JPS61240872A - モ−タの速度制御回路 - Google Patents
モ−タの速度制御回路Info
- Publication number
- JPS61240872A JPS61240872A JP60081723A JP8172385A JPS61240872A JP S61240872 A JPS61240872 A JP S61240872A JP 60081723 A JP60081723 A JP 60081723A JP 8172385 A JP8172385 A JP 8172385A JP S61240872 A JPS61240872 A JP S61240872A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- motor
- output voltage
- voltage
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はモータの速度制御回路においてモータの速度
に応じて、速度ループゲインを変える回路に関するもの
である。
に応じて、速度ループゲインを変える回路に関するもの
である。
第5図は、従来のモータの速度制御回路の一例の概略回
路図である。同図において、Slは速度指令信号で、そ
の電圧をViとする。2.3はオペアンプ、4はパワー
増幅器、5はモータ、6は速度検出器、7はモータ速度
に対応した信号を帰還するフィードバック信号線、S2
はモータ速度に対応した帰還信号で、その電圧をVrと
する。
路図である。同図において、Slは速度指令信号で、そ
の電圧をViとする。2.3はオペアンプ、4はパワー
増幅器、5はモータ、6は速度検出器、7はモータ速度
に対応した信号を帰還するフィードバック信号線、S2
はモータ速度に対応した帰還信号で、その電圧をVrと
する。
8.9.10は抵抗、11はコンデンサ、12は速度ル
ープゲインを変える可変抵抗器、13は抵抗、■1はオ
ペアンプ2の出力電圧、■2はオペアンプ3の出力電圧
、16は負荷である。
ープゲインを変える可変抵抗器、13は抵抗、■1はオ
ペアンプ2の出力電圧、■2はオペアンプ3の出力電圧
、16は負荷である。
ここにおいて、速度指令信号S1と帰還信号S2はオペ
アンプ2に入力されていて、このオペアンプ2は速度指
令信号S1の速度指令値とモータの実速度Wrに対応し
た帰還信号S2との偏差を出力電圧■1として出力し、
この電圧■1はオペ7ンプ3で■2として増幅される。
アンプ2に入力されていて、このオペアンプ2は速度指
令信号S1の速度指令値とモータの実速度Wrに対応し
た帰還信号S2との偏差を出力電圧■1として出力し、
この電圧■1はオペ7ンプ3で■2として増幅される。
このオペアンプ3の出力電圧V2はパワー増幅器4を介
してモータ5に入力されている。
してモータ5に入力されている。
一方モータ5の実速度Wrを検出する速度検出器6が設
けられていて、この速度検出器6からの帰還信号S2は
フィードバック信号線7によってオペアンプ2に入力さ
れている。
けられていて、この速度検出器6からの帰還信号S2は
フィードバック信号線7によってオペアンプ2に入力さ
れている。
次にこのように構成されたモータの速度制御回路の動作
について説明する。
について説明する。
速度指令電圧Viと、速度検出器6から得られる速度に
比例した実速度電圧Vrとの差をとってPi(比例積分
)補償を施して得られた信号がオペアンプ2から出力さ
れる出力電圧■1である。
比例した実速度電圧Vrとの差をとってPi(比例積分
)補償を施して得られた信号がオペアンプ2から出力さ
れる出力電圧■1である。
PI補償を施す理由は、低周波のゲインを上げるためで
ある。
ある。
出力電圧v1を比例倍して得られた信号がオペアンプ3
の出力電圧■2である。ここで可変抵抗12により速度
ループの開ループゲインを変えることができる。オペア
ンプ3の出力電圧V2をパワー増幅器4で増幅し、その
出力信号をモータ5の入力とする。
の出力電圧■2である。ここで可変抵抗12により速度
ループの開ループゲインを変えることができる。オペア
ンプ3の出力電圧V2をパワー増幅器4で増幅し、その
出力信号をモータ5の入力とする。
最終的に、速度指令電圧S1による速度指令値と実速度
が一致するように速度制御が行われる。
が一致するように速度制御が行われる。
第6図にモータ5をDCモータとした場合のブロック線
図を示す。第6図に於てT1は第5図のP■制御部の時
定数、Kvは速度ループのゲイン、TMはモータと負荷
との機械的時定数、Taはモータの電気的時定数である
。
図を示す。第6図に於てT1は第5図のP■制御部の時
定数、Kvは速度ループのゲイン、TMはモータと負荷
との機械的時定数、Taはモータの電気的時定数である
。
第7図は、第6図のブロック線図の開ループのボード線
図である。折点は、PI制御の1/’jl。
図である。折点は、PI制御の1/’jl。
モータと負荷との機械的時定数1/TM、及びモータの
