JP3232793B2 - 速度制御機能およびトルク制御機能を備えたモ−タ制御装置における速度制御とトルク制御のショックレス切換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はドラムに巻かれたシ−
ト類の巻き出し，または巻き取る作業等のシ−ト類を保
持する両側に駆動機構を設け，主としてドラム間のシ−
ト加工機構等で送り速度を制御し，速度制御またはトル
ク制御を行う両側の駆動機構に係り，特に速度制御から
トルク制御に，またはトルク制御から速度制御に切り換
える時に駆動機構の出力がショックなしに連続的に変化
する速度制御機能およびトルク制御機能を備えたモ−タ
制御装置における速度制御とトルク制御のショックレス
切換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のシ−ト加工，鋼板の圧延工程等に
おいては，ドラムに巻かれたシ−トや鋼板等の材料を他
のドラムに巻き取り，そのシ−ト等の移動中に加工処理
を行うような作業が行われている。このような作業にお
いては，引張り力と，材料の送り速度の両方を制御する
ために，例えば図３に示すように，加工中は，加工用の
ミルで速度制御を行い，巻き出し側と，巻き取り側でト
ルクの制御を行っている。図３において，Ａはこの工程
の概要構造を示していて，１は巻き取り側で，１Ｄが巻
き取りドラム，１Ｍが巻き取りドラム１Ｄを駆動する第
１のモ−タである。また，２は巻き出し側で，２Ｄが材
料が巻かれているドラム，２Ｍはドラム２Ｄの回転を駆
動する第２のモ−タである。３はシ−ト状の材料を示し
ている。巻き取りドラム１Ｄと巻き出しドラム２Ｄの間
には，複数の材料保持ロ−ラと加工用のミル等が設けら
れている。図３には１セットのミル４を図示している。
なお，図３にはミル４以外の中間ロ−ラや加工機構等の
図示は省略している。ミル４には，図示しない速度検出
器と駆動モ−タおよび回転速度制御機能を設けた駆動モ
−タの制御装置等が設けられている。巻き取りドラム１
Ｄを駆動する第１のモ−タ１Ｍ，ドラム２Ｄの回転を駆
動する第２のモ−タ２Ｍも図示しないトルクおよび速度
の制御機能を備えている。

【０００３】作業の開始時には，図３に示す巻き取り側
１においては，当初，モ−タ１Ｍの速度制御を行い，ド
ラム１Ｄに材料が巻き取られると，モ−タ１Ｍをトルク
制御に切り換える制御操作が行われる。速度制御からト
ルク制御に切り換える従来の回路動作例を図４に示す。
図４において，操作機能部１０に設けた速度設定器１０
ａによって設定された速度指令信号は自動速度調節機能
３１に入力し，スイッチ機能３２の閉路している第１の
接点回路３２ａを経由して，自動電流調節機能３３に入
力している。自動電流調節機能３３の出力は，モ−タ１
Ｍを駆動する，例えばインバ−タ３４を制御し，インバ
−タ３４の出力はモ−タ１Ｍの回転速度をインバ−タ３
４の出力周波数等によって制御している。ドラム１Ｄを
所定の回転速度で駆動するモ−タ１Ｍの回転速度は，パ
ルスエンコ−ダ等の回転速度検出器３６によって検出さ
れ，自動速度調節機能３１にフィ−ドバックして検出し
たモ−タ１Ｍの回転速度と速度設定器１０ａに設定され
た速度指令値とを比較し，その偏差値に対応する電流信
号を出力している。モ−タ１Ｍを駆動する電流値はＣＴ
等の電流値検出器３５によって検出されて，自動電流調
節機能３３にフィ−ドバックされ，自動電流調節機能３
３内において別途，自動速度調節機能３１から入力され
る電流信号と比較し，その偏差値に対応する電流信号を
出力してインバ−タ３４の制御信号を出力している。自
動速度調節機能３１と自動電流調節機能３３とは夫々，
２入力の比較減算機能と減算結果の偏差値に所定の処理
を施すための積分機能等を有する所定の性能を備えた増
幅機能等から構成されている。自動速度調節機能３１か
ら出力する電流信号はスイッチ機能３２の閉路している
第２の接点回路３２ｂを経由して関数発生機能３７に入
力しているが，関数発生機能３７の出力回路はスイッチ
機能３２の第３の接点回路３２ｃが開路しているので出
力されない。上述の回路機能の構成によって，操作機能
部１０に設けた速度設定器１０ａに設定した速度指令信
号に従った速度でモ−タ１Ｍは駆動される。

