JP2770441B2 - 超低速域でのインバータ装置の運転方法 - Google Patents
超低速域でのインバータ装置の運転方法Info
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- JP2770441B2 JP2770441B2 JP1179734A JP17973489A JP2770441B2 JP 2770441 B2 JP2770441 B2 JP 2770441B2 JP 1179734 A JP1179734 A JP 1179734A JP 17973489 A JP17973489 A JP 17973489A JP 2770441 B2 JP2770441 B2 JP 2770441B2
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- Japan
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- inverter
- tension
- inverter device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙，フィルム又は金属加工設備において、
超低速域でインバータ装置を運転する場合のその運転方
法に関する。
超低速域でインバータ装置を運転する場合のその運転方
法に関する。
〔従来技術〕 インバータ装置を超低速域（インバータの１次運転周
波数指令f1が例えば1Hz以下）で運転する場合、インバ
ータ装置内の変換素子の導通切替時間は、非常に長周期
（最悪は、f1＝0Hzで、無限大）となり、ある相の変換
素子に導通が固定されてしまう。そのため、その変換素
子に発生損失が集中し、素子の許容温度上昇限度を越え
ると熱的破壊に至る。
波数指令f1が例えば1Hz以下）で運転する場合、インバ
ータ装置内の変換素子の導通切替時間は、非常に長周期
（最悪は、f1＝0Hzで、無限大）となり、ある相の変換
素子に導通が固定されてしまう。そのため、その変換素
子に発生損失が集中し、素子の許容温度上昇限度を越え
ると熱的破壊に至る。
従来の紙，フィルム又は金属加工設備においては、比
較的低速な設備が多く、操業速度範囲は1:30程度であ
り、インバータの１次運転周波数指令f1が連続的に1Hz
以下となるような設備は、ほとんどなく問題になること
はなかった。ごく一部の超低速用途に対しては、インバ
ータ装置の許容電流低減分インバータ容量を上げたり、
インバータ装置内の保護機能を動作させることで対応し
てきた。前者は、コストアップ、容量アップによる制御
盤サイズの大型化、後者は、無条件にインバータ装置が
保護動作を行なうため、設備停止に至ってしまうという
欠点があった。
較的低速な設備が多く、操業速度範囲は1:30程度であ
り、インバータの１次運転周波数指令f1が連続的に1Hz
以下となるような設備は、ほとんどなく問題になること
はなかった。ごく一部の超低速用途に対しては、インバ
ータ装置の許容電流低減分インバータ容量を上げたり、
インバータ装置内の保護機能を動作させることで対応し
てきた。前者は、コストアップ、容量アップによる制御
盤サイズの大型化、後者は、無条件にインバータ装置が
保護動作を行なうため、設備停止に至ってしまうという
欠点があった。
ところが、これらの設備の高速化に伴って、超低速域
でのインバータ適用は増加してきており、上記の不具合
が問題となってきた。すなわち、通常、これらの設備
は、作業速度から最高運転速度までの可変速範囲が必要
である。作業速度は、運転速度が違っても、ほぼ同じで
15〜30m/minが普通である。したがって、最高運転速度
が高くなるほど、すなわち設備が高速化するほど、運転
速度の可変速範囲は広くなり、低速域でのインバータ運
転が必要となる。最近の設備は、高速化傾向にあり、そ
れにつれて、低速域でのインバータ適用が増えている。
でのインバータ適用は増加してきており、上記の不具合
が問題となってきた。すなわち、通常、これらの設備
は、作業速度から最高運転速度までの可変速範囲が必要
である。作業速度は、運転速度が違っても、ほぼ同じで
15〜30m/minが普通である。したがって、最高運転速度
が高くなるほど、すなわち設備が高速化するほど、運転
速度の可変速範囲は広くなり、低速域でのインバータ運
転が必要となる。最近の設備は、高速化傾向にあり、そ
れにつれて、低速域でのインバータ適用が増えている。
そこで、本発明は、超低速域でのインバータ適用にお
いても上記の問題が生じないインバータ装置の運転方法
を確立することを目的とする。
いても上記の問題が生じないインバータ装置の運転方法
を確立することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明のインバータ装置の
運転方法は、インバータ装置を超低速域で運転するに際
し、対象とするインバータ装置が速度制御されている場
合には、当該インバータ装置に与えている負荷をインバ
ータ変換素子能力以内となるように制限し、対象とする
インバータ装置が張力またはトルク制御されている場合
には、張力またはトルク設定をインバータ変換素子能力
以内となるように制限することを特徴とする。
