CN116490296A - 电动机的速度控制装置 - Google Patents

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CN116490296A CN202180069195.3A CN202180069195A CN116490296A CN 116490296 A CN116490296 A CN 116490296A CN 202180069195 A CN202180069195 A CN 202180069195A CN 116490296 A CN116490296 A CN 116490296A
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Abstract

根据实施方式，提供一种电动机的速度控制装置，具备：第1运算机构，向第1可变速控制装置提供第1速度基准，该第1可变速控制装置对驱动第1输送工作台的工作台辊的第1电动机进行速度控制；和第2运算机构，向对驱动在所述第1输送工作台的下游设置的第2输送工作台的工作台辊的第2电动机进行速度控制的第2可变速控制装置提供第2速度基准，计算被输送的轧制材料的输送速度作为目标输送速度，基于所述第2电动机的实际速度数据、所述目标输送速度、预先设定的电动机参数来计算最快加减速时间，基于所述实际速度数据、所述目标输送速度以及所述最短的加减速时间来生成速度基准的模式并作为所述第2速度基准向所述第2可变速控制装置提供。

Description

电动机的速度控制装置
技术领域
本发明的实施方式涉及电动机的速度控制装置。
背景技术
在铁钢等金属材料的轧制工序中，轧制材料被在输送工作台上输送。将轧制材料在输送辊上输送的输送工作台大多在轧制设备中连续设置有多个。这样的多个输送工作台分别由多个输送辊构成。多个输送辊按每个输送工作台由独立的电动机驱动。
当被输送的轧制材料在由不同的电动机驱动的输送辊的输送工作台间转移的情况下，如果转移前后的输送辊的电动机存在速度差，则轧制材料会在输送辊上滑移而有时在轧制材料的输送面产生划伤。
鉴于此，公知有一种通过在上游侧的输送工作台设置的2个位置检测器来运算轧制材料的输送速度并以下游侧的电动机的速度与求出的输送速度一致的方式进行修正的技术(例如，专利文献1)。
根据该技术，由于能够使下游的输送工作台的电动机的速度配合从上游输送来的轧制材料的输送速度，所以能够抑制轧制材料在输送工作台转移之时的滑移，能够难以发生输送面的划伤。
另一方面，在专利文献1的技术中，没有考虑下游侧的电动机的在速度基准转变的加减速期间中的运转。因此，存在在轧制材料转移到输送工作台之前下游的电动机的速度修正会来不及的问题。为了避免这样的问题，需要在轧制材料到达下游的输送工作台前的充分的上游处开始速度基准的修正。然而，由于轧制材料的输送速度、输送工作台的长度等而可能发生速度基准的修正无法充分进行的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60－111712号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的实施方式是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于，提供难以发生输送工作台转移时的轧制材料的滑移的电动机的速度控制装置。
用来解决课题的手段
本发明的实施方式所涉及的电动机的速度控制装置具备：第1运算机构，向第1可变速控制装置提供第1速度基准，该第1可变速控制装置对驱动第1输送工作台的工作台辊的第1电动机进行速度控制；以及第2运算机构，向第2可变速控制装置提供第2速度基准，该第2可变速控制装置对驱动第2输送工作台的工作台辊的第2电动机进行速度控制，该第2输送工作台设置于所述第1输送工作台的下游，该第2运算机构计算将被所述第1输送工作台输送的轧制材料的输送速度换算为所述第2电动机的速度后得到的目标输送速度，基于所述第2电动机的实际速度数据、所述目标输送速度、预先设定的与所述第2电动机相关的电动机参数来计算最快加减速时间，基于所述实际速度数据、所述目标输送速度以及所述最短的加减速时间来生成速度基准的模式并作为所述第2速度基准向所述第2可变速控制装置提供。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够实现难以发生输送工作台转移时的轧制材料的滑移的电动机的速度控制装置。