【０００４】操作機能部１０に設けた速度／トルク切換
器１０ｃを，それまでの速度制御からトルク制御に切り
換えると，前述したスイッチ機能３２の第１の接点回路
３２ａと，第２の接点回路３２ｂが開路されるので，自
動速度調節機能３１からの出力は自動電流調節機能３３
にも関数発生機能３７にも伝達されない。一方，操作機
能部１０に設けたトルク設定器１０ｂに設定したトルク
指令信号が，閉路されたスイッチ機能３２の第４の接点
回路３２ｄを経由して関数発生機能３７に入力する。ト
ルク指令信号値はモ−タ１Ｍが指令トルク値を出力すべ
きモ−タ１Ｍの駆動電流値を示している。関数発生機能
３７においては，当初，入力していた電流信号の値と，
新たに入力したトルク指令信号の偏差値に対応し，当
初，入力していた電流信号値から新たに入力したトルク
指令信号値まで，所定時間で滑らかに連結するように補
間する指令信号を出力する。即ち，関数発生機能３７に
は，所定周波数のクロックパルスに従って，例えば所定
のランプ特性，またはジャ−ク特性に従って当初入力値
から現在入力値までの間を補間する関数値を出力する関
数表または演算機能が設けられている。関数発生機能３
７の出力値がトルク指令信号値と一致すると，関数発生
機能３７からはトルク指令信号値が電流指令値として出
力する。関数発生機能３７の出力は閉路されたスイッチ
機能の第３の接点回路３２ｃを経由して前述した自動電
流調節機能３３に入力する。従って，速度制御モ−ド同
様，自動電流調節機能３３の出力値に従ってモ−タ１Ｍ
は駆動される。

【０００５】作業の完了時には，図３に示す巻き出し側
２においては，加工作業中はモ−タ２Ｍをトルク制御を
行い，ドラム２Ｄから材料が巻き取られると，モ−タ２
Ｍを速度制御に切り換える制御操作が行われる。巻き出
し側２においてモ−タ２Ｍをトルク制御から速度制御に
切り換える従来の回路動作例を図５に示す。図５におい
て，操作機能部１０に設けたトルク設定器１０ｂによっ
て設定されたトルク指令信号は指令されたモ−タ２Ｍが
指令されたトルクを出力するに必要な電流指令値として
出力する。この電流指令値はスイッチ機能４２の閉路さ
れている第１の接点回路４２ａを経由して自動電流調節
機能４３に入力している。自動電流調節機能４３の出力
はモ−タ２Ｍを駆動する，例えばインバ−タ４４を制御
し，インバ−タ４４の出力はモ−タ２Ｍが指令されたト
ルクを出力するように制御している。ドラム２Ｄを所定
のトルクで駆動するモ−タ２Ｍの回転速度はパルスエン
コ−ダ等の回転速度検出器４６によって検出され，スイ
ッチ機能４２の閉路している第２の接点回路４２ｂを経
由して関数発生機能４７と自動速度調節機能４１に入力
している。モ−タ２Ｍを駆動する電流値はＣＴ等の電流
値検出器４５によって検出されて自動電流調節機能４３
にフィ−ドバックし，自動電流調節機能４３において自
動速度調節機能４１から入力するトルク指令値を指定す
る電流値と比較して偏差値に対応する電流信号を出力
し，インバ−タ４４の制御信号を出力している。電流値
検出器４５の出力は，また自動速度調節機能４１に入力
している。自動速度調節機能４１から出力する信号はス
イッチ機能４２の開路している第３の接点回路４２ｃに
よって遮断され，出力されない。上述の回路機能の構成
によって，操作機能部１０に設けたトルク設定器１０ｂ
に設定したトルク指令信号に従ったトルクを出力するよ
うにモ−タ２Ｍは駆動される。

