JP2000152679A - モータ制御装置及び制御方法 - Google Patents
モータ制御装置及び制御方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
- B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
- B65H59/388—Regulating forwarding speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
- B65H54/70—Other constructional features of yarn-winding machines
- B65H54/74—Driving arrangements
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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
- 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
-
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- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
- B65H2701/313—Synthetic polymer threads
- B65H2701/3132—Synthetic polymer threads extruded from spinnerets
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】紡糸巻取システムにおいて、回転数制御装置
（インバータ）を用いてスピンドルモータ、ゴデットロ
ーラモータを制御する装置及び方法。 【解決手段】定格加速線を記憶する記憶手段と、加速開
始電圧を設定する加速開始電圧設定手段と、目標回転数
及びその回転数での加速終了電圧を設定する加速終了電
圧設定手段と、モータの回転数が目標回転数に到達する
と、設定した加速終了電圧から定格加速線上まで電圧を
降下させる電圧降下手段とを備えてなるモータ制御装置
であり、加速開始電圧及び加速終了電圧を設定すること
により、定格加速線に対して加速開始から加速終了まで
電圧が大なる加速線に従って加速し、予め設定した目標
回転数に到達すると、定格加速線上に電圧を降下させる
ようにしたモータ制御方法である。
（インバータ）を用いてスピンドルモータ、ゴデットロ
ーラモータを制御する装置及び方法。 【解決手段】定格加速線を記憶する記憶手段と、加速開
始電圧を設定する加速開始電圧設定手段と、目標回転数
及びその回転数での加速終了電圧を設定する加速終了電
圧設定手段と、モータの回転数が目標回転数に到達する
と、設定した加速終了電圧から定格加速線上まで電圧を
降下させる電圧降下手段とを備えてなるモータ制御装置
であり、加速開始電圧及び加速終了電圧を設定すること
により、定格加速線に対して加速開始から加速終了まで
電圧が大なる加速線に従って加速し、予め設定した目標
回転数に到達すると、定格加速線上に電圧を降下させる
ようにしたモータ制御方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、モータ
を短時間で高い回転数まで加速させる必要がある場合に
使用するモータ制御装置及び制御方法に関するものであ
って、例えば、紡糸巻取システムにおいて、回転数制御
装置（インバータ）を用いてスピンドルモータ並びにゴ
デットローラモータを制御するモータ制御装置及びモー
タ制御方法に関するものである。
を短時間で高い回転数まで加速させる必要がある場合に
使用するモータ制御装置及び制御方法に関するものであ
って、例えば、紡糸巻取システムにおいて、回転数制御
装置（インバータ）を用いてスピンドルモータ並びにゴ
デットローラモータを制御するモータ制御装置及びモー
タ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータ制御は、目標とする回転数
（周波数）を設定すると、その周波数に向かって次第に
電圧を増加させながらモータを加速させるようにして行
われている。特に、紡糸装置などにより紡糸された糸の
ための糸条処理ローラに対し、該ローラ駆動のためのモ
ータ制御にあっては、短時間で高い回転数まで加速する
必要があり、大きな加速トルクを必要とするものであ
る。このようなモータは、加速終了後の定常状態では一
定速運転となるので、さほど大きな出力を必要としない
が、急激な加速時に必要な加速トルクを得るために高出
力のモータを使用している。
（周波数）を設定すると、その周波数に向かって次第に
電圧を増加させながらモータを加速させるようにして行
われている。特に、紡糸装置などにより紡糸された糸の
ための糸条処理ローラに対し、該ローラ駆動のためのモ
ータ制御にあっては、短時間で高い回転数まで加速する
必要があり、大きな加速トルクを必要とするものであ
る。このようなモータは、加速終了後の定常状態では一
定速運転となるので、さほど大きな出力を必要としない
が、急激な加速時に必要な加速トルクを得るために高出
力のモータを使用している。
【０００３】また、従来のモータ制御においては、モー
タ内部の抵抗により生じる電圧降下の影響が低速回転時
には大きいので、その低速回転時でのトルク不足を補う
ため、加速開始時であるＡ点での電圧を任意に設定でき
る機能が付いた制御システムもある。その場合、モータ
は、図５において、加速開始時であるＡ点から加速終了
時であるＣ点まで直線的に結んだ特性で加速される。従
って、イナーシャは一定でも回転数の３乗に比例して増
加する風損が大きくなる加速終了時前にトルク不足が生