運転方法は、インバータ装置を超低速域で運転するに際
し、対象とするインバータ装置が速度制御されている場
合には、当該インバータ装置に与えている負荷をインバ
ータ変換素子能力以内となるように制限し、対象とする
インバータ装置が張力またはトルク制御されている場合
には、張力またはトルク設定をインバータ変換素子能力
以内となるように制限することを特徴とする。
本発明においては、インバータ内で演算されるインバ
ータ運転周波数指令（１次周波数指令f1）を検出し、超
低速時において、f1から決まるインバータの許容電流値
以下になるような張力またはトルクなどの操業条件を設
定することにより、インバータの変換素子の熱的破壊を
防止する。
ータ運転周波数指令（１次周波数指令f1）を検出し、超
低速時において、f1から決まるインバータの許容電流値
以下になるような張力またはトルクなどの操業条件を設
定することにより、インバータの変換素子の熱的破壊を
防止する。
これにより、超低速域においては、インバータの変換
素子を流れる電流が許容値内に制限されることになり、
変換素子の熱的破壊に至ることなく、設備の連続的運転
が可能となる。
素子を流れる電流が許容値内に制限されることになり、
変換素子の熱的破壊に至ることなく、設備の連続的運転
が可能となる。
以下、本発明の具体的実施例を第１図に示して説明す
る。
る。
第１図は、紙、フィルム又は金属設備の巻戻し機の制
御構成の一例を示している。
御構成の一例を示している。
巻戻し機に装着されたコア１は、ガイドロール２、ダ
ンサロール３を経由してライン内に送り込まれる。ベク
トル制御インバータ装置７は、巻き戻し機駆動用電動機
５の速度を検出する回転数検出器６からの信号をフィー
ドバックする速度制御ループまでの機能を備えている。
本インバータ装置７は、主幹コントローラ（PLC）内で
ダンサロール位置検出器４により、ダンサロール位置制
御が行なわれ、ダンサロール位置を一定に保つように速
度制御される。巻戻し機セクションの張力は、張力設定
器15により、直線指令器17を通って、電空（電気−空
気）変換器18に与られダンサロール３によって確保され
る。ここで、巻戻しドライブ装置の負荷は、機械損を無
視すると、ほぼ電空変換器18が与える張力に相当する値
となる。
ンサロール３を経由してライン内に送り込まれる。ベク
トル制御インバータ装置７は、巻き戻し機駆動用電動機
５の速度を検出する回転数検出器６からの信号をフィー
ドバックする速度制御ループまでの機能を備えている。
本インバータ装置７は、主幹コントローラ（PLC）内で
ダンサロール位置検出器４により、ダンサロール位置制
御が行なわれ、ダンサロール位置を一定に保つように速
度制御される。巻戻し機セクションの張力は、張力設定
器15により、直線指令器17を通って、電空（電気−空
気）変換器18に与られダンサロール３によって確保され
る。ここで、巻戻しドライブ装置の負荷は、機械損を無
視すると、ほぼ電空変換器18が与える張力に相当する値
となる。
第１図中、８はコア径演算部であり、時々刻々巻き減
っていくコア径の現在値を演算する。速度指令器９で
は、ラインの運転速度を設定する速度設定部10から与え
られた巻戻し機へのライン速度指令をＳ字カーブで与え
る。一方、ダンサロール位置の目標とする位置を設定す
る位置設定器12の設定値とダンサロール位置検出器４で
検出したダンサロール位置信号の偏差は、位置制御部11
に入力され、ダンサロール位置を設定位置に確保する制
御（通常、PID制御）を行う。位置制御部11の出力信号
と、前記速度指令器９の出力信号の和をコア径演算部８
で演算されたコア径で割った値が速度指令信号としてイ
ンバータ装置７に入力される。
っていくコア径の現在値を演算する。速度指令器９で
は、ラインの運転速度を設定する速度設定部10から与え
られた巻戻し機へのライン速度指令をＳ字カーブで与え
る。一方、ダンサロール位置の目標とする位置を設定す
る位置設定器12の設定値とダンサロール位置検出器４で
検出したダンサロール位置信号の偏差は、位置制御部11
に入力され、ダンサロール位置を設定位置に確保する制
御（通常、PID制御）を行う。位置制御部11の出力信号
と、前記速度指令器９の出力信号の和をコア径演算部８
で演算されたコア径で割った値が速度指令信号としてイ
ンバータ装置７に入力される。
第１図の一点鎖線内が本発明において追加した回路で
ある。この回路では、インバータ装置７の１次周波数指
令f1から決まる変換素子の許容電流特性により、あらか
じめ１次的周波数指令−許容トルクの関数回路13を作っ
ておき、インバータ装置７から検出されるf1より、許容
トルクＴを計算する。この許容トルクＴ及びコア径演算
部８で演算されたコア径Ｄを張力設定演算部14に入力
し、ライン内材料にかかる張力値Ｆに変換する。最小値
回路16では、張力設定器15で設定された設定張力と張力
設定演算部14によって制限される張力値の小さい方を出
力し、直線指令器17に入力する。
ある。この回路では、インバータ装置７の１次周波数指
令f1から決まる変換素子の許容電流特性により、あらか
じめ１次的周波数指令−許容トルクの関数回路13を作っ
ておき、インバータ装置７から検出されるf1より、許容
