JP3533780B2 - 巻取り機用電動機の制御方法及びその制御装置 - Google Patents
巻取り機用電動機の制御方法及びその制御装置Info
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- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
制御方法に関し、特に巻出し機から巻出した鋼板等の帯
状の部材である被加工材を加工して巻取り機に一定の張
力で巻取る加工装置に適用して有用なものである。
し、表面処理等を施したのち再び巻取る加工装置におい
て、鋼板を巻取り機に巻取る場合、設備一連のライン速
度を一定とし、かつ鋼板に張力をかけ、この張力を一定
とする制御を行なう。このとき、ライン速度を一定に制
御するには、鋼板と密着度の最も高いロールを持つライ
ン主機を選定し、これを駆動する主電動機の速度を一定
に制御することにより実現している。
至るまで、径変化に拘らず一定の張力を鋼板に与えなが
ら巻取る制御を行なう。
系を示すブロック線図である。同図に示すように、ライ
ン主機1は3ロールの構成を持つ機械で、これを駆動す
る主電動機M1 は、ライン運転速度設定に対して、速度
検出器PP1の信号をフィードバックし、速度一定制御
を行っている。これにより一連の鋼板2の速度は一定に
運転される。
切な張力を与えながら巻取る。したがって、巻取り機3
に巻取る鋼板2の周速はライン主機1により定まる鋼板
速度で規定される。
張力を一定に制御するため次の様な方法が採られてい
る。
ルクτとの関係は、 τ=K1 F(D/2) ・・・ 但し、Dはコイル径(直径) K1 は定数 一方、巻取り機用電動機M2 のトルクは、 τ=K2 Ia If ・・・ 但し、 Ia は電機子(主回路)電流 If は界磁電流 K2 は定数
て界磁電流If で補償することにより、張力Fを一定に
保つためには電機子電流Ia を一定に制御すればよいこ
とが分かる。
分では、ライン主機1の速度であるライン速度Vと巻取
り機3の回転速度Nからコイル径Dを次式により算出し
ている。 D=V/(πN) ・・・
に対応して回転速度Nを小さくするため、界磁電流If
が大きくなるように変化させている。
回路(電機子回路)で電流一定制御を行なう。すなわ
ち、電機子電流Ia の設定値は張力分に比例した張力分
電流設定値として設定し、これに加減速を行なうための
トルク分としての加減速補償分設定値を加えている。
度設定と、巻取り機用電動機M2 の電機子電圧のフィー
ドバックを行なう速度制御系があるが、これは最高運転
速度を規定するもので、通常は増速分設定値(ΔN)に
より増幅器4a及びリミッタ4bからなる速度増幅器4
は飽和しており、これにより電流制御系が張力分電流設
定値に対して出力電流(即ち張力)の一定制御を行って
いる。
有効である。すなわち、このときの巻取り機用電動機M
2 の必要容量である出力Pは次式で示される。 P=gVF ・・・ 但し、gは定数 一方、巻取り機用電動機M2 の出力は、 P=Ea Ia ・・・ 但し、Ea は電機子電圧 Ia は電機子電流
より一定に制御されている状態で、張力Fを一定にする
には出力Pを一定に制御すればよい。
子電圧Ea は Ea =CIf N ・・・ 但し、Cは定数 で示され、巻取り機用電動機M2 は前述の通りコイル径
Dの変化に対して界磁電流If を変化させて電機子電圧
Ea を一定に制御している。つまりライン速度Vに対し
て電機子電圧Ea が対応している。この状態で電機子電
流Ia がFに対応していることになる。このようにライ
ン速度Vに対して電機子電圧Ea 、張力Fに対して電機
子電流Ia が一対一で対応するように電動機定格が選定
されており、前述の制御方法が成り立っている。
来技術に係る制御方法では、巻取り機用電動機M2 の定
格電圧値ER はライン速度Vの最大値に合わせ、定格電
流値IR は任意のライン速度Vでの最大張力Fmax に合
わせて選定している。