じることがある。
タ内部の抵抗により生じる電圧降下の影響が低速回転時
には大きいので、その低速回転時でのトルク不足を補う
ため、加速開始時であるＡ点での電圧を任意に設定でき
る機能が付いた制御システムもある。その場合、モータ
は、図５において、加速開始時であるＡ点から加速終了
時であるＣ点まで直線的に結んだ特性で加速される。従
って、イナーシャは一定でも回転数の３乗に比例して増
加する風損が大きくなる加速終了時前にトルク不足が生
じることがある。
【０００４】そのトルク不足を補うため、モータをより
高出力のものにすると、消費電力が大きくなり、効率が
悪くなる。
高出力のものにすると、消費電力が大きくなり、効率が
悪くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
上記する従来にみられる幾つかの問題点を解消しようと
するものであり、例えば、紡糸巻取システムのスピンド
ルモータ並びにゴデットローラモータの如く、短時間で
高い回転数まで加速する必要がある負荷に対して、イン
バータを用いてＶ／ｆ方式（最も一般的な制御方法）で
制御する場合において、高出力のモータを使用すること
なく、必要な加速トルクを確実且つ効率よく得るモータ
制御装置及び制御方法を提供することにある。
上記する従来にみられる幾つかの問題点を解消しようと
するものであり、例えば、紡糸巻取システムのスピンド
ルモータ並びにゴデットローラモータの如く、短時間で
高い回転数まで加速する必要がある負荷に対して、イン
バータを用いてＶ／ｆ方式（最も一般的な制御方法）で
制御する場合において、高出力のモータを使用すること
なく、必要な加速トルクを確実且つ効率よく得るモータ
制御装置及び制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記する目
的を達成するにあたって、具体的には、周波数の増加に
伴って電圧を増加させながらモータを加速制御するよう
にしたモータ制御装置において、目標回転数及びその回
転数での加速終了電圧を設定する加速終了電圧設定手段
を備えてなるモータ制御装置を構成するものである。
的を達成するにあたって、具体的には、周波数の増加に
伴って電圧を増加させながらモータを加速制御するよう
にしたモータ制御装置において、目標回転数及びその回
転数での加速終了電圧を設定する加速終了電圧設定手段
を備えてなるモータ制御装置を構成するものである。
【０００７】さらに、この発明では、モータの回転数が
予め設定した目標回転数に到達すると、目標回転数での
定格電圧まで電圧を降下させる電圧降下手段を備えてな
るモータ制御装置を構成するものである。尚、この電圧
降下手段は、目標回転数を維持しつつ所定時間をかけて
前記電圧降下を行うようにすることがモータの回転変動
を防止する点で好ましい。
予め設定した目標回転数に到達すると、目標回転数での
定格電圧まで電圧を降下させる電圧降下手段を備えてな
るモータ制御装置を構成するものである。尚、この電圧
降下手段は、目標回転数を維持しつつ所定時間をかけて
前記電圧降下を行うようにすることがモータの回転変動
を防止する点で好ましい。
【０００８】さらにまた、この発明は、周波数の増加に
伴って電圧を増加させながらモータを加速制御するモー
タ制御装置において、設定された加速終了電圧に基づい
て、加速終了時に定格電圧より大なる加速終了電圧とな
るようにモータを加速制御するようにしたモータ制御方
法を構成するものでもある。
伴って電圧を増加させながらモータを加速制御するモー
タ制御装置において、設定された加速終了電圧に基づい
て、加速終了時に定格電圧より大なる加速終了電圧とな
るようにモータを加速制御するようにしたモータ制御方
法を構成するものでもある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明になるモータ制御
装置及び制御方法について、図面に示す具体的な実施例
にもとづいて詳細に説明する。図１は、この発明になる
モータ制御装置及び制御方法についての好ましい適用例
にあって、紡糸巻取システムの基本的な構成例を示すも
のであって、モータ制御系統を併せて示す概略的な正面
図であり、図２は、この紡糸巻取機を側面からみた状態
を示す概略的な側面図である。
装置及び制御方法について、図面に示す具体的な実施例
にもとづいて詳細に説明する。図１は、この発明になる
モータ制御装置及び制御方法についての好ましい適用例
にあって、紡糸巻取システムの基本的な構成例を示すも
のであって、モータ制御系統を併せて示す概略的な正面
図であり、図２は、この紡糸巻取機を側面からみた状態
を示す概略的な側面図である。
【００１０】まず、図１および図２にもとづいて、この
発明の好ましい適用例に係る紡糸巻取機Ｕの基本構造に
ついて説明する。図１において、前記紡糸巻取機Ｕは、
機体フレーム７を含むものからなり、前記機体フレーム
７に対しては、昇降自在な昇降ボックス１と、回転可能
なターレット板２と、前面端に操作パネル９を有する固
定枠８とが設けられている。
発明の好ましい適用例に係る紡糸巻取機Ｕの基本構造に
ついて説明する。図１において、前記紡糸巻取機Ｕは、
機体フレーム７を含むものからなり、前記機体フレーム
７に対しては、昇降自在な昇降ボックス１と、回転可能
なターレット板２と、前面端に操作パネル９を有する固
定枠８とが設けられている。
【００１１】前記昇降ボックス１には、コンタクトロー
ラ３と、トラバース装置４とがそれぞれ支持されてい
る。前記コンタクトローラ３は、巻取位置Ｐ1 にあるボ
ビンＢの糸表層面に圧接しており、巻き取り中のボビン
Ｂを図１の反時計方向に回転させるべく、図１および図
２に示すようにモータＭ3 からなる駆動源１０により回
転駆動する。前記モータＭ3 からなる駆動源１０は、コ
ンタクトローラ回転数検出手段１５を含むコンタクトロ
