JP2721409B2 - プロセスラインのストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置 - Google Patents
プロセスラインのストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置Info
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- JP2721409B2 JP2721409B2 JP1293682A JP29368289A JP2721409B2 JP 2721409 B2 JP2721409 B2 JP 2721409B2 JP 1293682 A JP1293682 A JP 1293682A JP 29368289 A JP29368289 A JP 29368289A JP 2721409 B2 JP2721409 B2 JP 2721409B2
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Description
本発明は、プロセスラインのストリップ搬送ロール駆
動用モータ制御装置に係り、特に、速度がストリップか
ら束縛されたストリップ搬送ロール駆動用モータに用い
るのに好適な、ストリップのライン速度と張力を独立し
て且つ同時に制御することが可能な、プロセスラインの
ストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置に関する。
動用モータ制御装置に係り、特に、速度がストリップか
ら束縛されたストリップ搬送ロール駆動用モータに用い
るのに好適な、ストリップのライン速度と張力を独立し
て且つ同時に制御することが可能な、プロセスラインの
ストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置に関する。
一般に、モータの速度やトルクの制御は、モータの速
度を制御するための速度制御器（ASR）や、モータ電流
を制御するための電流制御器（ACR）等を有するモータ
制御装置で行われる。 従来このようなモータ制御装置でモータを制御するに
際しては、まず、モータ速度を制御するのかモータ電流
を制御するのかを予め決め、決められた速度制御あるい
は電流制御に応じてASRあるいはACRを選択する。次い
で、この選択されたASRあるいはACRに対して、モータを
含む設備の全体的な制御を行う上位コントローラから速
度指令あるいは電流指令を入力していた。 ACRを選択したときには、張力の制御や機械的損圧
（メカニカルロス）等の補償を含んでトルクを制御する
のに好適である。例えば、モータのトルクを増・減させ
て加速、減速するときには、前記上位コントローラにお
いて速度指令を微分し、慣性モーメント分にゲインを付
加し慣性補償（フォーシング）を算出し、当該慣性補償
を電流に換算して電流指令として与えていた。又、プロ
セスライン等の連続ラインで速度制御をしなければなら
ないものにおいて、ライン速度を所望のものとするため
には、各モータを揃速運転することが必要になる。従来
は、ラインの加速、減速時に各モータを揃速させるべ
く、前記慣性補償のためのゲイン調整やASRの遅れ分を
補償するための時定数の調整を行っている。しかしなが
ら、実際の慣性モーメントやASRの遅れ分を完全に補償
するようにゲインや時定数を調節するのは難しく、調節
のずれによる誤差が全て揃速の不一致となり、ストリッ
プの張力変動につながっていた。 又、ASRを選択したときには、上位コントローラから
速度指令を受け、速度フィードバックをとって、ASRの
制御を行う。ASRの制御には、Ｐ（比例）制御とPI（比
例積分）制御とがある。 Ｐ制御において、機械的損失、張力の制御分等による
負荷トルクが無いときには、速度指令と実績速度（速度
の実績）が一致するので問題は生じないが、負荷トルク
があるときには、そのトルクを発生させるために速度指
令と速度実績とに偏差が発生する。この場合には、通常
は、この偏差の分を計算式等で速度指令に上乗せして補
償すればよいと考えられていた。しかしながら、特に、
機械的損失による速度偏差は、そのときのモータ運転状
況によって異なるため、計算式等で補償するには限界が
あり、補償しきれない分が速度の変動につながる。又、
速度が被駆動側のストリップから束縛されたモータにつ
いては、トルクが要求された場合、例えば張力等を制御
すると速度指令にトルク分を上乗せするため、その量が
適正でないと、ストリップ等の発生や速度変動につなが
る。 又、PI制御において、機械的損失等の負荷トルクによ
る速度低下に対しては、上位コントローラからその補償
をしなくてもPIの積分分で補償できる。しかしながら、
実際には、その積分を行うために速度指令と速度実績と
