力を制限することにより定出力範囲を拡大
し、加速又は減速期間では定格出力で駆動することによ
り応答性を良くするものである。
原理説明図であり、定格出力1郎Wの直流電動機を加速
又は減速期間に於いては1歌Wの出力で駆動し、定常駆
動期間では出力を制限した例えば歌Wで駆動し、定常駆
動期間では出力を制限することにより定出力範囲を拡大
し、加速又は減速期間では定格出力で駆動することによ
り応答性を良くするものである。
第4図は電機子電圧特性を示し、第5図は電機子電流特
性を示す。
性を示す。
加速期間に於いては回転数に関係なく定格電流を流し、
定常駆動期間に於いては定出力特性となる回転数範囲で
少ない電流を流すものである。即ち電機子電圧を第4図
に示すように一定になるように界磁を制御し、加速期間
であるか定常駆動期間であるかに応じて電機子爵流を第
5図に示すように制御するものである。第6図は本発明
の実施例のブロック線図であり、時計方向回転指令信号
CW又は反時計方向回転指令信号CCWが回転指令制御
回路1に加えうれ、回転方向を指令する信号CW,CC
Wに対応した信号を加減速中信号発生器2及びDA変換
器3に加える。又ディジタル速度指令信号SはDA変換
器3により回転方向の指令信号に対応した正又は負のア
ナログ電圧に変換された速度指令アナログ電圧発生器4
に加えられる。この速度指令アナログ電圧発生器4の出
力は加減速中信号発生器2及び加算器5に加えられ、加
減遠中信号発生器2は速度指令アナログ電圧の変化を検
出して加減遠中信号を発生し、電流制限設定回路7に加
える。加算器5は速度指令アナログ電圧と速度発電機1
9の出力の速度帰還電圧との差の速度誤差信号を出力し
て速度誤差増幅器6に加える。
定常駆動期間に於いては定出力特性となる回転数範囲で
少ない電流を流すものである。即ち電機子電圧を第4図
に示すように一定になるように界磁を制御し、加速期間
であるか定常駆動期間であるかに応じて電機子爵流を第
5図に示すように制御するものである。第6図は本発明
の実施例のブロック線図であり、時計方向回転指令信号
CW又は反時計方向回転指令信号CCWが回転指令制御
回路1に加えうれ、回転方向を指令する信号CW,CC
Wに対応した信号を加減速中信号発生器2及びDA変換
器3に加える。又ディジタル速度指令信号SはDA変換
器3により回転方向の指令信号に対応した正又は負のア
ナログ電圧に変換された速度指令アナログ電圧発生器4
に加えられる。この速度指令アナログ電圧発生器4の出
力は加減速中信号発生器2及び加算器5に加えられ、加
減遠中信号発生器2は速度指令アナログ電圧の変化を検
出して加減遠中信号を発生し、電流制限設定回路7に加
える。加算器5は速度指令アナログ電圧と速度発電機1
9の出力の速度帰還電圧との差の速度誤差信号を出力し
て速度誤差増幅器6に加える。
この速度誤差増幅器6の出力が加算器8の一方の入力と
なり、直流電動機の電機子17の電流が電流検出器20
で検出され、電流帰還回路21を介して加算器8の他方
の入力となり、さらに電流制限設定回路7の出力である
電流制限信号が加算器6に逆方向に入力される。加算器
8の出力は電流誤差増幅器9で増幅ごれて位相制御回路
10‘こ加えられ、ゲート回路11,12を制御してサ
ィリスタ回路13,14のゲート制御信号を発生させる
。
なり、直流電動機の電機子17の電流が電流検出器20
で検出され、電流帰還回路21を介して加算器8の他方
の入力となり、さらに電流制限設定回路7の出力である
電流制限信号が加算器6に逆方向に入力される。加算器
8の出力は電流誤差増幅器9で増幅ごれて位相制御回路
10‘こ加えられ、ゲート回路11,12を制御してサ
ィリスタ回路13,14のゲート制御信号を発生させる
。
電源回路15からサィリスタ回路13,14で制御され
た電流が電機子17に供聯合され、電機子電圧を抵抗2
2で検出して界磁制御回路16に加え、電機子電圧が−
−定になるように界滋巻線18に供給する電流を制御す
る。加減遠中信号発生器2は、例えば第7図に示す構成
を有するもので、入力端子皿に速度指令アナログ電圧発
生器4からの速度指令アナログ電圧が加えられる。
た電流が電機子17に供聯合され、電機子電圧を抵抗2
2で検出して界磁制御回路16に加え、電機子電圧が−
−定になるように界滋巻線18に供給する電流を制御す
る。加減遠中信号発生器2は、例えば第7図に示す構成
を有するもので、入力端子皿に速度指令アナログ電圧発
生器4からの速度指令アナログ電圧が加えられる。
コンデンサC1,抵抗RI〜R5及びダイオードD1,
D2により微分回路を構成し、微分回路の出力をバッフ
ァ増幅器BAに加える。C2,R6は帰還用のコンデン
サ及び抵抗である。又比較器COMP1,COMP2に
はそれぞれ抵抗R7〜RI川こより分圧された基準電圧
が加えられており、この基準電圧とバッファ増幅器BA
の出力電圧との比較を行なうものである。前述のバッフ
ァ増幅器BAと比較器COMml,COMP2とにより
レベル比較回路が構成され、速度指令アナログ電圧の立
上り及び立下りを微分回路で検出し、レベル比較回路に
より微分回路の出力のレベルが所定値以上であるか否か
を判定して雑音等による誤動作が生じないようにし、正
又は負の微分出力が比較器COMP1,COMP2の基
準電圧以上であると、加減速開始トリガパルスが比較器
COMPI又はCOMP2から出力され、タイマTIM
を起動する。このタイマTIMの出力が加減速中信号と