【０００６】操作機能部１０に設けたトルク／速度切換
器１０ｃを，それまでのトルク制御から速度制御に切り
換えると，前述したスイッチ機能４２の第１の接点回路
４２ａが開路されるので，トルク設定器１０ｂから出力
されるトルク指令信号は自動電流調節機能４３には伝達
されない。また，モ−タ２Ｍの回転速度を検出していた
回転速度検出器４６の信号は，スイッチ機能４２の閉路
している第２の接点回路４２ｂが開路するので関数発生
機能４７には入力されない。スイッチ機能４２の開路し
ている第４の接点回路４２ｄが閉路するので，操作機能
部１０に設けた速度設定器１０ａに設定される速度指令
信号が関数発生機能４７に入力する。従って，関数発生
機能４７では，最初に入力していた回転速度検出器４６
の信号値と速度設定器１０ａに設定される速度指令信号
値との偏差を補間する信号を所定の時間変化速度で出力
する。関数発生機能４７の出力信号は自動速度調節機能
４１に入力し，フィ−ドバックされる回転速度検出器４
６により検出されるモ−タ２Ｍの回転速度信号と比較
し，偏差値から得られる電流指令信号を閉路されたスイ
ッチ機能４２の第３の接点回路４２ｃを経由して自動電
流調節機能４３に入力する。自動電流調節機能４３は電
流値検出器４５によって検出されたモ−タ２Ｍの駆動電
流値と比較し，その偏差値に対応する電流信号をインバ
−タ４４に出力し，モ−タ２Ｍを指令速度信号通りに制
御する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上述したよ
うな従来のモ−タの制御手段によると，速度制御からト
ルク制御に変換する場合はモ−タの回転に大きな衝撃な
しに切り換えが実行されるが，トルク制御から速度制御
に変換する場合は，自動速度調節機能４１の出力値はト
ルク設定器１０ｂから出力されていた指令トルク信号値
と一致している保証はない。そのために，トルク制御か
ら速度制御に切り換えるタイミングにモ−タの回転に衝
撃を発生し，負荷（図３に示す材料３）に悪影響を及ぼ
すことがあるという問題点があった。本発明は従来の上
記課題（問題点）を解決し，速度制御からトルク制御へ
の切り換え，またはトルク制御から速度制御への切り換
えのいずれの場合においても駆動機構であるモ−タ回転
に瞬間的変化（以下ショックと記す）を発生することな
く連続的に出力変化を可能にする速度制御機能およびト
ルク制御機能を備えたモ−タ制御装置における速度制御
とトルク制御のショックレス切換方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，速度設定器から入力する速度指令信号に基づく積分
機能を設けた自動速度調節機能の出力と，トルク設定器
から入力するトルク指令信号とを，スイッチ機能により
切り換えることによって，速度制御機能およびトルク制
御機能を実行するモ−タ制御装置において，トルク制御
から速度制御への切り換えタイミングに入力するモ−タ
の速度信号値と速度設定器から入力する速度指令信号値
とを所定の特性で補間する一方の関数発生機能を速度設
定器の出力側に設け，トルク制御から速度制御への切り
換えタイミングに出力するトルク制御値を自動速度調節
機能の積分機能の出力値としてセットするセット機能を
自動速度調節機能に設け，速度制御からトルク制御への
切り換えタイミングに入力するモ−タ電流信号値とトル
ク設定器から出力するトルク指令信号値を所定の特性で
補間する他方の関数発生機能をトルク設定器の出力側に
設けるように構成した。また，速度設定器から入力する
速度指令信号に基づくリニア増幅機能を備えた他の自動
速度調節機能の出力と，トルク設定器から入力するトル
ク指令信号とを，スイッチ機能によって切り換えること
によって速度制御機能およびトルク制御機能を実行する
モ−タ制御装置において，トルク制御から速度制御への
切り換えタイミングに入力するモ−タの速度信号から，
トルク設定器から入力するトルク指令信号値を上記自動
速度調節機能の有するゲインで割った商で減算した値と
速度設定器から入力する速度指令信号値とを所定の特性
で補間する一方の関数発生機能を速度設定器の出力側に
設け，速度制御からトルク制御への切り換えタイミング
に入力するモ−タ電流信号値とトルク設定器から出力す
るトルク指令信号値を所定の特性で補間する他方の関数
発生機能をトルク設定器の出力側に設けるようにしても
良い。

【０００９】

【作用】本発明は，上述のように構成したので，自動速
度調節機能（ＡＳＲ）の積分機能の有無に関係なく，ト
ルク制御から速度制御への切り換えの場合にも，速度制
御からトルク制御に切り換える場合にも，モ−タの回転
が急激に変化しない。従って，負荷に対してショックを
与えるようなことはない。