の間に偏差が発生し、又、その時間は積分ゲインによっ
て決まる。又、プロセスライン等では、モータ容量も機
械仕様も違うモータが並ぶことが度々あり、それらモー
タは、各々機械的損失を違うため、それらモータ同上の
相違がストリップの張力変動につながる。 又、ストリップの張力制御をASRで行う際には、前記
したように制御しようとする張力分を速度指令に上乗せ
して制御しており、この場合、意識的に速度指令と速度
実績の間に偏差を作り、トルク指令を作り出している。
しかしながら、PI制御では、この作り出された偏差分等
をも積分してしまうので、張力の挙動としてはオーバー
シュートして収束する形になることから、ゲインを下げ
なければならなくなる。
度を制御するための速度制御器（ASR）や、モータ電流
を制御するための電流制御器（ACR）等を有するモータ
制御装置で行われる。 従来このようなモータ制御装置でモータを制御するに
際しては、まず、モータ速度を制御するのかモータ電流
を制御するのかを予め決め、決められた速度制御あるい
は電流制御に応じてASRあるいはACRを選択する。次い
で、この選択されたASRあるいはACRに対して、モータを
含む設備の全体的な制御を行う上位コントローラから速
度指令あるいは電流指令を入力していた。 ACRを選択したときには、張力の制御や機械的損圧
（メカニカルロス）等の補償を含んでトルクを制御する
のに好適である。例えば、モータのトルクを増・減させ
て加速、減速するときには、前記上位コントローラにお
いて速度指令を微分し、慣性モーメント分にゲインを付
加し慣性補償（フォーシング）を算出し、当該慣性補償
を電流に換算して電流指令として与えていた。又、プロ
セスライン等の連続ラインで速度制御をしなければなら
ないものにおいて、ライン速度を所望のものとするため
には、各モータを揃速運転することが必要になる。従来
は、ラインの加速、減速時に各モータを揃速させるべ
く、前記慣性補償のためのゲイン調整やASRの遅れ分を
補償するための時定数の調整を行っている。しかしなが
ら、実際の慣性モーメントやASRの遅れ分を完全に補償
するようにゲインや時定数を調節するのは難しく、調節
のずれによる誤差が全て揃速の不一致となり、ストリッ
プの張力変動につながっていた。 又、ASRを選択したときには、上位コントローラから
速度指令を受け、速度フィードバックをとって、ASRの
制御を行う。ASRの制御には、Ｐ（比例）制御とPI（比
例積分）制御とがある。 Ｐ制御において、機械的損失、張力の制御分等による
負荷トルクが無いときには、速度指令と実績速度（速度
の実績）が一致するので問題は生じないが、負荷トルク
があるときには、そのトルクを発生させるために速度指
令と速度実績とに偏差が発生する。この場合には、通常
は、この偏差の分を計算式等で速度指令に上乗せして補
償すればよいと考えられていた。しかしながら、特に、
機械的損失による速度偏差は、そのときのモータ運転状
況によって異なるため、計算式等で補償するには限界が
あり、補償しきれない分が速度の変動につながる。又、
速度が被駆動側のストリップから束縛されたモータにつ
いては、トルクが要求された場合、例えば張力等を制御
すると速度指令にトルク分を上乗せするため、その量が
適正でないと、ストリップ等の発生や速度変動につなが
る。 又、PI制御において、機械的損失等の負荷トルクによ
る速度低下に対しては、上位コントローラからその補償
をしなくてもPIの積分分で補償できる。しかしながら、
実際には、その積分を行うために速度指令と速度実績と
の間に偏差が発生し、又、その時間は積分ゲインによっ
て決まる。又、プロセスライン等では、モータ容量も機
械仕様も違うモータが並ぶことが度々あり、それらモー
タは、各々機械的損失を違うため、それらモータ同上の
相違がストリップの張力変動につながる。 又、ストリップの張力制御をASRで行う際には、前記
したように制御しようとする張力分を速度指令に上乗せ
して制御しており、この場合、意識的に速度指令と速度
実績の間に偏差を作り、トルク指令を作り出している。
しかしながら、PI制御では、この作り出された偏差分等
をも積分してしまうので、張力の挙動としてはオーバー
シュートして収束する形になることから、ゲインを下げ
なければならなくなる。
以上のように、従来のモータ制御装置においては、電
流制御器を選択した場合に、機械的損失や、フォーシン
グ量を補償する調節が難しいため、速度又は電流を精度
良く制御するのは困難である等の問題点がある。 又、速度制御器を選択した場合には、Ｐ制御の場合、
速度指令と速度実績に偏差を持たせてトルク指令（電流
指令）を作るため、速度及び電流を正確に制御すること
は困難である。又、PI制御の場合、前記トルク指令を積
分してしまうため、張力制御等のゲインを上げるのは難
しく、又、機械的損失分の電流指令を作成するべく積分