ーラ駆動モータ制御手段１６によって制御されている。
前記コンタクトローラ回転数検出手段１５は、パルス発
生器であり、前記駆動モータ制御手段１６は、インバー
タによって構成されている。
ラ３と、トラバース装置４とがそれぞれ支持されてい
る。前記コンタクトローラ３は、巻取位置Ｐ1 にあるボ
ビンＢの糸表層面に圧接しており、巻き取り中のボビン
Ｂを図１の反時計方向に回転させるべく、図１および図
２に示すようにモータＭ3 からなる駆動源１０により回
転駆動する。前記モータＭ3 からなる駆動源１０は、コ
ンタクトローラ回転数検出手段１５を含むコンタクトロ
ーラ駆動モータ制御手段１６によって制御されている。
前記コンタクトローラ回転数検出手段１５は、パルス発
生器であり、前記駆動モータ制御手段１６は、インバー
タによって構成されている。
【００１２】また、トラバース装置４には、トラバース
ガイド５が設けられており、該トラバースガイド５が糸
Ｙと係合しトラバース範囲を走行することで糸Ｙのトラ
バースを行っている。
ガイド５が設けられており、該トラバースガイド５が糸
Ｙと係合しトラバース範囲を走行することで糸Ｙのトラ
バースを行っている。
【００１３】前記ターレット板２は、回転軸６を中心に
図示しない回転駆動装置により回転可能であり、第１の
ボビンホルダ１１および第２のボビンホルダ１２がそれ
ぞれターレット板２に回転自在に突設支持されており、
各ボビンホルダ１１、１２にはボビンＢが複数個（図で
は６個）それぞれ装着され、一方のボビンホルダ１１は
巻取位置Ｐ1 に、他方のボビンホルダ１２は待機位置Ｐ
2 に位置している。
図示しない回転駆動装置により回転可能であり、第１の
ボビンホルダ１１および第２のボビンホルダ１２がそれ
ぞれターレット板２に回転自在に突設支持されており、
各ボビンホルダ１１、１２にはボビンＢが複数個（図で
は６個）それぞれ装着され、一方のボビンホルダ１１は
巻取位置Ｐ1 に、他方のボビンホルダ１２は待機位置Ｐ
2 に位置している。
【００１４】図１および図２に示すように、前記第１の
ボビンホルダ１１は、モータＭ1 からなる駆動源１３に
より回転駆動するものであり、前記第２のボビンホルダ
１２は、モータＭ2 からなる駆動源１４により回転駆動
するものである。前記モータＭ1 からなる駆動源１３
は、第１のボビンホルダ回転数検出手段１７を含む第１
のボビンホルダ駆動モータ制御手段１８によって制御さ
れており、モータＭ2 からなる駆動源１４は、第２のボ
ビンホルダ回転数検出手段１９を含む第２のボビンホル
ダ駆動モータ制御手段２０によって制御されている。前
記各回転数検出手段１７、１９はパルス発生器により構
成されており、前記各駆動モータ制御手段はモータを任
意の周波数で加減速可能なインバータによって構成され
ている。
ボビンホルダ１１は、モータＭ1 からなる駆動源１３に
より回転駆動するものであり、前記第２のボビンホルダ
１２は、モータＭ2 からなる駆動源１４により回転駆動
するものである。前記モータＭ1 からなる駆動源１３
は、第１のボビンホルダ回転数検出手段１７を含む第１
のボビンホルダ駆動モータ制御手段１８によって制御さ
れており、モータＭ2 からなる駆動源１４は、第２のボ
ビンホルダ回転数検出手段１９を含む第２のボビンホル
ダ駆動モータ制御手段２０によって制御されている。前
記各回転数検出手段１７、１９はパルス発生器により構
成されており、前記各駆動モータ制御手段はモータを任
意の周波数で加減速可能なインバータによって構成され
ている。
【００１５】巻取位置Ｐ1 に位置するボビンホルダ１１
のボビンＢに糸Ｙを巻き取らせ、ボビンＢが満ボビンＦ
Ｂとなるごとにターレット板２を１８０度回転させ、巻
取位置Ｐ1 にある満ボビンＦＢを巻取位置Ｐ1 から待機
位置Ｐ2 に、待機位置Ｐ2 に準備された空ボビンＥＢを
待機位置Ｐ2 から巻取位置Ｐ1 に移動させ、糸切替え機
構により糸Ｙを満ボビンＦＢから空ボビンＥＢへと切り
替えて連続的に巻き取っている。
のボビンＢに糸Ｙを巻き取らせ、ボビンＢが満ボビンＦ
Ｂとなるごとにターレット板２を１８０度回転させ、巻
取位置Ｐ1 にある満ボビンＦＢを巻取位置Ｐ1 から待機
位置Ｐ2 に、待機位置Ｐ2 に準備された空ボビンＥＢを
待機位置Ｐ2 から巻取位置Ｐ1 に移動させ、糸切替え機
構により糸Ｙを満ボビンＦＢから空ボビンＥＢへと切り
替えて連続的に巻き取っている。
【００１６】前記各ボビンホルダ１１、１２には、複数
個（図２に示す例において６個）のボビンＢが挿着され
ており、糸巻取り中は一方のボビンホルダ１１が巻取位
置Ｐ1に、他方のボビンホルダ１２が待機位置Ｐ2 に位
置している。
個（図２に示す例において６個）のボビンＢが挿着され
ており、糸巻取り中は一方のボビンホルダ１１が巻取位
置Ｐ1に、他方のボビンホルダ１２が待機位置Ｐ2 に位
置している。
【００１７】この紡糸巻取機Ｕにおいて、糸Ｙは、トラ
バース装置４におけるトラバースガイド５を通して前記
コンタクトローラ３に接触する巻取位置Ｐ1 のボビンＢ
に導入されるようになっている。
バース装置４におけるトラバースガイド５を通して前記
コンタクトローラ３に接触する巻取位置Ｐ1 のボビンＢ
に導入されるようになっている。
【００１８】一方、この発明によれば、前記紡糸巻取機
Ｕの上流側であって、紡糸装置Ｓにおいて紡糸された糸
Ｙをガイドする第１のゴデットローラ機構２１及び第２
のゴデットローラ機構２２が配設されている。前記第１
のゴデットローラ機構２１は、ゴデットローラＧＲ1 と
セパレートローラＳＲ1 とを有しており、第２のゴデッ
トローラ機構２２は、ゴデットローラＧＲ2 とセパレー
トローラＳＲ2 とを有するものからなっている。この第
１のゴデットローラ機構２１の周速と、第２のゴデット
ローラ機構２２の周速との差によって糸Ｙが延伸され
る。