【００１０】

【実施例】本発明を適用した速度制御機能およびトルク
制御機能を備えたモ−タ制御装置における速度制御と，
トルク制御のショックレス切換方法の実施例を図１，図
２および図３を参照して詳細に説明する。シ−ト類の送
り工程で加工するような作業においては，引張り力と，
材料の送り速度の両方を制御するために，例えば，図３
に示すように加工用のミルで速度制御を行い，巻き出し
側と巻き取り側でトルクの制御を行っている。前述した
図３にはミル４により鋼板を圧延し引き延ばしながら移
送するときの鋼板の中間部を加工用のミルで速度制御を
行い，巻き出し側と巻き取り側でトルクの制御を行って
いるシステムの概要構成を示している。図３において，
Ａはこの工程の概要構造を示していて，１は巻き取り側
で，１Ｄが巻き取りドラム，１Ｍが巻き取りドラム１Ｄ
を駆動する第１のモ−タである。また，２は巻き出し側
で，２Ｄが材料が巻かれているドラム，２Ｍはドラム２
Ｄの回転を駆動する第２のモ−タである。３はシ−ト状
の材料を示している。巻き取りドラム１Ｄと巻き出しド
ラム２Ｄの間には，複数の材料保持ロ−ラと加工用のミ
ル等が設けられている。図３には１セットのミル４を図
示している。なお，ミル４以外の中間ロ−ラや加工機構
等の図示は省略している。ミル４には，図示しない速度
検出器と駆動モ−タおよび回転速度制御機能を設けた駆
動モ−タの制御装置等が設けられている。

【００１１】実施例１：図１において，Ａ１は図３に示
したシステムにおける夫々のモ−タ制御に適用できる本
発明に基づく速度制御機能およびトルク制御機能を備え
たモ−タ制御装置を示していて，詳細制御機能等の図示
は省略している。図１において，１０はこのシステムの
操作機能のうち対象モ−タの操作機能部を取り出して示
している。操作機能部１０において，１０ａは速度設定
器，１０ｂはトルク設定器，１０ｃは速度制御モ−ドと
トルク制御モ−ドの切換器である。１２はスイッチ機能
であって，切換器１０ｃによって切り換えられる。スイ
ッチ機能１２は，回路を切り換える機能を有していれ
ば，半導体ゲ−ト回路による無接点リレ−でも有接点リ
レ−でも良いが，図においては，説明の便宜上接点回路
で示している。また，図１においてはスイッチ機能１２
の第３の接点回路１２ｃはトルク制御モ−ドに設定され
ている状態を示している。トルク設定器１０ｂによって
設定されたトルク指令信号は，詳細を後述する第１の関
数発生機能１１に入力する。第１の関数発生機能１１
は，定常状態では入力するトルク指令信号をそのままト
ルク制御信号として出力する。第１の関数発生機能１１
から出力するトルク制御信号は，スイッチ機能１２の閉
路している第１の接点回路１２ａを経由して自動電流調
節機能（ＡＣＲ）１３に入力し，自動電流調節機能１３
から出力されるモ−タＭの制御信号は，モ−タＭを駆動
する交流電力発生機能，例えばインバ−タ１４の動作を
制御し，インバ−タ１４の出力は，ミル（図３に示す
４）の作動によって定まる材料３の送り速度に対応し
て，トルク設定器１０ｂによって設定されたトルク指令
信号に従ったトルクを出力するようにモ−タＭを駆動す
る。モ−タＭを駆動する電流値はＣＴ等の電流値検出器
１５によって検出されて，自動電流調節機能１３にフィ
−ドバックして，前述した第１の関数発生機能１１から
出力するトルク制御信号と比較し，その偏差値に対応し
て自動電流調節機能１３の出力電流を制御している。ま
た，第１の関数発生機能１１から出力するトルク制御信
号はスイッチ機能１２の閉路している第２の接点回路１
２ｂを経由して詳細を後述する自動速度調節機能（ＡＳ
Ｒ）１８Ｉに入力している。パルスエンコ−ダ等によっ
て構成された回転速度検出器１６によって検出されたモ
−タＭの回転速度信号は，スイッチ機能１２の閉路して
いる第３の接点回路１２ｃによって詳細を後述する第２
の関数発生機能１７の設定部１７ａに入力している。ま
た，回転速度検出器１６によって検出されていたモ−タ
Ｍの回転速度信号は，自動速度調節機能１８Ｉにフィ−
ドバックしている。自動速度調節機能１８Ｉの出力は，
スイッチ機能１２の開路している第４の接点回路１２ｄ
によって，自動電流調節機能１３には入力しない。な
お，自動速度調節機能１８Ｉは積分機能を有している。