している間は、速度指令と速度実績値に偏差が生じるた
め好ましくない等の問題点がある。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、速度がストリップから束縛されたストリップ搬
送ロール駆動用モータを、速度指令及び電流指令と実績
電流及び実績速度との間に偏差を生じさせることなく制
御することができ、ストリップのライン速度と張力を独
立して且つ同時に制御可能なモータ制御装置を提供する
ことを課題とする。
流制御器を選択した場合に、機械的損失や、フォーシン
グ量を補償する調節が難しいため、速度又は電流を精度
良く制御するのは困難である等の問題点がある。 又、速度制御器を選択した場合には、Ｐ制御の場合、
速度指令と速度実績に偏差を持たせてトルク指令（電流
指令）を作るため、速度及び電流を正確に制御すること
は困難である。又、PI制御の場合、前記トルク指令を積
分してしまうため、張力制御等のゲインを上げるのは難
しく、又、機械的損失分の電流指令を作成するべく積分
している間は、速度指令と速度実績値に偏差が生じるた
め好ましくない等の問題点がある。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、速度がストリップから束縛されたストリップ搬
送ロール駆動用モータを、速度指令及び電流指令と実績
電流及び実績速度との間に偏差を生じさせることなく制
御することができ、ストリップのライン速度と張力を独
立して且つ同時に制御可能なモータ制御装置を提供する
ことを課題とする。
本発明は、速度がストリップから束縛されたストリッ
プ搬送ロール駆動用モータを制御するモータ制御装置に
おいて、前記モータに入力する電源を制御するための電
流制御器と、目標ライン速度に応じて外部から入力され
る速度指令に応じた内部電流指令を、前記電流制御器に
出力する速度制御器と、目標張力に基づいて算出され、
外部から入力される電流指令を、前記速度制御器出力の
内部電流指令に加えて前記電流制御器に入力する手段と
を備えることにより、前記課題を達成したものである。
プ搬送ロール駆動用モータを制御するモータ制御装置に
おいて、前記モータに入力する電源を制御するための電
流制御器と、目標ライン速度に応じて外部から入力され
る速度指令に応じた内部電流指令を、前記電流制御器に
出力する速度制御器と、目標張力に基づいて算出され、
外部から入力される電流指令を、前記速度制御器出力の
内部電流指令に加えて前記電流制御器に入力する手段と
を備えることにより、前記課題を達成したものである。
本発明においては、目標張力に器づいて算出され、外
部から入力される電流指令を、目標ライン速度に対応し
て外部から入力される速度指令に応じて速度制御器（AS
R）から出力される内部電流指令に加えて、電流制御器
（ACR）に入力するようにしたので、ASRは、前記電流指
令により予め補正することなく入力された速度指令で、
ACRは、該速度指令により予め補正することなく、前記
電流指令で、各々独立して、且つ、同時に制御できる。
速ち、ストリップの速度を変更する際には、プロセスラ
インの他のストリップ搬送ロール駆動用モータと共に、
当該モータの速度指令を変えることにより、全体として
ライン速度を変えることができる。一方、個々のロール
間の張力を制御したい場合には、ASRを介することな
く、個々のモータ制御装置のACRに、目標張力に基づい
て算出した電流指令を、直接加える。この際、当該モー
タの速度は、ストリップから束縛されているので殆んど
変化せず、前記電流指令に応じて、トルク、従って、ス
トリップの張力のみが変化する。 従って、ストリップ搬送ロール駆動用モータにおい
て、起動、停止及び加減速時に生じるモータの速度及び
電流の制御遅れによる誤差を確実に無くし、乃至は小さ
くすることができる。例えば、機械的損失により、モー
タの速度指令と速度フィードバックとの間に偏差が生じ
ている場合に、従来はその機械的損失分に相当する電流
指令をASRが出力していた。その結果、モータの起動、
停止、加減速時に遅れが生じていた。これに対し、本発
明においては、前記機械的損失を、外部からACRに直接
入力される電流指令の調整により補償し得るため、モー
タの起動等に遅れを生じることなく、例えばプロセスラ
インで、他の機械的損失の無視できるモータと相前後し
ても揃速して駆動することができる。 又、機械的損失に相当する電流指令に誤差があったと
しても、速度制御器で速度を、電流とは独立して管理
し、補償することができる。
部から入力される電流指令を、目標ライン速度に対応し
て外部から入力される速度指令に応じて速度制御器（AS
R）から出力される内部電流指令に加えて、電流制御器
（ACR）に入力するようにしたので、ASRは、前記電流指
令により予め補正することなく入力された速度指令で、