なり、出力端子OUTから電流制限設定回路7に加えら
れる。電流制限設定回路7は一種の関数発生器であり、
第5図に示す出力特性を有するものである。
D2により微分回路を構成し、微分回路の出力をバッフ
ァ増幅器BAに加える。C2,R6は帰還用のコンデン
サ及び抵抗である。又比較器COMP1,COMP2に
はそれぞれ抵抗R7〜RI川こより分圧された基準電圧
が加えられており、この基準電圧とバッファ増幅器BA
の出力電圧との比較を行なうものである。前述のバッフ
ァ増幅器BAと比較器COMml,COMP2とにより
レベル比較回路が構成され、速度指令アナログ電圧の立
上り及び立下りを微分回路で検出し、レベル比較回路に
より微分回路の出力のレベルが所定値以上であるか否か
を判定して雑音等による誤動作が生じないようにし、正
又は負の微分出力が比較器COMP1,COMP2の基
準電圧以上であると、加減速開始トリガパルスが比較器
COMPI又はCOMP2から出力され、タイマTIM
を起動する。このタイマTIMの出力が加減速中信号と
なり、出力端子OUTから電流制限設定回路7に加えら
れる。電流制限設定回路7は一種の関数発生器であり、
第5図に示す出力特性を有するものである。
即ち加減速中信号が加えられたときは、速度発電機19
からの速度帰還電圧に無関係に最大電流信号を出力し、
加減速中信号が加えられていないときは、速度帰還電圧
則ち直流電動機の回転数の上昇に伴なつて電流を減少し
、所定回転数以上では或る制限された電流とする信号を
出力するもので、例えば抵抗とスイッチング素子とによ
り構成することができる。前述の如く回転指令信号CW
,CCW及び速度指令信号Sが加えられると、加減速中
信号発生器2は速度指令アナログ電圧発生器4からの速
度指令アナログ電圧の立上りを検出して加減速中信号を
電流制限設定回路7に加える。
からの速度帰還電圧に無関係に最大電流信号を出力し、
加減速中信号が加えられていないときは、速度帰還電圧
則ち直流電動機の回転数の上昇に伴なつて電流を減少し
、所定回転数以上では或る制限された電流とする信号を
出力するもので、例えば抵抗とスイッチング素子とによ
り構成することができる。前述の如く回転指令信号CW
,CCW及び速度指令信号Sが加えられると、加減速中
信号発生器2は速度指令アナログ電圧発生器4からの速
度指令アナログ電圧の立上りを検出して加減速中信号を
電流制限設定回路7に加える。
電流制御設定回路7は速度誤差増幅器6の出力を抑制し
ないので、電機子17には定格出力の電流がサイリスタ
回路13,14を介して供給され、定格出力による起動
が行なわれる。加減速中信号発生器2は例えば前述のタ
イマTIMによる時間だけ加減速中信号を発生するもの
で、この加減遠中信号がオフとなると、電流制限設定回
路7は速度帰還電圧に従った電流制限信号を出力し、速
度誤差増幅器6の出力を抑制する。
ないので、電機子17には定格出力の電流がサイリスタ
回路13,14を介して供給され、定格出力による起動
が行なわれる。加減速中信号発生器2は例えば前述のタ
イマTIMによる時間だけ加減速中信号を発生するもの
で、この加減遠中信号がオフとなると、電流制限設定回
路7は速度帰還電圧に従った電流制限信号を出力し、速
度誤差増幅器6の出力を抑制する。
従って加算器8の出力は帰還電流信号が定格値以下のと
きに零となるから、電機子17の電流が制限されること
になる。第8図a〜cは直流電動機の回転数特性、出力
特性及び電流特性を示し、定格出力が1歌W,350仇
.p.mの場合の例についてのものである。
きに零となるから、電機子17の電流が制限されること
になる。第8図a〜cは直流電動機の回転数特性、出力
特性及び電流特性を示し、定格出力が1歌W,350仇
.p.mの場合の例についてのものである。
起動時はタイマTIMによる時間Tだけ定格出力となる
ように制御されるので、加速が急速に行なわれ、又停止
時は回生制動が行なわれるので電流方向が反転し、その
場合の電流も定格出力の電流となるように制御されるの
で急速に減速されることになる。以上説明したように、
本発明は、加速又は減速時には加減遠中信号により定格
出力の電流が電機子17に供給されるので、負荷が大き
くても応答性が良く、又定常状態では定格出力の1/n
の電流が供給され、第2図について説明したように、定
出力特性となる回転数範囲が拡大される。
ように制御されるので、加速が急速に行なわれ、又停止
時は回生制動が行なわれるので電流方向が反転し、その
場合の電流も定格出力の電流となるように制御されるの
で急速に減速されることになる。以上説明したように、
本発明は、加速又は減速時には加減遠中信号により定格
出力の電流が電機子17に供給されるので、負荷が大き
くても応答性が良く、又定常状態では定格出力の1/n
の電流が供給され、第2図について説明したように、定
出力特性となる回転数範囲が拡大される。
従って変速機構を設けなくても広範囲の定出力特性が得
られ、設置スペースを節約することができると共に、工
作機械等の駆動機構が簡単となる。
られ、設置スペースを節約することができると共に、工
作機械等の駆動機構が簡単となる。
第1図は直流電動機の出力特性と変速機構による定出力
範囲の拡大の説明図、第2図は直流電動機の出力制限に
よる定出力範囲の拡大の説明図、第3図は本発明の原理
の出力特性説明図、第4図は電機子電圧特性説明図、第
5図は電機子電流特性説明図、第6図は本発明の実施例