【００１２】スイッチ機能１２の第３の接点回路１２ｃ
が速度制御モ−ドに設定されていると，速度設定器１０
ａによって設定された速度指令信号は，第２の関数発生
機能１７に入力する。第２の関数発生機能１７は定常状
態では入力する速度指令信号をそのまま速度制御信号と
して出力する。第２の関数発生機能１７から出力する速
度制御信号は，自動速度調節機能１８Ｉに入力し，自動
速度調節機能１８Ｉによって変換され出力されるモ−タ
Ｍの制御信号は，スイッチ機能１２の閉路した第４の接
点回路１２ｄを経由して自動電流調節機能１３に入力
し，自動電流調節機能１３から出力されるモ−タＭの制
御信号は，モ−タＭを駆動する電力機能，例えばインバ
−タ１４の動作を制御し，速度設定器１０ａによって設
定された速度指令信号に従った回転速度で回転するよう
にモ−タＭを駆動する。モ−タＭの回転速度は，回転速
度検出器１６によって検出されて，自動速度調節機能１
８Ｉにフィ−ドバックして，前述した第２の関数発生機
能１７から出力する速度制御信号と比較し，その偏差値
に対応して自動速度調節機能１８Ｉの出力信号を制御し
ている。モ−タＭを駆動する電流値は電流値検出器１５
によって検出されて，自動電流調節機能１３にフィ−ド
バックして，前述した自動速度調節機能１８Ｉから出力
する制御信号と比較し，その偏差値に対応して自動電流
調節機能１３の出力電流を制御している。自動速度調節
機能１８Ｉから出力する制御信号は，スイッチ機能１２
の閉路した第５の接点回路１２ｅを経由して第１の関数
発生機能１１の詳細を後述する設定部１１ａにも入力し
ている。自動電流調節機能１３の出力信号はインバ−タ
１４の機能構成に対応して，その動作を制御するに適切
な信号構造をなし，第１の関数発生機能１１および自動
速度調節機能１８Ｉの出力信号は，自動電流調節機能１
３の機能と，その特性およびその構成に対応するように
適切な信号構造をなしている。即ち，第１の関数発生機
能１１のトルク制御信号と自動速度調節機能１８Ｉの速
度制御信号とは，同一基準に従って，インバ−タ１４に
制御信号を出力する自動電流調節機能１３に適切な入力
信号を形成している。

【００１３】次に，上記の構成におけるトルク制御から
速度制御への切り換えタイミングの働きを説明する。操
作機能部１０の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切
換器１０ｃがトルク制御モ−ドにあると，スイッチ機能
１２の第１の接点回路１２ａが閉路されているので，前
述したように，モ−タＭはトルク設定器１０ｂに設定さ
れたトルク指令信号によって所定のトルクを発生するよ
うに駆動する。また，スイッチ機能１２の第２の接点回
路１２ｂが閉路されているので，第１の関数発生機能１
１から出力するトルク制御信号は自動速度調節機能１８
Ｉに入力して積分機能をセットしている。従って，自動
速度調節機能１８Ｉからは，第２の関数発生機能１７か
ら入力する信号には関係なく，第１の関数発生機能１１
から入力するトルク制御信号と同一の信号が出力してい
る。また，スイッチ機能１２の第３の接点回路１２ｃが
閉路しているので，モ−タＭの回転速度信号は第２の関
数発生機能１７の設定部１７ａに入力している。操作機
能部１０の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切換器
１０ｃを速度制御に切り換えると，スイッチ機能１２の
第１の接点回路１２ａと，第２の接点回路１２ｂおよび
第３の接点回路１２ｃが開路され，第４の接点回路１２
ｄと，第５の接点回路１２ｅが閉路される。従って，自
動速度調節機能１８Ｉからは，いままでセット信号とし
て入力していた第１の関数発生機能１１の出力信号が，
そのまま引き続いてモ−タＭの制御信号として自動電流
調節機能１３に入力し，モ−タＭの回転を制御する。第
２の関数発生機能１７には，設定部１７ａに設定されて
いる信号値と速度設定器１０ａから入力する信号値との
間を滑らかに補間する，例えばランプ特性関数，または
ジャ−ク特性関数に従って出力する，変換テ−ブルと読
み出し機能または演算式等，所定の変換機能が設けられ
ていて，所定の時間信号による変化速度で補間信号を出
力する。即ち，トルク制御モ−ドから速度制御モ−ドに
切り換わる直前のモ−タＭの回転速度信号が，第２の関
数発生機能１７の設定部１７ａに設定されているので，
第２の関数発生機能１７から速度制御モ−ドに切り換わ
る直前のモ−タＭの回転速度値から，速度設定器１０ａ
の設定値に所定の変化速度で滑らかに繋がるように自動
速度調節機能１８Ｉに速度制御信号を出力する。自動速
度調節機能１８Ｉは積分機能を備えているので，積分機
能の時定数に従って，前述した第１の関数発生機能１１
により引き継いだトルク制御信号から第２の関数発生機
能１７により入力する速度制御信号へと滑らかに継続す
る。上述の動作によって，モ−タＭはトルク設定器１０
ｂの設定値により制御される回転から，速度設定器１０
ａに設定される設定値により制御される回転にショック
なしに移行する。