ACRは、該速度指令により予め補正することなく、前記
電流指令で、各々独立して、且つ、同時に制御できる。
速ち、ストリップの速度を変更する際には、プロセスラ
インの他のストリップ搬送ロール駆動用モータと共に、
当該モータの速度指令を変えることにより、全体として
ライン速度を変えることができる。一方、個々のロール
間の張力を制御したい場合には、ASRを介することな
く、個々のモータ制御装置のACRに、目標張力に基づい
て算出した電流指令を、直接加える。この際、当該モー
タの速度は、ストリップから束縛されているので殆んど
変化せず、前記電流指令に応じて、トルク、従って、ス
トリップの張力のみが変化する。 従って、ストリップ搬送ロール駆動用モータにおい
て、起動、停止及び加減速時に生じるモータの速度及び
電流の制御遅れによる誤差を確実に無くし、乃至は小さ
くすることができる。例えば、機械的損失により、モー
タの速度指令と速度フィードバックとの間に偏差が生じ
ている場合に、従来はその機械的損失分に相当する電流
指令をASRが出力していた。その結果、モータの起動、
停止、加減速時に遅れが生じていた。これに対し、本発
明においては、前記機械的損失を、外部からACRに直接
入力される電流指令の調整により補償し得るため、モー
タの起動等に遅れを生じることなく、例えばプロセスラ
インで、他の機械的損失の無視できるモータと相前後し
ても揃速して駆動することができる。 又、機械的損失に相当する電流指令に誤差があったと
しても、速度制御器で速度を、電流とは独立して管理
し、補償することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、第１図に示すような、速度がストリッ
プから束縛されたストリップ搬送ロール駆動用モータ10
を電流指令及び速度指令に従って制御しようとするモー
タ制御装置12である。 第１図に示すように、このモータ制御装置12には、上
位コントローラ14から電流指令及び速度指令が入力され
る。モータ制御装置12には、速度制御器（ASR）16及び
電流制御器（ACR）18を有する制御部19と、ASR16、ACR1
8の制御信号に従ってモータ10への入力電源の例えば電
圧、電流、周波数の少くともいずれかを制御するための
電力変換部20と、モータ10への供給電流を検出するため
の電流検出器22とが備えられる。 なお、モータ制御装置12においては、速度指令が第１
の加算点24を介してASR16に入力され、電流指令が第２
の加算点26を介してACR18に入力されるようになってい
る。又、前記モータ10には、その速度を検出するための
速度検出器28が設けられており、該速度検出器28の検出
速度は前記第１の加算点24を介して速度指令にフィード
バックされる。又、前記電流検出器22の検出電流は第３
の加算点30を介して電流指令にフィードバックされる。 前記モータ制御装置12は、その制御方式がデジタルあ
るいはアナログ方式のいずれの方式であることを問わな
い。又、電力変換部20には、直流ワードレオナード方式
のものや、交流の可変電圧可変周波数（VVVF）方式のも
の等その種類は問わず、モータ10の特性に応じた種々の
ものを用いることができる。 又、ASR16は、PI制御を行うものであることが好まし
い。 この実施例は前記のように構成されているので、次の
作用を有する。 モータ10を所望速度に制御するべく、上位コントロー
ラ14から速度指令をモータ制御装置12に伝達する。該モ
ータ制御装置12においては、ASR16が、モータ10の速度
を前記速度指令に従わせるべく、電力変換部20からモー
タ10への供給電力を制御する。 ストリップで束縛されたプロセスライン等の連続ライ
ンを揃速運転するに際して、ロールの駆動を制御してス
トリップの張力を制御する際、即ちトルクを制御する際
には、上位コントローラ14から当該トルクを電流に換算
した電流指令をACR18に伝達することにより、ACR18で各
モータ10のトルクを安定して制御できる。従って、従来
のようにトルク指令を速度指令に加算し、ASR16がPI制
御の場合に生じた、そのトルク分を積分してしまい過補
償となるという事態は避けられる。 又、モータ10に機械的損失等がある場合には、モータ
10の起動と共にその損失による負荷トルクに相当する電
流指令を前記上位コントローラ14から出力し、該電流指
令に従ってACR18は、モータ10への供給電流を制御す
る。従って、従来、速度指令と速度フィードバックとに
偏差が発生し、その結果、機械的損失に相当する電流指
令をASR16が出力していたのとは異なり、起動の遅れが
生じないため、他の機械的損失の無視できる、あるいは
相違するモータと相前後して駆動しても、それらモータ
を精度良く揃速運転することができる。 更に、機械的損失を補償する電流指令に誤差があった