電気的時定数L/Taの3箇所あり、通常は1/TI<
1/TM <1/Taなので第7図の実線のような特性
になる。
電気的時定数L/Taの3箇所あり、通常は1/TI<
1/TM <1/Taなので第7図の実線のような特性
になる。
しかして上記従来のモータの速度制御回路において第5
図の回旋抵抗器12を小さくしてKvすなわち速度ルー
プゲインを上げると、第7図の破線のような特性となり
、速度の開ループ伝達関数がOdBのラインと一40d
B/decの傾きで交わるため不安定になる。
図の回旋抵抗器12を小さくしてKvすなわち速度ルー
プゲインを上げると、第7図の破線のような特性となり
、速度の開ループ伝達関数がOdBのラインと一40d
B/decの傾きで交わるため不安定になる。
これを動的に考えたのが第8図である。すなわち、速度
指令電圧Viとしてステップ関数を入れると、実速度W
rは図のように振動が大きく行き過ぎ量も大きいため、
速度制御系として望ましくない。
指令電圧Viとしてステップ関数を入れると、実速度W
rは図のように振動が大きく行き過ぎ量も大きいため、
速度制御系として望ましくない。
一方、速度ループゲインKVを下げると安定になるが、
低速時に以下の二つの主な理由により不感帯が生じるの
で、ゲインKVを下げることは望ましくない。すなわち
一つは、モータプラス負荷系には静摩擦があること、も
う一つは、PWM制御アンプ等では主回路の上下のトラ
ンジスタが同時にオンして上下短絡しないように上下ア
ーム短絡防止期間を設けるが、これがモータが静止した
伏態から微小な速度指令が与えられた場合、不感帯にな
ることである。
低速時に以下の二つの主な理由により不感帯が生じるの
で、ゲインKVを下げることは望ましくない。すなわち
一つは、モータプラス負荷系には静摩擦があること、も
う一つは、PWM制御アンプ等では主回路の上下のトラ
ンジスタが同時にオンして上下短絡しないように上下ア
ーム短絡防止期間を設けるが、これがモータが静止した
伏態から微小な速度指令が与えられた場合、不感帯にな
ることである。
低速時には以上のような理由による不感帯が生じるため
、できるだけ速度ループゲインKVは上げたい。一方ゲ
インKVを上げすぎると高速時には第8図Nのようなオ
ーバーシュートが生ずるため、望ましくない。
、できるだけ速度ループゲインKVは上げたい。一方ゲ
インKVを上げすぎると高速時には第8図Nのようなオ
ーバーシュートが生ずるため、望ましくない。
、こうした問題を解決するために、従来は第9図の17
のような特性すなわち■1が小さいときにはゲインKv
を上げ、■1が大きいときにはゲインKvを下げるよう
な非線形回路が用いられる場合があったが、これも例え
ば高速時でも速度指令電圧Vjと実速度電圧Vrとの偏
差が小さいときは、ゲインKvが大きくなってしまうと
いう欠点があった。
のような特性すなわち■1が小さいときにはゲインKv
を上げ、■1が大きいときにはゲインKvを下げるよう
な非線形回路が用いられる場合があったが、これも例え
ば高速時でも速度指令電圧Vjと実速度電圧Vrとの偏
差が小さいときは、ゲインKvが大きくなってしまうと
いう欠点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので低速時には速度ループゲインKVを上げ、高速
時には速度ループゲインKVを下げることができるよう
にするものである。
たもので低速時には速度ループゲインKVを上げ、高速
時には速度ループゲインKVを下げることができるよう
にするものである。
この発明に係るモータの速度制御回路はモータの実速度
に対応してあらかじめ設定された関数に従って信号を出
力する関数発生手段と、この関数発生手段の出力と上記
偏差検出手段の出力を演算してモータの入力端子を制御
する演算手段とを備え、上記関数発生手段の関数を、モ
ータが高速となるにしたがって、速度ループゲインGを
小さくするパターンとしたことを特徴としている。
に対応してあらかじめ設定された関数に従って信号を出
力する関数発生手段と、この関数発生手段の出力と上記
偏差検出手段の出力を演算してモータの入力端子を制御
する演算手段とを備え、上記関数発生手段の関数を、モ
ータが高速となるにしたがって、速度ループゲインGを
小さくするパターンとしたことを特徴としている。
関数発生器18より、モータの速度に対応して出力され
る信号が発生されることにより、演算手段はこの信号に
もとづきモータの速度が上昇すると速度ループゲインを
小さくする。従って、高速時のみ速度ループゲインが小
さくなり、制御の安定化が図れ、かつ低速時速度ループ
ゲインが小さくならないので、不感帯が発生しない。
る信号が発生されることにより、演算手段はこの信号に
もとづきモータの速度が上昇すると速度ループゲインを
小さくする。従って、高速時のみ速度ループゲインが小
さくなり、制御の安定化が図れ、かつ低速時速度ループ
ゲインが小さくならないので、不感帯が発生しない。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、18は関数発生器、19は関数発生器