附图说明
图1是例示实施方式1所涉及的电动机的速度控制装置的示意性框图。
图2是用于对实施方式1的速度控制装置的动作进行说明的示意性曲线图，是表示速度基准的时间变化的曲线图的例子。
图3是例示实施方式2所涉及的电动机的速度控制装置的示意性框图。
图4是用于对实施方式2的速度控制装置的动作进行说明的示意性曲线图，是表示速度基准的时间变化的曲线图的例子。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
其中，附图是示意性或者概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不限于一定与现实的相同。另外，即便在表示相同部分的情况下，也存在根据附图而相互的尺寸、比率被不同表示的情况。
其中，在本申请说明书和各图中，对于与已经出现了的图中叙述过的要素相同的要素赋予同一附图标记而适当地省略详细的说明。
(实施方式1)
图1是例示本实施方式所涉及的电动机的速度控制装置的示意性框图。
在图1中，除了本实施方式的速度控制装置10之外，还一并表示了被该速度控制装置10进行速度控制来输送轧制材料1的输送工作台100、102。输送工作台100、102邻接配置，输送工作台(第1输送工作台)100被设置在输送工作台(第2输送工作台)102的上游。轧制材料1被从上游的输送工作台100向下游的输送工作台102输送。
在输送工作台100中，设置为被电动机(第1电动机)3a驱动的工作台辊2a～2c从上游朝向下游输送轧制材料1。轧制材料1根据工作台辊2a～2c的旋转被从上游向下游输送。电动机3a被可变速控制装置(第1可变速控制装置)4a驱动。
在输送工作台102中，设置为被电动机(第2电动机)3b驱动的工作台辊2d、2e从上游朝向下游输送轧制材料1。从上游的输送工作台100输送来的轧制材料1根据工作台辊2d、2e的旋转被进一步向下游输送。电动机3b被可变速控制装置(第2可变速控制装置)4b驱动。
电动机3a、3b是交流电动机，例如是感应电动机。可变速控制装置4a、4b对电动机3a、3b根据各自的速度基准进行速度控制。
速度控制装置10收集电动机3a、3b的速度的数据。如该例那样，在通过无传感器矢量控制来进行电动机3a、3b的速度控制的情况下，如用实线所示那样，速度控制装置10从可变速控制装置4a、4b收集电动机3a、3b的实际速度(日语：速度実績)。在通过带传感器的矢量控制来进行电动机3a、3b的速度控制的情况下，如用虚线所示，速度控制装置10从设置于电动机的速度检测器接收电动机的速度数据。
在输送工作台100设置有轧制材料1的位置检测器5a、5b。位置检测器5a比位置检测器5b靠上游设置。位置检测器5a、5b检测轧制材料1的前端，并分别在尾端脱离之前输出为有效的位置检测信号Da、Db。位置检测器5a、5b可根据输送工作台的设置环境等而使用恰当方式的传感器。在热轧线等的情况下，能够使用热金属探测器等。位置检测器5a、5b如后面详述那样，计测在由上游侧的位置检测器5a检测到轧制材料1的前端之后由下游侧的位置检测器5b检测到轧制材料1的前端为止的时间，计算位置检测器5a、5b间的轧制材料1的输送速度。
位置检测器的设置数量并不局限于2个，也可以为3个以上。能够根据位置检测器的设置数量以及设置位置来计算轧制材料的输送速度。
在该例子中，在下游的输送工作台102示出了位置检测器，但根据轧制材料的追踪的必要，位置检测器可设置在适当的部位。
以下，为了容易理解，对该例子这样的2段的输送工作台100、102的情况进行说明，但输送工作台并不局限于2段，也可以为3段或者3段以上的段数。电动机3a、3b能够驱动任意的数量的工作台辊，但在图1中，电动机3a驱动3个工作台辊，电动机3b驱动2个工作台辊。
在比输送工作台102还靠下游设置输送工作台的情况下，能够使用设置于输送工作台102的位置检测器来计算由输送工作台102输送轧制材料的输送速度。
电动机的速度控制装置10与位置检测器5a、5b的输出连接。速度控制装置10基于位置检测器5a、5b输出的位置检测信号Da、Db以及位置检测器5a、5b各自被设置的距离来计算位置检测器5a、5b间的轧制材料1的目标输送速度N2。