【００１４】次に，上述の構成における速度制御からト
ルク制御への切り換えタイミングの働きを説明する。操
作機能部１０の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切
換器１０ｃが速度制御モ−ドにあると，スイッチ機能１
２の第４の接点回路１２ｄが閉路されているので，前述
したようにモ−タＭは速度設定器１０ａに設定された速
度指令信号によって所定の回転速度で回転するように駆
動する。また，スイッチ機能１２の第５の接点回路１２
ｅが閉路されているので，自動速度調節機能１８Ｉから
出力する制御信号は第１の関数発生機能の設定部１１ａ
に入力している。従って，第１の関数発生機能１１から
は，自動速度調節機能１８Ｉから出力される制御信号と
同一の信号が出力している。しかし，スイッチ機能１２
の第１の接点回路１２ａと第２の接点回路１２ｂが開路
しているので，出力は遮断されている。操作機能部１０
の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切換器１０ｃを
トルク制御に切り換えると，スイッチ機能１２の第１の
接点回路１２ａと，第２の接点回路１２ｂおよび第３の
接点回路１２ｃが閉路され，第４の接点回路１２ｄと，
第５の接点回路１２ｅが開路される。第１の関数発生機
能１１には，第２の関数発生機能１７と同様，設定部１
１ａに設定されている信号値と，トルク設定器１０ｂか
ら入力する信号値との間を滑らかに補間する変換機能が
設けられていて，所定の時間信号による変化速度で補間
信号を出力する。即ち，速度制御モ−ドからトルク制御
モ−ドに切り換わる直前の自動速度調節機能１８Ｉから
出力する制御信号が，第１の関数発生機能１１の設定部
１１ａに設定されているので，第１の関数発生機能１１
からは，トルク制御モ−ドに切り換わる直前の自動速度
調節機能１８Ｉから出力する制御信号から，トルク設定
器１０ｂの設定値に所定の変化速度で滑らかに繋がるよ
うに，トルク制御信号を自動電流調節機能１３に出力す
る。上述の動作によって，モ−タＭは速度設定器１０ａ
の設定値により制御される回転から，トルク設定器１０
ｂに設定される設定値により制御される回転にショック
なしに移行する。

【００１５】実施例２：図２によって，図１によって説
明した実施例と異なる実施例２について説明する。図２
において，Ａ２は本発明に基づく速度制御機能およびト
ルク制御機能を備えたモ−タ制御装置を示している。本
実施例の実施例１と相違する点は，実施例１が自動速度
調節機能１８Ｉが積分機能を備えているのに対して本実
施例の自動速度調節機能１８は積分機能を備えていない
点，また本実施例では第２の関数発生機能１７の設定部
１７ａに入力されているモ−タＭの回転速度信号が演算
機能１９を介して第２の関数発生機能１７の設定部１７
ａに入力されるようになった点，および，実施例１では
自動速度調節機能１８Ｉに入力されていた第１の関数発
生機能１１から出力するトルク制御信号が，本実施例で
は演算機能１９に入力されるようになった点である。従
って，速度制御モ−ドまたはトルク制御モ−ドにおける
定常状態の作動状態は実施例１と同様である。