のブロック線図、第7図は加減速中信号発生器の菱部ブ
ロック線図、第8図は回転数,出力及び電流特性説明図
である。 1は回転指令制御回路、2は加減遠中信号発生器、3は
DA変換器、4は速度指令アナログ電圧発生器、5,8
は加算器、6は速度誤差増幅器、7は電流制限設定回路
、9は電流誤差増幅器、10は位相制御回路、11,1
2はゲート回路、13,14はサィリスタ回路、15は
電源回路、16は界磁制御回路、17は電機子、18は
界磁巻線、19は速度発電機、20は電流検出器である
。 第3図 第1図 第2図 第4図 第5図 第7図 図 〇 縦 第8図
範囲の拡大の説明図、第2図は直流電動機の出力制限に
よる定出力範囲の拡大の説明図、第3図は本発明の原理
の出力特性説明図、第4図は電機子電圧特性説明図、第
5図は電機子電流特性説明図、第6図は本発明の実施例
のブロック線図、第7図は加減速中信号発生器の菱部ブ
ロック線図、第8図は回転数,出力及び電流特性説明図
である。 1は回転指令制御回路、2は加減遠中信号発生器、3は
DA変換器、4は速度指令アナログ電圧発生器、5,8
は加算器、6は速度誤差増幅器、7は電流制限設定回路
、9は電流誤差増幅器、10は位相制御回路、11,1
2はゲート回路、13,14はサィリスタ回路、15は
電源回路、16は界磁制御回路、17は電機子、18は
界磁巻線、19は速度発電機、20は電流検出器である
。 第3図 第1図 第2図 第4図 第5図 第7図 図 〇 縦 第8図
Claims (1)
- 1 速度指令信号と直流電動機の回転速度を検出した信
号とを加算して速度誤差信号を発生し該速度誤差信号と
直流電動機の電機子電流を検出した信号とを加算して得
られた電流誤差信号によつて駆動部を制御することによ
つて指令された回転速度で駆動する直流電動機の制御方
式において、速度指令信号の立上り及び立下りを微分し
て得られた正および負の出力が基準レベルを超えたとき
それぞれ一定時間加減速中信号を発生する手段と、該加
減速中信号が発生しているときは速度検出信号に無関係
に定格出力に対応する電機子電流を流し加減速中信号が
発生していないときは速度検出信号の上昇に伴つて電機
子電流を減少し所定回転数以上で定格出力の1/nに対
応する電機子電流を流すように制御する電流制限信号が
発生して前記電流誤差信号に逆方向に加算するための関
数発生と切替制御を行う手段とを備え、加速または減速
時には定格出力で駆動し定常状態では定格出力より小さ
い一定出力で駆動することを特徴とする直流電動機の制
御方式。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53049414A JPS6031191B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 直流電動機の制御方式 |
US06/032,672 US4300079A (en) | 1978-04-26 | 1979-04-23 | DC Motor control system |
DE2916615A DE2916615C3 (de) | 1978-04-26 | 1979-04-25 | Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors |
GB7914433A GB2022867B (en) | 1978-04-26 | 1979-04-25 | Motor control apparatus |
FR7910619A FR2424658A1 (fr) | 1978-04-26 | 1979-04-26 | Dispositif de commande pour un moteur a courant continu |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53049414A JPS6031191B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 直流電動機の制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54140915A JPS54140915A (en) | 1979-11-01 |
JPS6031191B2 true JPS6031191B2 (ja) | 1985-07-20 |
Family
ID=12830395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53049414A Expired JPS6031191B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 直流電動機の制御方式 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4300079A (ja) |
JP (1) | JPS6031191B2 (ja) |
DE (1) | DE2916615C3 (ja) |
FR (1) | FR2424658A1 (ja) |
GB (1) | GB2022867B (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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