Ｕの上流側であって、紡糸装置Ｓにおいて紡糸された糸
Ｙをガイドする第１のゴデットローラ機構２１及び第２
のゴデットローラ機構２２が配設されている。前記第１
のゴデットローラ機構２１は、ゴデットローラＧＲ1 と
セパレートローラＳＲ1 とを有しており、第２のゴデッ
トローラ機構２２は、ゴデットローラＧＲ2 とセパレー
トローラＳＲ2 とを有するものからなっている。この第
１のゴデットローラ機構２１の周速と、第２のゴデット
ローラ機構２２の周速との差によって糸Ｙが延伸され
る。
【００１９】前記第１及び第２のゴデットローラ機構２
１、２２は、紡糸装置Ｓにおいて紡糸された糸Ｙを、前
記紡糸巻取機Ｕに導入する前段において延伸処理するた
めのものであり、各ゴデットローラＧＲ1 及びＧＲ2
は、加熱ローラにより構成されている。前記紡糸装置Ｓ
で紡糸された糸Ｙは、前記第１のゴデットローラ機構２
１におけるゴデットローラＧＲ1 およびセパレートロー
ラＳＲ1 、前記第２のゴデットローラ機構２２における
ゴデットローラＧＲ2 およびセパレートローラＳＲ2 に
掛けられた後、前記紡糸巻取機Ｕに導入されるようにな
っている。
１、２２は、紡糸装置Ｓにおいて紡糸された糸Ｙを、前
記紡糸巻取機Ｕに導入する前段において延伸処理するた
めのものであり、各ゴデットローラＧＲ1 及びＧＲ2
は、加熱ローラにより構成されている。前記紡糸装置Ｓ
で紡糸された糸Ｙは、前記第１のゴデットローラ機構２
１におけるゴデットローラＧＲ1 およびセパレートロー
ラＳＲ1 、前記第２のゴデットローラ機構２２における
ゴデットローラＧＲ2 およびセパレートローラＳＲ2 に
掛けられた後、前記紡糸巻取機Ｕに導入されるようにな
っている。
【００２０】前記第１のゴデットローラ機構２１におけ
るゴデットローラＧＲ1 は、モータＭ4 からなる駆動源
２３により回転駆動するものであり、前記第１のゴデッ
トローラ機構２１におけるセパレートローラＳＲ1 は、
モータＭ5 からなる駆動源２４により回転駆動するもの
である。前記第２のゴデットローラ機構２２におけるゴ
デットローラＧＲ2 は、モータＭ6 からなる駆動源２５
により回転駆動するものであり、前記第２のゴデットロ
ーラ機構２２におけるセパレートローラＳＲ2 は、モー
タＭ7 からなる駆動源２６により回転駆動するものであ
る。
るゴデットローラＧＲ1 は、モータＭ4 からなる駆動源
２３により回転駆動するものであり、前記第１のゴデッ
トローラ機構２１におけるセパレートローラＳＲ1 は、
モータＭ5 からなる駆動源２４により回転駆動するもの
である。前記第２のゴデットローラ機構２２におけるゴ
デットローラＧＲ2 は、モータＭ6 からなる駆動源２５
により回転駆動するものであり、前記第２のゴデットロ
ーラ機構２２におけるセパレートローラＳＲ2 は、モー
タＭ7 からなる駆動源２６により回転駆動するものであ
る。
【００２１】前記各ゴデットローラ機構２１、２２にお
けるゴデットローラ用モータＭ4 、Ｍ6 及びセパレート
ローラ用モータＭ5 、Ｍ7 は、加速後の定常状態では、
一定速度で回転するものであり、前記第１及び第２のボ
ビンホルダ用モータＭ1 、Ｍ2は、定常状態では、巻太
りに伴って次第に減速（周速度一定）する。前記コンタ
クトローラ用モータＭ3 も定常状態ではその周速が巻取
位置Ｐ1 にあるボビンホルダ１１に保持されたボビンＢ
上の糸層表面の周速と略同速度となるような一定速度で
回転する。
けるゴデットローラ用モータＭ4 、Ｍ6 及びセパレート
ローラ用モータＭ5 、Ｍ7 は、加速後の定常状態では、
一定速度で回転するものであり、前記第１及び第２のボ
ビンホルダ用モータＭ1 、Ｍ2は、定常状態では、巻太
りに伴って次第に減速（周速度一定）する。前記コンタ
クトローラ用モータＭ3 も定常状態ではその周速が巻取
位置Ｐ1 にあるボビンホルダ１１に保持されたボビンＢ
上の糸層表面の周速と略同速度となるような一定速度で
回転する。
【００２２】前記各ゴデットローラ機構２１、２２にお
けるゴデットローラ用モータ及びセパレートローラ用モ
ータは、同期モータによって構成されているものであ
り、これらのモータは、極数が異なっていて、回転数は
異なるが、両ローラの周速は等しくなっている。
けるゴデットローラ用モータ及びセパレートローラ用モ
ータは、同期モータによって構成されているものであ
り、これらのモータは、極数が異なっていて、回転数は
異なるが、両ローラの周速は等しくなっている。
【００２３】前記第１のゴデットローラ機構２１におけ
るゴデットローラ用駆動源２３とセパレートローラ用駆
動源２４とは、第１のゴデットローラ機構のための駆動
モータ制御手段２７によって制御されており、前記第２
のゴデットローラ機構２２におけるゴデットローラ用駆
動源２５とセパレートローラ用駆動源２６とは、第２の
ゴデットローラ機構のための駆動モータ制御手段２８に
よって制御されるようになっている。
るゴデットローラ用駆動源２３とセパレートローラ用駆
動源２４とは、第１のゴデットローラ機構のための駆動
モータ制御手段２７によって制御されており、前記第２
のゴデットローラ機構２２におけるゴデットローラ用駆
動源２５とセパレートローラ用駆動源２６とは、第２の
ゴデットローラ機構のための駆動モータ制御手段２８に
よって制御されるようになっている。
【００２４】次いで、この発明になるモータの制御方法
に関して、理論的に説明する。まず、巻取機等における
定格運転時の高効率なモータ運転のためのインバータの
制御方法に関して、スピンドルモータ（誘導モータ：６
kw→定常２kw）及びゴデットローラモータ（同期モー
タ：３．５kw→定常１．５kw）に求められるスペックは
６０sec で最高回転数（ゴデットローラモータの場合、
８７００rpm ）まで加速させることである。この場合、
ＧＤ2 は一定のため、必要加速トルクは次式で与えられ