【００１６】次に，上述の構成におけるトルク制御から
速度制御への切り換え時の働きを説明する。操作機能部
１０の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切換器１０
ｃがトルク制御モ−ドにあると，スイッチ機能１２の第
１の接点回路１２ａが閉路されているので，モ−タＭは
トルク設定器１０ｂに設定されたトルク指令信号によっ
て所定のトルクを発生するように駆動する。また，スイ
ッチ機能１２の第２の接点回路１２ｂが閉路されている
ので，第１の関数発生機能１１から出力するトルク制御
信号は演算機能１９に入力している。また，スイッチ機
能１２の第３の接点回路１２ｃが閉路しているので，モ
−タＭの回転速度信号は演算機能１９に入力している。
演算機能１９においては，詳細を後述する演算処理を行
って演算結果を第２の関数発生機能１７の設定部１７ａ
に入力している。操作機能部１０の速度制御モ−ドとト
ルク制御モ−ドの切換器１０ｃを速度制御に切り換える
と，スイッチ機能１２の第１の接点回路１２ａと，第２
の接点回路１２ｂおよび第３の接点回路１２ｃが開路さ
れ，第４の接点回路１２ｄと，第５の接点回路１２ｅが
閉路される。従って，自動電流調節機能１３には，今ま
で入力していた第１の関数発生機能１１のトルク制御信
号から，自動速度調節機能１８の出力信号に切り換わ
る。然し乍ら，実施例１と異なり，自動速度調節機能１
８には積分機能を備えていないので，第２の関数発生機
能１７から出力される速度制御信号を，自動速度調節機
能１８でフィ−ドバックされるモ−タＭの回転速度信号
と比較し，処理した出力が自動電流調節機能１３に入力
する。前述した演算機能１９は，Ｎ−（Ｔ／Ｇ）の演算
機能を備えている。上式で，Ｎは回転速度検出器１６か
ら得られるモ−タＭの回転速度信号値，Ｔは第１の関数
発生機能１１から出力されるトルク制御信号値，即ち，
定常状態においては，トルク設定器１０ｂに設定される
トルク指令信号と同一の信号値，Ｇは自動速度調節機能
１８の有する比例ゲインである。第２の関数発生機能１
７は前述したように，設定部１７ａに設定されている信
号値と，速度設定器１０ａから入力する信号値との間を
滑らかに補間する，例えばランプ特性関数，またはジャ
−ク特性関数に従って出力する変換テ−ブルと読み出し
機能，または演算式等所定の変換機能が設けられてい
て，所定の時間，信号による変化速度で補間信号を出力
する。即ち，トルク制御モ−ドから速度制御モ−ドに切
り換わる直前の演算機能１９で演算された結果から，速
度設定器１０ａの設定値に所定の変化速度で滑らかに繋
がるように自動速度調節機能１８に速度制御信号を出力
する。従って，モ−タＭはトルク設定器１０ｂの設定値
によって制御される回転から，速度設定器１０ａに設定
される設定値により制御される回転にショックなしに移
行する。

【００１７】次に，上述の構成における速度制御からト
ルク制御への切り換えタイミングの働きを説明する。操
作機能部１０の速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切
換器１０ｃが速度制御モ−ドにあると，スイッチ機能１
２の第４の接点回路１２ｄが閉路されているので，前述
したようにモ−タＭは速度設定器１０ａに設定された速
度指令信号によって所定の回転速度で回転するように駆
動する。また，スイッチ機能１２の第５の接点回路１２
ｅが閉路されているので，自動速度調節機能１８から出
力する制御信号は，第１の関数発生機能の設定部１１ａ
に入力している。従って，第１の関数発生機能１１から
出力されるトルク制御信号は，自動速度調節機能１８か
ら出力される制御信号と同一の信号が出力している。し
かし，スイッチ機能１２の第１の接点回路１２ａと第２
の接点回路１２ｂが開路しているので，出力は遮断され
ている。操作機能部１０の速度制御モ−ドとトルク制御
モ−ドの切換器１０ｃをトルク制御に切り換えると，ス
イッチ機能１２の第１の接点回路１２ａと，第２の接点
回路１２ｂおよび第３の接点回路１２ｃが閉路され，第
４の接点回路１２ｄと，第５の接点回路１２ｅが開路さ
れる。第１の関数発生機能１１には，第２の関数発生機
能１７と同様，設定部１１ａに設定されている信号値
と，トルク設定器１０ｂから入力する信号値との間を滑
らかに補間する変換機能が設けられていて，所定の時間
信号による変化速度で補間信号を出力する。即ち，速度
制御モ−ドからトルク制御モ−ドに切り換わる直前の自
動速度調節機能１８から出力する制御信号が，第１の関
数発生機能１１の設定部１１ａに設定されているので，
第１の関数発生機能１１からは，トルク制御モ−ドに切
り換わる直前の制御信号から，トルク設定器１０ｂの設
定値に所定の変化速度で滑らかに繋がるように，トルク
制御信号を自動電流調節機能１３に出力する。上述の動
作によって，モ−タＭは速度設定器１０ａの設定値によ
り制御される回転から，トルク設定器１０ｂに設定され
る設定値により制御される回転にショックなしに移行す
る。