としても、ASR16が速度を管理して補正するため、モー
タ10の速度は、精度良く速度指令に従ったものとなる。 なお、機械的損失の補償や、張力制御等を行わないと
きには、上位コントローラ14側で電流指令を零とするこ
とにより、ACR18への電流指令はASR16の出力で作り出さ
れるので、従来の速度制御装置と全く同じ制御動作にな
る。 次に、第２図に示すように、縦型パスのあるプロセス
ラインにおいて、上側のロール32A、下側のロール32Bと
を駆動するためのモータ10A、10Bを前記モータ制御装置
12で制御した場合について説明する。なお、第２図にお
いて符号34はストリップである。又、上側ロール32A、
下側ロール32Bには第３図のように、それぞれ別に上ロ
ール用、下ロール用モータ制御装置12A、12Bが設けられ
ている。 上側のロール32Aと下側のロール32Bとではロール軸受
部の摩擦トルクは異なる。このため、モータ起動時に各
モータ10A、10B間に遅れの違いが出て、このときにスト
リップ34に張力変動が生じる。上側のロール32Aについ
ては、ロール32Aの自重とストリップ34によって引っ張
られる力の方向が同一のため、それら自重及び引っ張り
力の和の力がロール32Aの軸受に加わる。又、下側のロ
ール32Bについては、ロールの自重とストリップ34によ
って引っ張られる力の方向が逆のため、それら自重と引
っ張り力との差が軸受に加わる。 即ち、上側ロール32Aの摩擦トルクτＬはストリップ
張力Ｔ（kg）とロール重量Ｗ（kg）等から次式（１）で
表わされ、下側ロール32Bの摩擦トルクτＬ′は、同様
に、次式（２）で表わされる。 τＬ＝μ・ｄ・12T＋w1 ……（１） τＬ′＝μ・ｄ・12T−w1 ……（２） ただし、μはロール軸受（ベアリング）摩擦抵抗、ｄ
はロール軸の直径である。 従って、上側のロール32Aと下側のロール32Bとの間で
機械的損失の値が異なり、モータ起動時に遅れが生じる
のである。 そこで、第３図に示すように、この機械的損失の値
を、上位コントローラ14で上下ロール32A、32Bの自重Ｗ
とストリップ34の張力Ｔを前記（１）、（２）式から算
出し、算出された損失値を次式（３）、（４）式のよう
に電流換算した電流指令IL、IL′をモータ制御装置12
A、12Bに与えて補償することにより、上下ロール32A、3
2B同時に起動することができる。 IL＝Ｋ・μ・ｄ・12T＋w1 ……（３） IL′＝Ｋ・μ・ｄ・12T−w1 ……（４） 但し、Ｋは定数である。 これにより、起動時に上下ロール32A、32B間の張力の
差によってストリップ34に張力変動を発生させない安定
した制御を達成できる。 ここで、本発明が実施される前、後モータ制御装置で
モータを制御した場合の速度指令に対する速度実績及び
電流実績の例を、第４図〜第６図に示す。この場合、AS
Rの制御はＰ制御としていた。 まず、第４図に、機械的損失やその他負荷の無い場合
の速度指令に対する速度実績、電流実績の挙動例を示
す。第４図から速度実績は速度指令に従っていることが
分かる。 又、第５図に、機械的損失が生じた場合の速度指令、
速度実績、及び電流実績の関係例を示す。第５図のよう
に、電流実績が機械的損失分の電流を越えるまではモー
タが起動せず、この分がモータの遅れとなる。又、起動
後は、その機械的損失分電流が影響して速度指令と速度
実績の間には偏差が生じている。 これに対して、第６図に、本発明を実施して、電流指
令として機械的損失を補償するトルク分電流をモータ起
動時からステップ状に与えられた場合の例を示す。第６
図に示すように速度実績は機械的損失に影響されずに、
速度指令に沿ったものとなり、第４図の無損失の場合と
同様の結果が得られている。 従って、本発明により、遅れを生じることなく、速度
指令、電流指令に従って精度良くモータを制御できるこ
とが分かる。 なお、前記実施例においては、ストリップの張力及び
ロールの自重によるロールの軸受摩擦抵抗の補償に本発
明を適用した場合について説明したが、本発明の適用範
囲はこれに限定されるものではなく、例えばピンチロー
ルのような圧下した状態のものについてのロール軸受摩
擦抵抗の補償、水中に設置されるロールの回転に対する
液中抵抗分の補償、縦型ルーパのキャリッジモータに対
するストリップ、キャリッジの自重補償を行う場合等の
モータ制御に適用できる。又、機械的損失以外で張力を
制御するためのトルク補償等を行うモータ制御にも適用
できる。
る。 この実施例は、第１図に示すような、速度がストリッ
プから束縛されたストリップ搬送ロール駆動用モータ10
を電流指令及び速度指令に従って制御しようとするモー
タ制御装置12である。 第１図に示すように、このモータ制御装置12には、上
位コントローラ14から電流指令及び速度指令が入力され
る。モータ制御装置12には、速度制御器（ASR）16及び