在速度控制装置10中，上游侧的电动机3a的实际速度的数据在相对于下游侧的电动机3b的速度基准修正上游侧的电动机3a的速度的情况下等被使用。下游侧的电动机3b的实际速度的数据在计算加减速速率时等被使用。此外，虽未图示，但实际速度的数据还为了可变速控制装置4a、4b的反馈而被使用。
电动机的速度控制装置10与可变速控制装置4a、4b连接。速度控制装置10对可变速控制装置4a、4b的每一个计算适当的速度基准，将计算出的速度基准向可变速控制装置4a、4b提供。
更具体而言，速度控制装置10使用计算出的输送速度以及到下游的输送工作台102为止的距离，来计算轧制材料1到达下游的输送工作台102为止的预定到达时间t3。速度控制装置10使用输送速度、电动机规格以及机器诸要素(日语：諸元)来计算下游侧的电动机3b的最快加减速时间t0，基于计算出的最快加减速时间t0来计算加减速速率α。速度控制装置10使用计算出的加减速速率α来生成用于下游的电动机3b的速度基准的模式N(t)，并向可变速控制装置4b提供。速度基准的模式是表示速度基准的时间变化的数据，是将例如每个时刻的速度基准以时间序列呈现的数据。
优选速度控制装置10将最快加减速时间与预定到达时间进行比较，在预定到达时间t3比最快加减速时间t0短的情况下，修正上游侧的电动机3a的速度基准。
这样一来，本实施方式的速度控制装置10将邻接的输送工作台100、102中的电动机3a、3b的速度控制为在轧制材料的到达时间内大致相同的速度。
对于电动机的速度控制装置10的构成例更详细地进行说明。
速度控制装置10具备运算部20a、20b。优选速度控制装置10还具备上游电动机速度修正功能21以及速度基准设定功能19a、19b。
运算部(第1运算机构)20a生成上游侧的电动机3a的速度基准的模式并输出，运算部(第2运算机构)20b生成下游侧的电动机3b的速度基准的模式并输出。运算部20a、20b的构成大致相同，以下，对下游侧的运算部20b进行说明。此外，在为了设置于最上游的电动机而设置运算部20a的情况下，不需要一定与运算部20b的构成相同，例如可以被预先设定基于在未图示的上位计算机设定的条件而计算出的速度基准的模式。
运算部20b包括目标输送速度运算功能14、轧制材料预定到达时间运算功能15、电动机参数设定功能16、加减速速率运算功能17以及速度基准运算功能18。
对目标输送速度运算功能14输入位置检测信号Da、Db。位置检测信号Da、Db从位置检测器5a、5b分别输出。目标输送速度运算功能14使用位置检测信号Da、Db以及位置检测器5a、5b分别被设置的位置之间的距离的数据来计算被在上游侧的输送工作台100输送的轧制材料1的输送速度，作为目标输送速度N2进行输出。目标输送速度N2被换算为电动机的旋转速度而输出。
对轧制材料预定到达时间运算功能15预先设定有输送工作台100、102分别被设置的位置之间的距离的数据。输送工作台100、102分别被设置的位置之间的距离例如是2个位置检测器5a、5b中的下游侧的位置检测器5b被设置的位置与输送工作台102的最上游侧的工作台辊2d被设置的位置间的距离。考虑距离、速度的计测误差、因计算引起的误差，可以将比工作台辊2d稍微靠上游侧的位置作为输送工作台102的位置。
对轧制材料预定到达时间运算功能15输入由目标输送速度运算功能14计算出的目标输送速度N2。轧制材料预定到达时间运算功能15基于目标输送速度N2以及输送工作台100、102间的距离来计算轧制材料1到达输送工作台102的预定到达时间t3并输出。
电动机参数设定功能16从未图示的参数的储存部提取出运算所需要的电动机的参数并输出。参数的储存部可以设置于与外部连接的存储装置，也可以设置于速度控制装置10的存储部内。电动机的参数包括电动机的规格以及由电动机驱动的机器的诸要素数据。电动机规格例如包括过负载耐量k、额定转矩TA[kgf·cm]等。机器诸要素数据包括辊、减速齿轮等机械系统的惯性矩GD2[kgf·cm2]等。惯性矩GD2的数据可以针对电动机以及机械系统分别设定，也可以按每个电动机设定为合计的惯性矩的值。
加减速速率运算功能17被输入目标输送速度N2、下游侧的电动机3b的实际速度N1以及电动机的必要的参数，基于这些来计算加减速速率α。目标输送速度N2使用由目标输送速度运算功能14计算出的值。实际速度N1是电动机3b的实际速度。电动机的参数由电动机参数设定功能16设定并输出。在该例子中，电动机的参数是电动机3b的过负载耐量k、额定转矩TA[kgf·cm]、与机械系统的损失量相当的转矩Tm[kgf·cm]以及惯性矩GD2[kgf·cm2]。惯性矩GD2是电动机侧以及机械侧的合计。