る。 加速トルクＴ＝（ＧＤ2 ・Ｎ）／３７５ｔ 但し、ＧＤ2 ：ｋｇｆ・ｍ2 （イナーシャ） Ｎ：ｒ
ｐｍ（回転数） Ｔ：ｋｇ・ｍ（トルク） ｔ：ｓｅｃ（時
間）
に関して、理論的に説明する。まず、巻取機等における
定格運転時の高効率なモータ運転のためのインバータの
制御方法に関して、スピンドルモータ（誘導モータ：６
kw→定常２kw）及びゴデットローラモータ（同期モー
タ：３．５kw→定常１．５kw）に求められるスペックは
６０sec で最高回転数（ゴデットローラモータの場合、
８７００rpm ）まで加速させることである。この場合、
ＧＤ2 は一定のため、必要加速トルクは次式で与えられ
る。 加速トルクＴ＝（ＧＤ2 ・Ｎ）／３７５ｔ 但し、ＧＤ2 ：ｋｇｆ・ｍ2 （イナーシャ） Ｎ：ｒ
ｐｍ（回転数） Ｔ：ｋｇ・ｍ（トルク） ｔ：ｓｅｃ（時
間）
【００２５】一方、インバータから見たモータのトルク
は、次式で与えられる。 Ｔ＝Ｋ1 ・（Ｖ／ｆ）2 Ｔ：トルク Ｖ：端
子電圧 ｆ：周波数 Ｋ1 ：定数 モータ制御装置は、目標回転数に向かって、周波数の増
加に伴って電圧を増加させながらモータを加速制御する
ものである。上式におけるＶ／ｆを一定に維持すること
により加速領域を定トルク領域とすることで、どの回転
数から目標回転数まで加速する場合でも、必要な加速ト
ルクを得ることができて正常な加速制御が行える。上式
のように、モータの最大トルクは端子電圧の２乗に比例
する。モータのスペックは、所定時間内では、最大負荷
２００％（定格負荷の２倍）ぐらいは可能である（但
し、長時間になるとモータの焼き付きが起こる）。
は、次式で与えられる。 Ｔ＝Ｋ1 ・（Ｖ／ｆ）2 Ｔ：トルク Ｖ：端
子電圧 ｆ：周波数 Ｋ1 ：定数 モータ制御装置は、目標回転数に向かって、周波数の増
加に伴って電圧を増加させながらモータを加速制御する
ものである。上式におけるＶ／ｆを一定に維持すること
により加速領域を定トルク領域とすることで、どの回転
数から目標回転数まで加速する場合でも、必要な加速ト
ルクを得ることができて正常な加速制御が行える。上式
のように、モータの最大トルクは端子電圧の２乗に比例
する。モータのスペックは、所定時間内では、最大負荷
２００％（定格負荷の２倍）ぐらいは可能である（但
し、長時間になるとモータの焼き付きが起こる）。
【００２６】従って、本実施の形態では、加速開始から
加速終了までの間継続してモータの端子電圧を定格電圧
の約１．４倍となるようにかさ上げすることにより、モ
ータの定格スペックのＶ／ｆ特性の２倍時に加速時にお
ける必要加速トルクを発生させるモータとしている。そ
して、加速終了時に相当する目標回転数に達した時に定
格電圧まで電圧を下げ、モータをその一定速回転に必要
な負荷（一定速）に近い制御とすることにより、極力容
量の小さいモータを使用して効率を上げつつ必要な加速
トルクを得ることができるようにしている。
加速終了までの間継続してモータの端子電圧を定格電圧
の約１．４倍となるようにかさ上げすることにより、モ
ータの定格スペックのＶ／ｆ特性の２倍時に加速時にお
ける必要加速トルクを発生させるモータとしている。そ
して、加速終了時に相当する目標回転数に達した時に定
格電圧まで電圧を下げ、モータをその一定速回転に必要
な負荷（一定速）に近い制御とすることにより、極力容
量の小さいモータを使用して効率を上げつつ必要な加速
トルクを得ることができるようにしている。
【００２７】尚、本実施の形態では、加速開始電圧を定
格電圧より高い電圧に設定できる加速開始設定手段だけ
でなく、目標回転数での加速終了電圧を定格電圧より高
い電圧に設定できる電圧設定手段を備えたので、回転に
よる風損が大きくなる加速終了時直前においても必要な
加速トルクを得ることができる。上記式において、イン
バータから見たモータのトルクとは、インバータによる
制御によりモータに与えるトルクのことであり、定数Ｋ
1 は、モータによって決まるものである。
格電圧より高い電圧に設定できる加速開始設定手段だけ
でなく、目標回転数での加速終了電圧を定格電圧より高
い電圧に設定できる電圧設定手段を備えたので、回転に
よる風損が大きくなる加速終了時直前においても必要な
加速トルクを得ることができる。上記式において、イン
バータから見たモータのトルクとは、インバータによる
制御によりモータに与えるトルクのことであり、定数Ｋ
1 は、モータによって決まるものである。
【００２８】図３に基づいて、この発明になるモータ制
御装置及び制御方法の原理について説明する。図３に示
すように、加速終了時の周波数（Ｂ、Ｃ点での周波数で
あり、２９０ＨZ ）を目標回転数に相当する周波数とし
ており、その周波数が加速可能な最高周波数（限界周波
数）となっている。この発明では、加速時間や加速開始
時Ａ点での電圧だけでなく、加速終了時Ｂ点での周波数
（最高回転数）及び電圧を設定可能とした。そして、記
憶手段に記憶した定格加速線（第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ
-1〕）から電圧増加方向に加速開始から加速終了までか
さ上げした加速線（第２のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-2〕）に従
った特性でＶ／ｆの値を一定に維持しつつ加速を行い、
最高回転数（目標回転数）に達すると、定格加速線上に
おける最高回転数に対応する電圧（定格電圧）まで電圧
を下げる。
御装置及び制御方法の原理について説明する。図３に示
すように、加速終了時の周波数（Ｂ、Ｃ点での周波数で
あり、２９０ＨZ ）を目標回転数に相当する周波数とし
ており、その周波数が加速可能な最高周波数（限界周波
数）となっている。この発明では、加速時間や加速開始
時Ａ点での電圧だけでなく、加速終了時Ｂ点での周波数
（最高回転数）及び電圧を設定可能とした。そして、記