18の出力電圧v3.20は演算手段を構成する割算器
である。ここにおいて、オペアンプ3から出力される出
力電圧■2は速度指令信号S1による速度指令値とフィ
ードバック信号線7からの帰還信号S2によるモータの
実速度値との偏差に対応する電圧v1を増幅したもので
、このオペアンプ3の出力電圧v2は割算器20に入力
されている。
18の出力電圧v3.20は演算手段を構成する割算器
である。ここにおいて、オペアンプ3から出力される出
力電圧■2は速度指令信号S1による速度指令値とフィ
ードバック信号線7からの帰還信号S2によるモータの
実速度値との偏差に対応する電圧v1を増幅したもので
、このオペアンプ3の出力電圧v2は割算器20に入力
されている。
この割算器20の出力電圧V21はパワー増幅器4によ
って増幅され、モータ5に入力されモータ5の速度を制
御するようになっている。一方モータ5の実速度を検出
する検出手段としての速度検出器6によって検出された
モータの速度に対応する帰還信号S2はフィードバック
信号線7を介してオペアンプ2に入力されているととも
に関数発生手段としての関数発生器18に入力されてい
る。
って増幅され、モータ5に入力されモータ5の速度を制
御するようになっている。一方モータ5の実速度を検出
する検出手段としての速度検出器6によって検出された
モータの速度に対応する帰還信号S2はフィードバック
信号線7を介してオペアンプ2に入力されているととも
に関数発生手段としての関数発生器18に入力されてい
る。
このときの帰還信号S2の出力電圧は電圧Vrで表わさ
れるものとする。
れるものとする。
ここに関数発生器18は、帰還信号S2の出力電圧Vr
に対応した電圧v3を出力して、その出力した電圧v3
を割算器20に入力している。
に対応した電圧v3を出力して、その出力した電圧v3
を割算器20に入力している。
割算器20はオペアンプ3の出力電圧■2と関数発生器
18の出力電圧■3の比すなわちV2/■3を演算して
出力電圧V21をパワー増幅器4に入力している。
18の出力電圧■3の比すなわちV2/■3を演算して
出力電圧V21をパワー増幅器4に入力している。
しかして関数発生器18に入力される入力電圧Vrと出
力される出力電圧■3との間の関係を表わす関数を、第
2図に基づいて説明する。
力される出力電圧■3との間の関係を表わす関数を、第
2図に基づいて説明する。
第2図に示すように速度検出器6の出力電圧VrがVr
≧0で表わされるとき、関数発生器18から出力される
電圧v3はV3=Vr−a+V4である。
≧0で表わされるとき、関数発生器18から出力される
電圧v3はV3=Vr−a+V4である。
また速度検出器6の出力電圧VrがVr<0で表わされ
るとき、関数発生器から出力される電圧v3はV3=V
r −a+V4である。
るとき、関数発生器から出力される電圧v3はV3=V
r −a+V4である。
ここにaは比例定数、v4は定数である。このような構
成において、全体のブロック線図は第3図のように示さ
れる。
成において、全体のブロック線図は第3図のように示さ
れる。
また第3図におけるブロック線図の速度−速度ループ開
ループゲイン特性は第4図に示される。
ループゲイン特性は第4図に示される。
第4図に示すように本発明においてはモータ速度が増大
するにつれて速度ループ開ループゲインGが減少するこ
とがわかる。このように、速度が増大するとゲインGが
減少するので、高速時、制御の安定化が図れ、また低速
時ゲインGが減少しないので、不感帯が発生しない。
するにつれて速度ループ開ループゲインGが減少するこ
とがわかる。このように、速度が増大するとゲインGが
減少するので、高速時、制御の安定化が図れ、また低速
時ゲインGが減少しないので、不感帯が発生しない。
なお上記実施例では関数発生器18に第2図のような特
性のものを用いたが、用途に応じて他の特性を有するも
のでもよい。
性のものを用いたが、用途に応じて他の特性を有するも
のでもよい。
以上のようにこの発明によればモータの実速度に対応し
てあらかじめ設定された関数に従って出力する関数発生
手段と、この関数発生手段の出力と上記偏差検出手段の
出力を演算してモータの入力電圧を制御する演算手段と
を備えたのでモータ速度に応じて速度ループゲインを変
化させることができ、高性能で安定な速度制御を行うこ
とができる。
てあらかじめ設定された関数に従って出力する関数発生
手段と、この関数発生手段の出力と上記偏差検出手段の
出力を演算してモータの入力電圧を制御する演算手段と
を備えたのでモータ速度に応じて速度ループゲインを変
化させることができ、高性能で安定な速度制御を行うこ
とができる。
第1図は本発明のモータの速度制御回路の一実施例を示
すブロック図、第2図は第1図の関数発生器の特性の一
例を示す図、第3図は第1図のブロック線図、第4図は
第1図のモータの速度制御回路における速度ループ−開
ループゲインの特性図、第5図は従来のモータの速度制
御回路の一例を示すブロック図、第6図は第5図のブロ