如以下这样计算加减速速率α。
α＝(N2－N1)/t0
这里，使用目标输送速度N2、电动机3b的实际速度N1以及电动机的参数，通过以下的式(1)来求出最快加减速时间t0。其中，在本实施方式以及后述的其他实施方式中，假设在电动机3b进行加减速运转的情况下，以恒定的转矩运转、最快加减速时间t0＞0。另外，式(1)表示加速时，在减速时积分符号中的分母为(kTA+Tm)。
速度基准运算功能18被输入目标输送速度N2、电动机3b的实际速度N1、轧制材料的预定到达时间t3、最快加减速时间t0以及加减速速率α各数据，来生成速度基准的模式N(t)。速度基准运算功能18将生成的模式N(t)向可变速控制装置4b提供。
对上游电动机速度修正功能(上游电动机速度修正机构)21输入预定到达时间t3以及最快加减速时间t0。上游电动机速度修正功能21将预定到达时间t3与最快加减速时间t0进行比较，在t3＜t0的情况下输出速度基准的修正值Nc，对用于上游侧的电动机3a的速度基准进行修正以使t3≥t0。
在该例子中，对上游电动机速度修正功能21输入上游侧的电动机3a的实际速度NU。在上游电动机速度修正功能21预先设定了t3＜t0的情况下的修正值。该修正值Nc例如是与上游侧的实际速度NU相应的值，是实际速度NU的绝对值越大则越大的值的修正值。例如，在上游电动机速度修正功能21预先设定有表，该表中设定了电动机3a的几个被划分的速度范围和与被划分的速度范围相应的修正值。此外，上游电动机速度修正功能21中设定的修正值也可以不管电动机3a的实际速度NU的大小如何都为恒定值。
速度基准设定功能19a、19b被从运算部20a、20b输入速度基准的模式，将速度基准的模式的数据变换为适当的形式并向可变速控制装置4a、4b提供。速度基准设定功能19a、19b具有被输入的数据、指令等的运算功能。虽未图示，但速度基准设定功能19a、19b在被输入运转指令等、运转指令等有效时，输出速度基准的模式。在该例子中，上游侧的速度基准设定功能19a在上游电动机速度修正功能21输出了速度基准的修正值Nc时，将修正值Nc应用于当前的速度基准的模式。例如，速度基准设定功能19a基于运算部20a输出的速度基准以及上游电动机速度修正功能21输出的修正值Nc来运算新的速度基准并输出。
对本实施方式的速度控制装置10的动作进行说明。
图2是用于对本实施方式的速度控制装置的动作进行说明的示意性曲线图，是表示速度基准的时间变化的曲线图的例子。
在图2中，速度基准运算功能18生成、经由速度基准设定功能19b输出的速度基准的模式N(t)的时间变化被表示为曲线。纵轴是速度基准N，横轴是时刻τ。在图2中，表示了电动机3b从低速加速至高速的情况下的例子。
如图2所示，由速度基准运算功能18生成的速度基准的模式N(t)包括每个时刻的速度基准N的大小的数据。在时刻τ0，速度基准N为下游侧的电动机3b的实际速度N1。时刻τ0是轧制材料1在输送工作台100、102各自的设置位置之间的距离的起点通过的时刻，例如是轧制材料1在设置有位置检测器5b的位置通过的时刻。在时刻τ0至时刻τ1之间的最快加减速时间t0，模式N(t)以加减速速率α的斜率直线状上升。在时刻τ1，模式N(t)达到目标输送速度N2。然后，在时刻τ1至时刻τ2，模式N(t)以恒定的目标输送速度N2推移。时刻τ2是轧制材料1到达输送工作台100、102各自被设置的位置之间的距离的终点的时刻，例如是轧制材料的前端到达在下游的输送工作台102中上游侧的工作台辊2d被设置的位置的时刻。即，时刻τ0至时刻τ2的期间是轧制材料1的预定到达时间t3。
上游电动机速度修正功能21被从速度基准运算功能18输入最快加减速时间t0以及预定到达时间t3的计算值。上游电动机速度修正功能21对最快加减速时间t0以及预定到达时间t3进行比较。在该例子中，由于预定到达时间t3比最快加减速时间t0长，所以上游电动机速度修正功能21不输出修正值Nc，上游侧的运算部20a经由速度基准设定功能19a将最初设定的速度基准向可变速控制装置4a提供。