憶手段に記憶した定格加速線（第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ
-1〕）から電圧増加方向に加速開始から加速終了までか
さ上げした加速線（第２のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-2〕）に従
った特性でＶ／ｆの値を一定に維持しつつ加速を行い、
最高回転数（目標回転数）に達すると、定格加速線上に
おける最高回転数に対応する電圧（定格電圧）まで電圧
を下げる。
【００２９】尚、定格加速線とは、図３において、加速
開始から加速終了まで周波数の増加に伴って増加する電
圧の特性を示す直線である。この電圧の低下時（Ｂ点か
らＣ点まで）は、瞬間的に低下させるのではなく、最高
回転数を維持しつつ、所定時間をかけて所定の割合で低
下させるのがよい。このように最高回転数に達して大き
なトルクを必要としなくなると直ちに定格電圧まで電圧
を降下させることにより、消費電力を削減できるととも
にモータの焼き付きも防止できる。特に、所定時間をか
けて電圧を降下させることにより、急激なトルク現象に
よる回転変動を防止し、それによる糸品質の低下を防止
することができる。最高回転数への到達は、同期モータ
の場合、指令周波数で誘導モータの場合、パルス発生器
の出力で検出する。
開始から加速終了まで周波数の増加に伴って増加する電
圧の特性を示す直線である。この電圧の低下時（Ｂ点か
らＣ点まで）は、瞬間的に低下させるのではなく、最高
回転数を維持しつつ、所定時間をかけて所定の割合で低
下させるのがよい。このように最高回転数に達して大き
なトルクを必要としなくなると直ちに定格電圧まで電圧
を降下させることにより、消費電力を削減できるととも
にモータの焼き付きも防止できる。特に、所定時間をか
けて電圧を降下させることにより、急激なトルク現象に
よる回転変動を防止し、それによる糸品質の低下を防止
することができる。最高回転数への到達は、同期モータ
の場合、指令周波数で誘導モータの場合、パルス発生器
の出力で検出する。
【００３０】以上の例では、目標回転数を最高回転数
（限界回転数）に設定した場合を示すが、加速終了電圧
設定手段では、目標回転数を定トルク領域内の任意の回
転数に設定可能である。すなわち、目標回転数として最
高回転数までの任意の回転数を設定可能であるととも
に、その目標回転数での加速終了電圧を設定可能となっ
ている。この場合、その設定に応じて直線Ａ−Ｂ上の任
意の点で加速を終了し、加速終了後、その設定周波数に
対応する定格加速線Ｃ−１上に電圧を次第に下げるよう
にすることができる。このように目標回転数を任意に設
定可能とすることにより、本モータ制御装置を目標回転
数や加速時間の異なる種々の条件に対して使用すること
ができる。尚、定トルク領域外のトルク減少領域に目標
回転数を設定した場合、風損が大きくなる加速終了時直
前においてトルク不足が生じて正常な加速制御が行えな
いことになる。
（限界回転数）に設定した場合を示すが、加速終了電圧
設定手段では、目標回転数を定トルク領域内の任意の回
転数に設定可能である。すなわち、目標回転数として最
高回転数までの任意の回転数を設定可能であるととも
に、その目標回転数での加速終了電圧を設定可能となっ
ている。この場合、その設定に応じて直線Ａ−Ｂ上の任
意の点で加速を終了し、加速終了後、その設定周波数に
対応する定格加速線Ｃ−１上に電圧を次第に下げるよう
にすることができる。このように目標回転数を任意に設
定可能とすることにより、本モータ制御装置を目標回転
数や加速時間の異なる種々の条件に対して使用すること
ができる。尚、定トルク領域外のトルク減少領域に目標
回転数を設定した場合、風損が大きくなる加速終了時直
前においてトルク不足が生じて正常な加速制御が行えな
いことになる。
【００３１】この発明になるモータ制御装置及び制御方
法についてのフローチャートを図４に示す。この図４に
よれば、スタート指令によるインバータ運転により加速
開始状態に移行する。この時点で前記第２のＶ／ｆカー
ブ〔Ｃ-2〕が選択されているか否かが判断され、第２の
Ｖ／ｆカーブが選択されていば、第２のＶ／ｆカーブに
基づく運転がなされ、第２のＶ／ｆカーブが選択されて
いなければ、第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-1〕に基づく運転
がなされる。このように、インバータに対しては、加速
開始時に第２のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-2〕を選択するか否か
が設定可能となっているので、必要な場合にのみ電圧の
かさ上げ制御を行い、種々の運転条件に対して効率よく
モータ制御を行うことができるようになっている。
法についてのフローチャートを図４に示す。この図４に
よれば、スタート指令によるインバータ運転により加速
開始状態に移行する。この時点で前記第２のＶ／ｆカー
ブ〔Ｃ-2〕が選択されているか否かが判断され、第２の
Ｖ／ｆカーブが選択されていば、第２のＶ／ｆカーブに
基づく運転がなされ、第２のＶ／ｆカーブが選択されて
いなければ、第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-1〕に基づく運転
がなされる。このように、インバータに対しては、加速
開始時に第２のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-2〕を選択するか否か
が設定可能となっているので、必要な場合にのみ電圧の
かさ上げ制御を行い、種々の運転条件に対して効率よく
モータ制御を行うことができるようになっている。
【００３２】第２のＶ／ｆカーブの選択により加速時間
設定手段で設定した加速時間を考慮して、第２のＶ／ｆ