トルクＴを計算する。この許容トルクＴ及びコア径演算
部８で演算されたコア径Ｄを張力設定演算部14に入力
し、ライン内材料にかかる張力値Ｆに変換する。最小値
回路16では、張力設定器15で設定された設定張力と張力
設定演算部14によって制限される張力値の小さい方を出
力し、直線指令器17に入力する。
関数回路13で作る関数については、インバータ装置７
の変換素子の時間−許容電流特性から求まる電流値をト
ルク値に変換することにより求まる。この関数の実際の
作成は、補間法で実現することができる。その一例を説
明する。いま、実際に得られたトルク−１次周波数指令
特性曲線を第３図のように0Hzを基準として、横軸、縦
軸をｎ等分する。そうすると、１次周波数指令がｆのと
きの許容トルクＴは、次式で求められる。
の変換素子の時間−許容電流特性から求まる電流値をト
ルク値に変換することにより求まる。この関数の実際の
作成は、補間法で実現することができる。その一例を説
明する。いま、実際に得られたトルク−１次周波数指令
特性曲線を第３図のように0Hzを基準として、横軸、縦
軸をｎ等分する。そうすると、１次周波数指令がｆのと
きの許容トルクＴは、次式で求められる。
以上は、動力、回生トルク制限を同じにした場合で、
動力、回生の制限を別にする場合は、動力、回生用の補
間定数を各々持てば良いだけで、いずれにしてもプログ
ラマブルコントローラのレベルで容易に実現することが
できる。
動力、回生の制限を別にする場合は、動力、回生用の補
間定数を各々持てば良いだけで、いずれにしてもプログ
ラマブルコントローラのレベルで容易に実現することが
できる。
このようにして求めたトルクと、巻戻しコアの現在径
とから許容張力が求まる。この張力と張力設定器15より
与える張力との最小値を求め、電空変換器18への出力を
常にインバータ変換素子の許容電流以内に制限してやれ
ば、インバータ変換素子には、常に許容電流以下の電流
が流れることになり、素子の熱的破壊を防止することが
できる。対象としている設備での超低速域では、通紙
（ラインの中に素材を通していく時の速度で、オペレー
タがハンドリングできる低い速度。通常、15〜30m/mi
n）、条件出し（通紙後、操業運転に入るが、各種の設
定条件を整えるために低速で運転する。速度を落として
非製品の量を減らすこと。）での運転であり、巻戻しセ
クションの張力が少しくらい下がったとしても、操業上
は全く支障がない。
とから許容張力が求まる。この張力と張力設定器15より
与える張力との最小値を求め、電空変換器18への出力を
常にインバータ変換素子の許容電流以内に制限してやれ
ば、インバータ変換素子には、常に許容電流以下の電流
が流れることになり、素子の熱的破壊を防止することが
できる。対象としている設備での超低速域では、通紙
（ラインの中に素材を通していく時の速度で、オペレー
タがハンドリングできる低い速度。通常、15〜30m/mi
n）、条件出し（通紙後、操業運転に入るが、各種の設
定条件を整えるために低速で運転する。速度を落として
非製品の量を減らすこと。）での運転であり、巻戻しセ
クションの張力が少しくらい下がったとしても、操業上
は全く支障がない。
第２図は、巻戻し機を張力制御した例を示している。
本実施例も同様に、インバータ装置７から１次周波数を
検出し、関数回路13にて許容トルクＴを求め、巻戻しコ
ア１の現在径Ｄとから許容張力Ｆを計算する。この張力
Ｆと張力設定器15で設定された設定張力との最小値を求
めドライブ装置にトルク指令として与えれば、超低速域
における変換素子の熱的破壊を防止することができる。
第２図において、19はライン内にある材料の張力を検出
する張力検出器、20はライン加減速時の慣性分による加
減速トルクを発生する慣性補償回路、21はライン速度に
よって変化するメカニカルロスをトルク成分で補償する
メカニカルロス補償回路、22は張力設定値と実際の張力
の偏差に基づいて材料の張力を設定張力に確保する制御
を行う張力制御部で、通常、PID制御を行う。
本実施例も同様に、インバータ装置７から１次周波数を
検出し、関数回路13にて許容トルクＴを求め、巻戻しコ
ア１の現在径Ｄとから許容張力Ｆを計算する。この張力
Ｆと張力設定器15で設定された設定張力との最小値を求
めドライブ装置にトルク指令として与えれば、超低速域
における変換素子の熱的破壊を防止することができる。
第２図において、19はライン内にある材料の張力を検出
する張力検出器、20はライン加減速時の慣性分による加
減速トルクを発生する慣性補償回路、21はライン速度に
よって変化するメカニカルロスをトルク成分で補償する
メカニカルロス補償回路、22は張力設定値と実際の張力
の偏差に基づいて材料の張力を設定張力に確保する制御
を行う張力制御部で、通常、PID制御を行う。
以上述べたように、本発明においては、対象とするイ
ンバータ装置が速度制御されいる場合には、当該インバ
ータ装置に与えている負荷をインバータ変換素子能力以
内となるように制限し、対象とするインバータ装置が張
力またはトルク制御されている場合には、張力またはト
ルク設定をインバータ変換素子能力以内となるように制
限する方法としている。これにより、 超低速域でのインバータの保護が行なえ、設備の連
続操業が可能となる。