在预定到达时间t3比最快加减速时间t0短的情况下，上游电动机速度修正功能21将速度基准的修正值Nc输出给上游侧的速度基准设定功能19a。在该例子中，由于表示了电动机3b进行加速运转的情况，所以在t3＜t0的情况下，上游电动机速度修正功能21如图2的向下的箭头所示那样，以降低目标输送速度N2的方式输出修正值Nc。该情况下的修正值Nc例如是具有负值的数据，通过速度基准设定功能19a被加到运算部20a输出的速度基准。由此，可变速控制装置4a被输入具有比最初小的值的速度基准，轧制材料1的输送速度降低。
在上述中对下游侧的电动机3b加速的情况进行了说明，但使电动机3b减速的情况也同样能够修正上游侧的电动机3a的速度来调整轧制材料1的输送速度。在电动机3b减速运转的情况下，当t3＜t0时，上游电动机速度修正功能21输出具有正值的修正值Nc，上游侧的速度基准设定功能19a对运算部20a输出的速度基准加上具有正值的修正值来输出新的速度基准。
如上述那样，上游电动机速度修正功能21被预先设定有修正值Nc，在t3＜t0的情况下，根据下游侧的电动机3b是加速还是减速来输出正或者负的修正值Nc。修正值Nc的大小可以是根据上游侧的电动机3a的实际速度NU而设定的值，也可以是恒定值。在上述的例子中，由于设置有2个位置检测器5a、5b，所以目标输送速度N2的运算进行1次，最快加减速时间t0与预定到达时间t3的比较以及判定也进行1次。并不局限于，也可以根据位置检测器的数量来多次进行最快加减速时间t0与预定到达时间t3的比较以及判定，输出修正值Nc。
对本实施方式的电动机的速度控制装置10的效果进行说明。
本实施方式的速度控制装置10具备运算部20b，在运算部20b中，能够对于下游侧的电动机3b的速度调整以包含该电动机3b的规格、机器诸要素的方式来运算加减速速率α。因此，不需要从轧制材料处于太远的状态开始下游侧的电动机3b的加减速运转，能够实现轧制材料的划伤的减少以及轧制工序的更顺利地运用。
本实施方式的速度控制装置10能够还具备上游电动机速度修正功能21。在运算部20b中，当运算最快的加减速速率α时，将计测出的轧制材料1的输送速度作为目标输送速度N2，能够基于目标输送速度N2以及输送工作台100、102间的距离来计算轧制材料1的预定到达时间t3。上游电动机速度修正功能21对基于加减速速率α的最快加减速时间t0以及基于轧制材料1的输送速度的预定到达时间t3进行比较，来判定是否进行适当的速度调整。上游电动机速度修正功能21在下游侧的电动机3b的加减速运转中判定为没有充分进行电动机3a、3b间的速度调整的情况下，修正上游侧的电动机3a的速度。因此，即便根据下游侧的电动机3b的机械性的诸要素等决定了最短的加减速速率α，也能够通过修正上游侧的电动机3a的速度来适当地进行电动机3a、3b间的速度调整。
在上述的具体例中，基于位置检测器5a、5b输出的位置检测信号Da、Db以及位置检测器5a、5b间的距离来计算轧制材料1的输送速度。由此，由于能够将轧制材料1的直接的输送速度作为目标输送速度N2，所以优选。作为轧制材料1的输送速度，也可以替代基于位置检测信号Da、Db以及位置检测器5a、5b间的距离的运算而使用上游侧的电动机3a的实际速度NU。
(实施方式2)
图3是例示本实施方式所涉及的电动机的速度控制装置的示意性框图。
本实施方式的电动机的速度控制装置210调整下游侧的电动机3b的加减速速率来使轧制材料1的预定到达时间t3内的电动机3b的消耗电能J最小。速度控制装置210在具备与上述的其他实施方式的情况不同的运算部220a、220b这一点上和上述的其他实施方式的情况不同。其他构成要素与其他实施方式的情况相同，对同一构成要素赋予同一附图标记而适当地省略详细的说明。
如图3所示，本实施方式的电动机的速度控制装置210具备运算部220a、220b。运算部220a生成上游侧的电动机3a的速度基准的模式并输出，运算部220b生成下游侧的电动机3b的速度基准的模式并输出。运算部220a、220b的构成大致相同，以下对下游侧的运算部220b进行说明。与上述的其他实施方式的情况相同，在运算部220a是为了设置于最上游的电动机而设置的情况下，不需要运算部220b的构成一定相同。
运算部220b包括消耗电能运算功能222。在该例子中，运算部220b包括与上述的其他实施方式的情况不同的加减速速率运算功能217，加减速速率运算功能217在包括消耗电能运算功能222这一点上与其他实施方式的情况不同。