カーブに基づく運転がなされた後に、設定スピードに到
達したか否かの判断がなされ、設定スピード（目標回転
数）に到達した場合には第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-1〕で
運転するために出力電圧を下げ、第１のＶ／ｆカーブに
基づき定速運転に移行するようになっている。
設定手段で設定した加速時間を考慮して、第２のＶ／ｆ
カーブに基づく運転がなされた後に、設定スピードに到
達したか否かの判断がなされ、設定スピード（目標回転
数）に到達した場合には第１のＶ／ｆカーブ〔Ｃ-1〕で
運転するために出力電圧を下げ、第１のＶ／ｆカーブに
基づき定速運転に移行するようになっている。
【００３３】この発明は、例えば、紡糸巻取システムに
おいて、回転数制御装置（インバータ）を用いてスピン
ドルモータを制御する場合やゴデットローラモータを制
御する場合に適用される。しかしながら、それ以外に
も、予め定められた所定時間内に高い回転数まで急激に
加速する必要があるような場合に有効となる。さらに、
この発明にあっては、スピンドルモータおよびゴデット
ローラモータは、それぞれ誘導モータまたは同期モータ
のどちらであってもよい。
おいて、回転数制御装置（インバータ）を用いてスピン
ドルモータを制御する場合やゴデットローラモータを制
御する場合に適用される。しかしながら、それ以外に
も、予め定められた所定時間内に高い回転数まで急激に
加速する必要があるような場合に有効となる。さらに、
この発明にあっては、スピンドルモータおよびゴデット
ローラモータは、それぞれ誘導モータまたは同期モータ
のどちらであってもよい。
【００３４】誘導モータ（指令周波数と駆動周波数とが
一致しない）の場合、例えば、パルス発生器のような回
転数センサを用いて駆動周波数を検出し、目標回転数へ
の到達を検出する。同期モータ（指令周波数と駆動周波
数とが一致）の場合、特に、回転数センサを設けなくて
も、中央処理装置での内部処理のみで目標回転数への到
達を検出できる。尚、このモータ制御装置は中央処理装
置を含み、加速開始電圧設定手段、加速終了電圧設定手
段、加速時間設定手段および電圧降下手段は中央処理装
置により構成される。
一致しない）の場合、例えば、パルス発生器のような回
転数センサを用いて駆動周波数を検出し、目標回転数へ
の到達を検出する。同期モータ（指令周波数と駆動周波
数とが一致）の場合、特に、回転数センサを設けなくて
も、中央処理装置での内部処理のみで目標回転数への到
達を検出できる。尚、このモータ制御装置は中央処理装
置を含み、加速開始電圧設定手段、加速終了電圧設定手
段、加速時間設定手段および電圧降下手段は中央処理装
置により構成される。
【００３５】
【発明の効果】以上の構成になるこの発明のモータ制御
装置及び制御方法によれば、大きなイナーシャを持つ回
転体を急激に加速する場合でも、極力容量の小さいモー
タを使用して効率よく制御することができる点において
極めて有効に作用するものといえる。
装置及び制御方法によれば、大きなイナーシャを持つ回
転体を急激に加速する場合でも、極力容量の小さいモー
タを使用して効率よく制御することができる点において
極めて有効に作用するものといえる。
【図１】図１は、この発明になるモータ制御装置および
制御方法の好ましい適用例に係る紡糸巻取システムの全
体構成を示す概略的な正面図である。
制御方法の好ましい適用例に係る紡糸巻取システムの全
体構成を示す概略的な正面図である。
【図２】図２は、紡糸巻取システムを側面からみた概略
的な側面図である。
的な側面図である。
【図３】図３は、この発明になるモータ制御のＶ／ｆ加
速線Ｃ-2を、正規の加速線Ｃ-1と比較して表してある電
圧- 周波数特性曲線図である。
速線Ｃ-2を、正規の加速線Ｃ-1と比較して表してある電
圧- 周波数特性曲線図である。
【図４】図４は、この発明になるモータ制御のためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図５】図５は、従来のモータ制御に関する電圧- 周波
数特性曲線図である。
数特性曲線図である。
Ｙ 糸 Ｓ 紡糸装置 Ｕ 紡糸巻取機 １ 昇降ボックス ２ タレット板 ３ コンタクトローラ ４ トラバース装置 ５ トラバースガイド ６ ターレット板の回転軸 ７ 機体フレーム １０ コンタクトローラ駆動源 Ｐ1 巻取位置 Ｐ2 待機位置 ＥＢ 空ボビン ＦＢ 満ボビン １１ 第１のボビンホルダ １２ 第２のボビンホルダ １３ 第１のボビンホルダ駆動源 １４ 第２のボビンホルダ駆動源 １５ コンタクトローラ回転数検出手段 １６ コンタクトローラ駆動モータ制御手段 １７ 第１ボビンホルダ回転数検出手段 １８ 第１ボビンホルダ駆動モータ制御手段 １９ 第２ボビンホルダ回転数検出手段 ２０ 第２ボビンホルダ駆動モータ制御手段 ２１ 第１のゴデットローラ機構 ＧＲ1 第１のゴデットローラ機構のゴデットローラ ＳＲ1 第１のゴデットローラ機構のセパレートローラ ２２ 第２のゴデットローラ機構 ＧＲ2 第２のゴデットローラ機構のゴデットローラ ＳＲ2 第２のゴデットローラ機構のセパレートローラ ２３ ＧＲ1 用駆動源 ２４ ＳＲ1 用駆動源 ２５ ＧＲ2 用駆動源 ２６ ＳＲ2 用駆動源 ２７ 第１のゴデットローラ機構制御手段 ２８ 第２のゴデットローラ機構制御手段
Claims (3)
- 【請求項１】 周波数の増加に伴って電圧を増加させな
がらモータを加速制御するようにしたモータ制御装置に
おいて、目標回転数及びその回転数での加速終了電圧を
設定する加速終了電圧設定手段を備えてなることを特徴
とするモータ制御装置。 - 【請求項２】 モータの回転数が予め設定した目標回転
数に到達すると、目標回転数での定格電圧まで電圧を降
下させる電圧降下手段を備えてなることを特徴とするモ