ック線図、第7図は第5図のボード線図、第8図は第5
図のフチツブ応答の説明図、第9図は従来の改良したタ
イプのモータの速度制御回路の一例を示すブロック図で
ある。 5・・・・・・モータ、6・・・・・・速度検出器、1
8・・・・・・関数発生器、20・・・・・・割算器。 代理人 大音 増雄(ほか2名) 第8図 戯i金 i it W「 手続補正書伯発
すブロック図、第2図は第1図の関数発生器の特性の一
例を示す図、第3図は第1図のブロック線図、第4図は
第1図のモータの速度制御回路における速度ループ−開
ループゲインの特性図、第5図は従来のモータの速度制
御回路の一例を示すブロック図、第6図は第5図のブロ
ック線図、第7図は第5図のボード線図、第8図は第5
図のフチツブ応答の説明図、第9図は従来の改良したタ
イプのモータの速度制御回路の一例を示すブロック図で
ある。 5・・・・・・モータ、6・・・・・・速度検出器、1
8・・・・・・関数発生器、20・・・・・・割算器。 代理人 大音 増雄(ほか2名) 第8図 戯i金 i it W「 手続補正書伯発
Claims (2)
- (1)速度指令値とモータの実速度との偏差を検出する
偏差検出手段を備え、所定の速度ループゲインにもとづ
きモータを制御するモータの速度制御回路において、モ
ータの実速度に対応してあらかじめ設定された関数に従
って信号を出力する関数発生手段と、この関数発生手段
の出力と上記偏差検出手段の出力を演算してモータの入
力電圧を制御する演算手段とを備え、上記関数発生手段
の関数を、モータが高速となるにしたがって速度ループ
ゲインを大きくする特性としたことを特徴とするモータ
の速度制御回路。 - (2)演算手段は割算器から成ることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のモータの速度制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60081723A JPS61240872A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | モ−タの速度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60081723A JPS61240872A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | モ−タの速度制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61240872A true JPS61240872A (ja) | 1986-10-27 |
Family
ID=13754329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60081723A Pending JPS61240872A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | モ−タの速度制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61240872A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63274385A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タの速度制御装置 |
JPH0267478A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Shimadzu Corp | 送液ポンプの定圧制御装置 |
JP2006248653A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sanken Electric Co Ltd | 巻取り装置の速度制御方法及び速度制御装置 |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP60081723A patent/JPS61240872A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63274385A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タの速度制御装置 |
JPH0267478A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Shimadzu Corp | 送液ポンプの定圧制御装置 |
JP2006248653A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sanken Electric Co Ltd | 巻取り装置の速度制御方法及び速度制御装置 |
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