消耗电能运算功能222基于下游侧的电动机3b的实际速度N1、目标输送速度N2、加减速时间t1、电动机的参数以及轧制材料1的预定到达时间t3来计算在预定到达时间t3内消耗的消耗电能J。加减速时间t1为变量，消耗电能运算功能222计算在预定到达时间t3内电动机3b的消耗电能J为最小的加减速时间t1并输出。
加减速速率运算功能217使用由消耗电能运算功能222输出的加减速时间t1来计算加减速速率α1并输出。
消耗电能运算功能222计算消耗电能J，如果能够计算消耗电能J为最小的加减速时间t1，则并不限定于作为加减速速率运算功能217的功能而设置的情况，例如也可以作为与加减速速率运算功能独立的功能而设置。
对本实施方式的速度控制装置210的动作进行说明。
图4是用于对本实施方式的速度控制装置的动作进行说明的示意性曲线图，是表示速度基准的时间变化的曲线图的例子。
在图4中，表示了速度基准运算功能18生成、经由速度基准设定功能19b输出的速度基准的模式N(t)。图4的纵轴除了速度基准N之外还表示电动机3b的电动机1次电流的平方的数值I1 2，在图4中，作为I1 2的时间积分的消耗电能J1、J2被一并表示。在本实施方式中，消耗电能J1、J2根据加减速速率α1的变化而变化，存在J＝J1+J2为最小那样的加减速时间t1。速度控制装置210采用此时的加减速速率α1来生成速度基准的模式N(t)并输出。
在本实施方式的情况下，也设为在电动机3b进行加减速运转的情况下，以恒定的转矩运转，t0＞0。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，则t3≥t1≥t0。t0是在上述的其他实施方式中说明了的使用电动机3b的机器诸要素等计算出的最快加减速时间。
加减速速率α1如以下这样计算。
α1＝(N2－N1)/t1
如图4所示，模式N(t)与上述的其他实施方式的情况同样，包括每个时刻的速度基准的数据。在时刻τ0，速度基准N为下游侧的电动机3b的实际速度N1。在从时刻τ0至时刻τ11之间的加减速时间t1，模式N(t)以加减速速率α1的斜率直线状上升。在时刻τ11，模式N(t)到达目标输送速度N2。然后，在从时刻τ11至时刻τ2为止的时间t2，模式N(t)以恒定的目标输送速度N2推移。
消耗电能J1是在从时刻τ0至时刻τ11为止的加减速时间t1消耗的电能，消耗电能J2是在从时刻τ11至时刻τ2为止的时间t2消耗的电能。
消耗电能运算功能222根据以下的式(2)来计算轧制材料1的预定到达时间t3的期间中的消耗电能J＝J1+J2。例如，消耗电能运算功能222使加减速时间t1从t0～t3为止以恒定的时刻间隔变化，计算每个加减速时间t1的消耗电能J，探索消耗电能J为最小的加减速时间t1。使用在上述的其他实施方式中说明的式(1)，由加减速速率运算功能217计算最快加减速时间t0。
在式(2)中，惯性矩GD2、额定转矩TA、额定转矩电流IqA、与机械损失相当的转矩Tm、励磁电流Id以及因电缆等引起的直流电阻值R是电动机的参数，由电动机参数设定功能16应用预先设定的值。
加减速速率运算功能217设定为由消耗电能运算功能222提取出的、消耗电能J为最小的加减速时间t1，来设定加减速速率α1。
速度基准运算功能18基于加减速速率运算功能217输出的加减速速率α1、加减速时间t1、电动机3b的实际速度N1以及目标输送速度N2来生成速度基准的模式N(t)并输出。然后，与上述的其他实施方式的情况同样，运算部220b经由速度基准设定功能19b将速度基准的模式N(t)向可变速控制装置4b提供。
其中，式(2)能够如以下这样导出。
预定到达时间t3内的消耗电能J被计算为加减速时间t1内的消耗电能J1与从时刻τ11至时刻τ2为止的时间t2内的消耗电能J2之和。由于消耗电能J1、J2通过以下的式(3)、式(4)计算，所以消耗电能J能够通过式(5)计算。
首先，电动机3b的电动机1次电流I1能够由以下的式(6)表示。这里，Iq为转矩电流。
这里，若将电动机3b的额定1次电流设为I1A、将额定转矩电流设为IqA，则通过代入到式(6)的关系，额定转矩电流IqA能够由以下的式(7)表示。
由于电动机的转矩T以及转矩电流Iq处于比例关系，所以可使用电动机3b的额定转矩TA以及额定转矩电流IqA来如以下的式(8)以及式(9)这样表示。
根据与机械损失相当的转矩Tm、转矩电流IqM，与机械损失相当的1次电流I1m能够如以下的式(10)以及式(11)这样表示。