電流制御器（ACR）18を有する制御部19と、ASR16、ACR1
8の制御信号に従ってモータ10への入力電源の例えば電
圧、電流、周波数の少くともいずれかを制御するための
電力変換部20と、モータ10への供給電流を検出するため
の電流検出器22とが備えられる。 なお、モータ制御装置12においては、速度指令が第１
の加算点24を介してASR16に入力され、電流指令が第２
の加算点26を介してACR18に入力されるようになってい
る。又、前記モータ10には、その速度を検出するための
速度検出器28が設けられており、該速度検出器28の検出
速度は前記第１の加算点24を介して速度指令にフィード
バックされる。又、前記電流検出器22の検出電流は第３
の加算点30を介して電流指令にフィードバックされる。 前記モータ制御装置12は、その制御方式がデジタルあ
るいはアナログ方式のいずれの方式であることを問わな
い。又、電力変換部20には、直流ワードレオナード方式
のものや、交流の可変電圧可変周波数（VVVF）方式のも
の等その種類は問わず、モータ10の特性に応じた種々の
ものを用いることができる。 又、ASR16は、PI制御を行うものであることが好まし
い。 この実施例は前記のように構成されているので、次の
作用を有する。 モータ10を所望速度に制御するべく、上位コントロー
ラ14から速度指令をモータ制御装置12に伝達する。該モ
ータ制御装置12においては、ASR16が、モータ10の速度
を前記速度指令に従わせるべく、電力変換部20からモー
タ10への供給電力を制御する。 ストリップで束縛されたプロセスライン等の連続ライ
ンを揃速運転するに際して、ロールの駆動を制御してス
トリップの張力を制御する際、即ちトルクを制御する際
には、上位コントローラ14から当該トルクを電流に換算
した電流指令をACR18に伝達することにより、ACR18で各
モータ10のトルクを安定して制御できる。従って、従来
のようにトルク指令を速度指令に加算し、ASR16がPI制
御の場合に生じた、そのトルク分を積分してしまい過補
償となるという事態は避けられる。 又、モータ10に機械的損失等がある場合には、モータ
10の起動と共にその損失による負荷トルクに相当する電
流指令を前記上位コントローラ14から出力し、該電流指
令に従ってACR18は、モータ10への供給電流を制御す
る。従って、従来、速度指令と速度フィードバックとに
偏差が発生し、その結果、機械的損失に相当する電流指
令をASR16が出力していたのとは異なり、起動の遅れが
生じないため、他の機械的損失の無視できる、あるいは
相違するモータと相前後して駆動しても、それらモータ
を精度良く揃速運転することができる。 更に、機械的損失を補償する電流指令に誤差があった
としても、ASR16が速度を管理して補正するため、モー
タ10の速度は、精度良く速度指令に従ったものとなる。 なお、機械的損失の補償や、張力制御等を行わないと
きには、上位コントローラ14側で電流指令を零とするこ
とにより、ACR18への電流指令はASR16の出力で作り出さ
れるので、従来の速度制御装置と全く同じ制御動作にな
る。 次に、第２図に示すように、縦型パスのあるプロセス
ラインにおいて、上側のロール32A、下側のロール32Bと
を駆動するためのモータ10A、10Bを前記モータ制御装置
12で制御した場合について説明する。なお、第２図にお
いて符号34はストリップである。又、上側ロール32A、
下側ロール32Bには第３図のように、それぞれ別に上ロ
ール用、下ロール用モータ制御装置12A、12Bが設けられ
ている。 上側のロール32Aと下側のロール32Bとではロール軸受
部の摩擦トルクは異なる。このため、モータ起動時に各
モータ10A、10B間に遅れの違いが出て、このときにスト
リップ34に張力変動が生じる。上側のロール32Aについ
ては、ロール32Aの自重とストリップ34によって引っ張
られる力の方向が同一のため、それら自重及び引っ張り
力の和の力がロール32Aの軸受に加わる。又、下側のロ
ール32Bについては、ロールの自重とストリップ34によ
って引っ張られる力の方向が逆のため、それら自重と引
っ張り力との差が軸受に加わる。 即ち、上側ロール32Aの摩擦トルクτＬはストリップ
張力Ｔ（kg）とロール重量Ｗ（kg）等から次式（１）で
表わされ、下側ロール32Bの摩擦トルクτＬ′は、同様
に、次式（２）で表わされる。 τＬ＝μ・ｄ・12T＋w1 ……（１） τＬ′＝μ・ｄ・12T−w1 ……（２） ただし、μはロール軸受（ベアリング）摩擦抵抗、ｄ
はロール軸の直径である。 従って、上側のロール32Aと下側のロール32Bとの間で
機械的損失の値が異なり、モータ起動時に遅れが生じる
のである。 そこで、第３図に示すように、この機械的損失の値
を、上位コントローラ14で上下ロール32A、32Bの自重Ｗ