ンバータ装置が速度制御されいる場合には、当該インバ
ータ装置に与えている負荷をインバータ変換素子能力以
内となるように制限し、対象とするインバータ装置が張
力またはトルク制御されている場合には、張力またはト
ルク設定をインバータ変換素子能力以内となるように制
限する方法としている。これにより、 超低速域でのインバータの保護が行なえ、設備の連
続操業が可能となる。
無条件にインバータ内で、保護を行なわないので、
設備を停止させることなく、最適な保護を行なうことが
できる。
設備を停止させることなく、最適な保護を行なうことが
できる。
設備の操業条件からすると、超低速域においてライ
ン内張力が少しくらい下がっても全然支障なく運転する
ことができ、さらに適性なインバータ装置を選定するこ
とができるので、コストアップも防止できる。
ン内張力が少しくらい下がっても全然支障なく運転する
ことができ、さらに適性なインバータ装置を選定するこ
とができるので、コストアップも防止できる。
という効果がある。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は許容トル
ク−１次周波数指令演算部における関数の作成例の説明
図である。 1:巻き戻しコア、2:ガイドロール 3:ダンサロール、4:位置検出器 5:巻き戻し機駆動用電動機 6:電動機回転数検出器 7:ベクトル制御インバータ装置 8:コア径演算部、9:速度指令器 10:速度設定部、11:位置制御部 12:位置設定器 13:関数回路（許容トルク−１次周波数指令演算部） 14:張力設定演算部、15:張力設定器 16:最小値回路、17:直線指令器 18:電空変換器、19:張力検出器 20:慣性補償回路 21:メカニカルロス補償回路 22:張力制御部
発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は許容トル
ク−１次周波数指令演算部における関数の作成例の説明
図である。 1:巻き戻しコア、2:ガイドロール 3:ダンサロール、4:位置検出器 5:巻き戻し機駆動用電動機 6:電動機回転数検出器 7:ベクトル制御インバータ装置 8:コア径演算部、9:速度指令器 10:速度設定部、11:位置制御部 12:位置設定器 13:関数回路（許容トルク−１次周波数指令演算部） 14:張力設定演算部、15:張力設定器 16:最小値回路、17:直線指令器 18:電空変換器、19:張力検出器 20:慣性補償回路 21:メカニカルロス補償回路 22:張力制御部
Claims (1)
- 【請求項１】インバータ装置を超低速域で運転するに際
し、対象とするインバータ装置が速度制御されている場
合には、当該インバータ装置に与えている負荷をインバ
ータ変換素子能力以内となるように制限し、対象とする
インバータ装置が張力またはトルク制御されている場合
には、張力またはトルク設定をインバータ変換素子能力
以内となるように制限することを特徴とする超低速域で
のインバータ装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179734A JP2770441B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 超低速域でのインバータ装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179734A JP2770441B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 超低速域でのインバータ装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346954A JPH0346954A (ja) | 1991-02-28 |
| JP2770441B2 true JP2770441B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=16070937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179734A Expired - Lifetime JP2770441B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 超低速域でのインバータ装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770441B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2687760B2 (ja) * | 1991-05-17 | 1997-12-08 | 株式会社ニレコ | 連続体の搬送張力制御装置 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP1179734A patent/JP2770441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0346954A (ja) | 1991-02-28 |
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