预定到达时间t3是加减速时间t1与从时刻τ11至时刻τ2为止的时间t2之和。由于预定到达时间t3为最快加减速时间t0以上，所以t1～t3与t0的关系根据式(1)而如以下的式(12)这样表示。
由于在加减速时间t1内，电动机3b的转矩T只要将式(12)的kTA置换为T即可，所以加减速时间t1如以下的式(13)这样表示。
通过将式(9)代入至式(13)，能够获得表示转矩电流Iq与加减速时间t1的关系的式(14)。
时间t2根据式(12)由以下的式(15)表示。
t2＝t3－t1 (15)
通过将式(14)以及式(15)代入至式(5)，能够获得式(2)。这样一来，能够将预定到达时间t3内的消耗电能J表示为加减速时间t1的函数。
对本实施方式的电动机的速度控制装置210的效果进行说明。
本实施方式的速度控制装置210具备运算部220b。运算部220b包括加减速速率运算功能217以及消耗电能运算功能222。加减速速率运算功能217以及消耗电能运算功能222计算在轧制材料1到达下游的输送工作台102的预定到达时间t3内下游侧的电动机3b消耗的消耗电能J。加减速速率运算功能217以及消耗电能运算功能222计算并提取出预定到达时间t3内的电动机3b的消耗电能J为最小的加减速时间t1，计算加减速速率α1。运算部220b基于计算出的加减速速率α1来生成速度基准的模式N(t)并输出。因此，能够抑制下游侧的电动机3b的加减速运转时的消耗电力的增大，并且实现与轧制材料1的输送速度相配合的速度控制。
在上述的各实施方式中，对邻接的2个输送工作台的情况进行了说明，但上述的速度控制的手法并不限定应用于邻接的2个输送工作台间的情况。例如在3个输送工作台中，可以使最下游的输送工作台的目标输送速度配合最上游的输送工作台的速度。作为这样的情况的例子，在中间的输送工作台的速度与最上游的输送工作台的速度大致一致时，实质上基于最上游的输送工作台的速度来决定最下游的输送工作台的目标输送速度。另外，在这样的情况下，可以由按每个输送工作台设置的位置检测器计算速度，按每个输送工作台重新计算最下游的输送工作台的目标输送速度。
在上述中，对不同的实施方式1、2分别进行了说明，但这些实施方式能够组合。即，也能够使在生成了包括消耗电能J被决定为最小的加减速速率的速度基准的模式之后，根据上游侧的电动机3a的速度与预定到达时间t3的关系来修正上游的电动机3a的速度的构成。
在上述的各实施方式中，可以在速度控制装置10、210中，包括构成运算部20a、20b、220b的各功能在内，例如按每个功能由硬件构成，也可以由实现各功能的动作的软件构成。速度控制装置10、210例如是被导入了实现图示说明的各功能的动作的软件、程序的计算机装置，计算机装置可以是可编程逻辑控制器等。
在由计算机装置实现实施方式的速度控制装置10、210的情况下，例如运算部20a、20b、220a、220b由运算处理装置(CPU)等实现，具备储存程序的存储机构，并读出程序而依次执行，该程序包括执行图1、图3所示的各功能的动作的一个以上的步骤。在各实施方式中，具备2个运算部，可以由分别不同的CPU实现它们，也可以由一个CPU实现。
这样一来，可实现难以发生输送工作台转移时的轧制材料的滑移的电动机的速度控制装置。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是例示，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他的各种方式实施，在不脱离发明主旨的范围能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含在发明的范围、主旨，并且包含在技术方案所记载的发明以及其等价物的范围。另外，上述的各实施方式能够相互组合来实施。
附图标记说明
1…轧制材料，2a～2e…工作台辊，3a、3b…电动机，4a、4b…可变速控制装置，5a、5b…位置检测器，10、210…速度控制装置，14…目标输送速度运算功能，15…轧制材料预定到达时间运算功能，16…电动机参数设定功能，17、217…加减速速率运算功能，18…速度基准运算功能，19a、19b…速度基准设定功能，20a、20b、220b…运算部，100、102…输送工作台，222…消耗电能运算功能。

Claims (6)