とストリップ34の張力Ｔを前記（１）、（２）式から算
出し、算出された損失値を次式（３）、（４）式のよう
に電流換算した電流指令IL、IL′をモータ制御装置12
A、12Bに与えて補償することにより、上下ロール32A、3
2B同時に起動することができる。 IL＝Ｋ・μ・ｄ・12T＋w1 ……（３） IL′＝Ｋ・μ・ｄ・12T−w1 ……（４） 但し、Ｋは定数である。 これにより、起動時に上下ロール32A、32B間の張力の
差によってストリップ34に張力変動を発生させない安定
した制御を達成できる。 ここで、本発明が実施される前、後モータ制御装置で
モータを制御した場合の速度指令に対する速度実績及び
電流実績の例を、第４図〜第６図に示す。この場合、AS
Rの制御はＰ制御としていた。 まず、第４図に、機械的損失やその他負荷の無い場合
の速度指令に対する速度実績、電流実績の挙動例を示
す。第４図から速度実績は速度指令に従っていることが
分かる。 又、第５図に、機械的損失が生じた場合の速度指令、
速度実績、及び電流実績の関係例を示す。第５図のよう
に、電流実績が機械的損失分の電流を越えるまではモー
タが起動せず、この分がモータの遅れとなる。又、起動
後は、その機械的損失分電流が影響して速度指令と速度
実績の間には偏差が生じている。 これに対して、第６図に、本発明を実施して、電流指
令として機械的損失を補償するトルク分電流をモータ起
動時からステップ状に与えられた場合の例を示す。第６
図に示すように速度実績は機械的損失に影響されずに、
速度指令に沿ったものとなり、第４図の無損失の場合と
同様の結果が得られている。 従って、本発明により、遅れを生じることなく、速度
指令、電流指令に従って精度良くモータを制御できるこ
とが分かる。 なお、前記実施例においては、ストリップの張力及び
ロールの自重によるロールの軸受摩擦抵抗の補償に本発
明を適用した場合について説明したが、本発明の適用範
囲はこれに限定されるものではなく、例えばピンチロー
ルのような圧下した状態のものについてのロール軸受摩
擦抵抗の補償、水中に設置されるロールの回転に対する
液中抵抗分の補償、縦型ルーパのキャリッジモータに対
するストリップ、キャリッジの自重補償を行う場合等の
モータ制御に適用できる。又、機械的損失以外で張力を
制御するためのトルク補償等を行うモータ制御にも適用
できる。
以上説明した通り、本発明によればモータの速度及び
電流を速度指令及び電流指令に従って各々独立、且つ、
同時に精度良く制御することができる。 よって、電流制御器によりあらゆる負荷トルクの補償
を、速度制御器とは独立して行うことができるので、モ
ータの起動、停止及び加減速中に当該モータに生じる応
答遅れによる誤差を従来とは比較にならない程小さくし
得る。その結果、複数のモータの揃速運転をするのに有
効であり、特に、ストリップでつながった連続ラインの
モータを制御するに際して、ストリップに与える張力の
変動を極めて小さくできるため有効である。又、前記ラ
インにおいて張力制御も直接トルクにより制御できるた
め、張力制御系のゲインを上げ得ることから、従来に比
較して高い安定性で張力通板を達成できる等の優れた効
果が得られる。
電流を速度指令及び電流指令に従って各々独立、且つ、
同時に精度良く制御することができる。 よって、電流制御器によりあらゆる負荷トルクの補償
を、速度制御器とは独立して行うことができるので、モ
ータの起動、停止及び加減速中に当該モータに生じる応
答遅れによる誤差を従来とは比較にならない程小さくし
得る。その結果、複数のモータの揃速運転をするのに有
効であり、特に、ストリップでつながった連続ラインの
モータを制御するに際して、ストリップに与える張力の
変動を極めて小さくできるため有効である。又、前記ラ
インにおいて張力制御も直接トルクにより制御できるた
め、張力制御系のゲインを上げ得ることから、従来に比
較して高い安定性で張力通板を達成できる等の優れた効
果が得られる。
第１図は、本発明の実施例に係るストリップ搬送ロール
駆動用モータ制御装置の全体構成を示すブロック図、 第２図は、前記モータ制御装置でストリップ搬送ロール
駆動用モータが制御されるプロセスラインの縦型パスを
示す配置図、 第３図は、前記プロセスラインに適用するストリップ搬
送ロール駆動用モータ制御装置の構成を示すブロック
図、 第４乃至第６図は、本発明を実施する前後のモータ運転
状態例を示す線図である。 10、10A、10B……モータ、 12、12A、12B……ストリップ搬送ロール駆動用モータ制
御装置、 14……上位コントローラ、 16……速度制御器（ASR）、 18……電流制御器（ACR）、 20……電力変換部、 22……電流検出器、 24……第１の加算点、 26……第２の加算点、 28……速度検出器、 30……第３の加算点、 32A、32B……上側、下側のロール、 34……ストリップ。