ータ制御装置。 - 【請求項３】 周波数の増加に伴って電圧を増加させな
がらモータを加速制御するモータ制御装置において、設
定された加速終了電圧に基づいて、加速終了時に定格電
圧より大なる加速終了電圧となるようにモータを加速制
御するようにしたことを特徴とするモータ制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318622A JP2000152679A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | モータ制御装置及び制御方法 |
| EP99122399A EP1001521A3 (en) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Motor control device and method, and take-up winding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318622A JP2000152679A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | モータ制御装置及び制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152679A true JP2000152679A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18101202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318622A Pending JP2000152679A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | モータ制御装置及び制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1001521A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000152679A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10227290A1 (de) | 2002-06-19 | 2004-01-08 | Barmag Ag | Vorrichtung zum Führen, Behandeln und Fördern von zumindest einem Faden |
| DE10343460A1 (de) * | 2002-10-04 | 2004-04-15 | Saurer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Spinnen und Aufwickeln zumindest eines synthetischen Fadens |
| JP2005117761A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Tsudakoma Corp | 誘導電動機の駆動方法および駆動装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0105965B1 (en) * | 1982-10-18 | 1988-01-07 | Tsudakoma Kogyo Kabushiki Kaisha | A mass driver circuit for weaving looms |
| GB2186133B (en) * | 1985-12-27 | 1989-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter |
| DE3619647A1 (de) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum einzelmotorischen antrieb einer spindel bei einer spinnmaschine |
| JP2915951B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1999-07-05 | 津田駒工業株式会社 | 織機の起動方法と、その装置 |
| JPH0467799A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-03 | Meidensha Corp | 織機用インバータの電圧制御方法 |
| JP2501978B2 (ja) * | 1991-09-17 | 1996-05-29 | 村田機械株式会社 | 自動ワインダの巻取速度制御方法 |
| JP3173076B2 (ja) * | 1991-11-28 | 2001-06-04 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 織機における起動方法及び装置 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10318622A patent/JP2000152679A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-10 EP EP99122399A patent/EP1001521A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1001521A3 (en) | 2003-03-05 |
| EP1001521A2 (en) | 2000-05-17 |
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