1.一种电动机的速度控制装置，其特征在于，具备：
第1运算机构，向第1可变速控制装置提供第1速度基准，该第1可变速控制装置对驱动第1输送工作台的工作台辊的第1电动机进行速度控制；以及
第2运算机构，向第2可变速控制装置提供第2速度基准，该第2可变速控制装置对驱动第2输送工作台的工作台辊的第2电动机进行速度控制，该第2输送工作台设置于所述第1输送工作台的下游，该第2运算机构计算将被所述第1输送工作台输送的轧制材料的输送速度换算成所述第2电动机的速度后得到的目标输送速度，基于所述第2电动机的实际速度数据、所述目标输送速度、预先设定的与所述第2电动机相关的电动机参数来计算最快加减速时间，基于所述实际速度数据、所述目标输送速度以及所述最短的加减速时间来生成速度基准的模式，并作为所述第2速度基准向所述第2可变速控制装置提供。
2.根据权利要求1所述的电动机的速度控制装置，其特征在于，
所述第2运算机构基于所述目标输送速度、以及所述第1输送工作台与所述第2输送工作台之间的距离来计算所述轧制材料相对于所述第2输送工作台的预定到达时间，
所述电动机的速度控制装置还具备基于所述最快加减速时间和所述预定到达时间来修正所述第1速度基准的上游电动机速度修正机构，
所述上游电动机速度修正机构在所述预定到达时间比所述最快加减速时间短的情况下，输出修正值以使所述预定到达时间成为所述最快加减速时间以上，
所述第1运算机构基于所述第1速度基准以及所述修正值来生成新的速度基准并输出。
3.根据权利要求2所述的电动机的速度控制装置，其特征在于，
在所述上游电动机速度修正机构中，所述修正值根据所述第1电动机的速度被预先设定。
4.根据权利要求1所述的电动机的速度控制装置，其特征在于，
所述第2运算机构还具备消耗电能运算机构，该消耗电能运算机构基于所述目标输送速度以及所述第1输送工作台与所述第2输送工作台之间的距离来计算所述轧制材料相对于所述第2输送工作台的预定到达时间，并基于从所述最快加减速时间起到所述预定到达时间为止的范围的加减速时间、所述目标输送速度、所述实际速度数据以及所述电动机参数来运算所述预定到达时间内的所述第2电动机的消耗电能。
5.根据权利要求3所述的电动机的速度控制装置，其特征在于，
所述消耗电能运算机构将所述加减速时间从所述最快加减速时间起到所述预定到达时间为止分别设定为多个值，从运算出的针对所述多个值的各值的所述第2电动机的消耗电能之中提取最小值。
6.根据权利要求2所述的电动机的速度控制装置，其特征在于，
所述第2运算机构还具备消耗电能运算机构，该消耗电能运算机构基于所述目标输送速度以及所述第1输送工作台与所述第2输送工作台之间的距离来计算所述轧制材料相对于所述第2输送工作台的预定到达时间，并基于从所述最快加减速时间起到所述预定到达时间为止的范围的加减速时间、所述目标输送速度、所述实际速度数据以及所述电动机参数来运算所述预定到达时间内的所述第2电动机的消耗电能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57165100U (zh) * 1981-04-09 1982-10-18
JPS6012215A (ja) * 1983-06-30 1985-01-22 Toshiba Corp テ−ブルロ−ラ−の制御装置
JPS60111712A (ja) * 1983-11-21 1985-06-18 Mitsubishi Electric Corp 圧延機前後・テ−ブル速度制御装置
JPS62231318A (ja) * 1986-03-31 1987-10-09 Toshiba Corp テ−ブル搬送制御装置
JP5113862B2 (ja) * 2010-02-16 2013-01-09 山洋電気株式会社 モータ制御装置
JP7269120B2 (ja) * 2019-07-10 2023-05-08 ファナック株式会社 モータ制御装置
EP4080755A1 (en) * 2019-12-16 2022-10-26 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Motor control device and motor control method

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