駆動用モータ制御装置の全体構成を示すブロック図、 第２図は、前記モータ制御装置でストリップ搬送ロール
駆動用モータが制御されるプロセスラインの縦型パスを
示す配置図、 第３図は、前記プロセスラインに適用するストリップ搬
送ロール駆動用モータ制御装置の構成を示すブロック
図、 第４乃至第６図は、本発明を実施する前後のモータ運転
状態例を示す線図である。 10、10A、10B……モータ、 12、12A、12B……ストリップ搬送ロール駆動用モータ制
御装置、 14……上位コントローラ、 16……速度制御器（ASR）、 18……電流制御器（ACR）、 20……電力変換部、 22……電流検出器、 24……第１の加算点、 26……第２の加算点、 28……速度検出器、 30……第３の加算点、 32A、32B……上側、下側のロール、 34……ストリップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−258691（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−110076（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−227679（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186185（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−291683（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−259777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310390（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】速度がストリップから束縛されたストリッ
プ搬送ロール駆動用モータを制御するモータ制御装置で
あって、 前記モータに入力する電源を制御するための電流制御器
と、 目標ライン速度に応じて外部から入力される速度指令に
応じた内部電流指令を、前記電流制御器に出力する速度
制御器と、 目標張力に基づいて算出され、外部から入力される電流
指令を、前記速度制御器出力の内部電流指令に加えて前
記電流制御器に入力する手段とを備え、 ストリップのライン速度と張力が独立して且つ同時に制
御可能とされていることを特徴とするプロセスラインの
ストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293682A JP2721409B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | プロセスラインのストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293682A JP2721409B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | プロセスラインのストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155380A JPH03155380A (ja) | 1991-07-03 |
| JP2721409B2 true JP2721409B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=17797868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1293682A Expired - Lifetime JP2721409B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | プロセスラインのストリップ搬送ロール駆動用モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2721409B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921504B2 (ja) * | 1978-06-19 | 1984-05-21 | 株式会社東芝 | 材料速度検出装置 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1293682A patent/JP2721409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03155380A (ja) | 1991-07-03 |
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