【００１８】上述の説明は，本発明に基づく速度制御機
能およびトルク制御機能を備えたモ−タ制御装置におけ
る速度制御とトルク制御のショックレス切換方法を実現
するための基本方法とその実施のための構成例を示した
ものであって，本発明を適用するシステムの構成条件に
対応して種々応用改変すれば良いことは当然である。例
えば，対象とするモ−タの種類によって，駆動部（イン
バ−タ）１４には適切な駆動装置が使用される。従っ
て，その駆動装置に対応して自動電流調節機能１３の内
容は設定される。従って，また，自動電流調節機能１３
に入力する第１の関数発生機能１１の出力信号，および
自動速度調節機能１８の出力信号は自動電流調節機能１
３の条件に対応して適切に設定すれば良い。第１の関数
発生機能１１および第２の関数発生機能１７に記録する
関数特性および関数値を読み出す時間信号は，本発明を
適用するシステムの構成条件に対応して適切に設定すれ
ば良いことも当然である。また，スイッチ機能１２の入
出力の各接点回路を各関数発生機能に含め，操作機能部
１０の制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切換器１０ｃか
ら出力される切り換え信号によって，上述したような出
力が出力するようにしても良い。関数発生機能関連のス
イッチ機能以外にも，各接点回路の前後に構成されてい
る機能要素に含ませるようにしても良いことは当然であ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので，次
に示すような優れた効果を有する。 自動速度調節機能（ＡＳＲ）の積分機能の有無に関係
なく，トルク制御から速度制御へ切り換える場合も，速
度制御からトルク制御に切り換える場合も，モ−タの回
転が急激に変化しない。従って，負荷に対してショック
を与えるようなことはない。 負荷に対してショックを与えるようなことがないの
で，負荷にかかるトルクが変動して不良品を生じさせる
恐れがない。 負荷に対してショックを与えるようなことがないの
で，負荷が破断された場合の修正作業等のために時間や
材料の効率を低下させることはない。 同一構成による制御装置を巻き取り側のモ−タにも巻
き出し側のモ−タにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく速度制御機能およびトルク制御
機能を備えたモ−タ制御装置における速度制御とトルク
制御のショックレス切換方法を適用した実施例１の概要
構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明に基づく速度制御機能およびトルク制御
機能を備えたモ−タ制御装置における速度制御とトルク
制御のショックレス切換方法を適用した実施例２の概要
構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明を適用するシステム構成例を示す概要構
成図である。

【図４】速度制御からトルク制御に切り換える従来の回
路動作を示す概要構成ブロック図である。

【図５】トルク制御から速度制御に切り換える従来の回
路動作を示す概要構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０：操作機能部 １０ａ：速度設定器 １０ｂ：トルク設定器 １０ｃ：速度制御モ−ドとトルク制御モ−ドの切換器 １１，１７：関数発生機能 １２：スイッチ機能 １３：自動電流調節機能（ＡＣＲ） １５：電流値検出器 １６：回転速度検出器 １８，１８Ｉ：自動速度調節機能（ＡＳＲ） １９：演算機能 Ｍ：モ−タ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 速度設定器から入力する速度指令信号に
   基づく積分機能を設けた自動速度調節機能の出力と，ト
   ルク設定器から入力するトルク指令信号とを，スイッチ
   機能によって切り換えることによって，速度制御機能お
   よびトルク制御機能を実行するモ−タ制御装置におい
   て，トルク制御から速度制御への切り換えタイミングに
   入力するモ−タの速度信号値と上記速度設定器から入力
   する速度指令信号値とを所定の特性で補間する一方の関
   数発生機能を上記速度設定器の出力側に設け，トルク制
   御から速度制御への切り換えタイミングに出力するトル
   ク制御値を上記自動速度調節機能の積分機能の出力値と
   してセットするセット機能を上記自動速度調節機能に設
   け，速度制御からトルク制御への切り換えタイミングに
   入力するモ−タ電流信号値と上記トルク設定器から出力
   するトルク指令信号値を所定の特性で補間する他方の関
   数発生機能を上記トルク設定器の出力側に設けるように
   したことを特徴とする速度制御機能およびトルク制御機
   能を備えたモ−タ制御装置における速度制御とトルク制
   御のショックレス切換方法。
2. 【請求項２】 速度設定器から入力する速度指令信号に
   基づくリニア増幅機能を備えた自動速度調節機能の出力
   と，トルク設定器から入力するトルク指令信号とを，ス
   イッチ機能によって切り換えることによって速度制御機
   能およびトルク制御機能を実行するモ−タ制御装置にお
   いて，トルク制御から速度制御への切り換えタイミング
   に入力するモ−タの速度信号から，上記トルク設定器か
   ら入力するトルク指令信号値を上記自動速度調節機能の
   有するゲインで割った商で減算した値と上記速度設定器
   から入力する速度指令信号値とを所定の特性で補間する
   一方の関数発生機能を上記速度設定器の出力側に設け，
   速度制御からトルク制御への切り換えタイミングに入力
   するモ−タ電流信号値と上記トルク設定器から出力する
   トルク指令信号値を所定の特性で補間する他方の関数発
   生機能を上記トルク設定器の出力側に設けるようにした
   ことを特徴とする速度制御機能およびトルク制御機能を
   備えたモ−タ制御装置における速度制御とトルク制御の
   ショックレス切換方法。