になり、また電動機容量を有効に活用するため、上述の
関係が成りたたないケースが増えている。すなわち、従
来技術に係る制御方法では必要容量P=gVFが巻取り
機用電動機M2 の定格出力値PR 以下ではあるが、ライ
ン速度Vが定格(最大)速度より低いときに必要張力F
が大きく、これに相当する電機子電流Ia が定格電流値
IR より大きくなってしまう場合がある。この場合に
は、上述の如き従来技術に係る制御方法は適用できな
い。
度及び張力を一定に保持し乍ら鋼板等の帯状の部材を巻
取る場合において、広範囲なライン速度及び張力の設定
を可能とする巻取り機用電動機の制御方法及びその制御
装置を提供することを目的とする。
明は、従来技術における如く、ライン速度Vに対応する
電機子電圧Ea 、張力Fに対応する電機子電流Ia を固
定した関係にしておくのではなく、出力Pを一定にする
ことを条件に電機子電流Ia を定格電流値IRに近い値
で常に制御し得るように電機子電圧を選定するという着
想を基礎とするものである。すなわち、従来技術が有す
る不都合に対しては、例えば必要とする電機子電流Ia
を定格電流値IR 以下に抑える代りに電機子電圧Ea を
上げて所定の一定出力Pを確保するようにしたものであ
る。
持することにより鋼板等の帯状の部材を、ライン速度及
び張力を一定に保持し乍ら巻取る巻取り機用の駆動用の
電動機である巻取り機用電動機の制御方法において、当
該巻取り機用電動機の界磁電流の設定値は、その運転に
必要な電動機出力を当該巻取り機用電動機の定格電流値
又はこの近傍の値で除した値として界磁電流を調整する
ことにより電機子電圧を一定に制御するとともに、当該
巻取り機用電動機の電機子電流の制御による張力分電流
の設定値は、その運転に必要な電動機出力を電機子電圧
の検出値で除した値として電機子電流を一定に制御する
ことを特徴とする。
板等の帯状の部材を、ライン速度及び張力を一定に保持
し乍ら巻取る巻取り機用電動機の制御装置において、運
転に必要な電動機出力を当該巻取り機用電動機の定格電
流値又はこの近傍の値で除した値を電機子電圧の設定電
圧として設定するライン速度分電圧設定手段を有し、こ
の設定電圧に基づき巻取り機用電動機の電機子電圧が一
定電圧となるように界磁電流を制御する電機子電圧一定
制御系と、運転に必要な電動機出力を電機子電圧の検出
値で除した値を電機子電流の設定電流値として設定する
張力分電流設定手段を有し、この設定電流値に基づき巻
取り機用電動機の電機子電流が一定になるように制御す
る電機子電流一定制御系とを有することを特徴とする。
基づき詳細に説明する。
御されているときに、巻取り機用電動機M2 の出力P=
Ea ×Ia が一定になるように制御する制御系を示すブ
ロック線図である。同図中、図2と同一部分には同一番
号を付し、重複する説明は省略する。
式で示す関係にあり、界磁電流I f を制御することに
より、一定に制御する、そして、その設定電圧Ea ′は
必要とする出力Pを定格電流値IR で除した値を目安と
して設定してある。すなわち、ライン速度分電圧設定器
5には、Ea ′=P/IR 、若しくはこの近傍の値が設
定してある。
a ′と、実測側である電機子電圧E a との偏差を求め、
この偏差に応じて電機子電圧Ea が設定電圧Ea ′にな
るようにサイリスタ7を制御し、界磁巻線8に流す界磁
電流If を制御するように構成してある。ここで、図
中、9,10はアンプ、11は減算器、12は電流検出
器であり、これらとライン速度分電圧設定器5、減算器
6、サイリスタ7及び界磁巻線8とで電機子電圧一定制
御系を構成している。
定値は必要とする出力Pを電機子電圧Ea で除した値と
する。これに加減速に必要なトルク分等の補償分電流I
c を加える。
測する電機子電圧Ea が供給されており、出力Pを電機
子電圧Ea で除した値が設定電流値Ia ′となるように
構成してある。また、補償分電流設定器14には、速度
検出器PP2及びコイル径検出器15の出力信号が供給
されており、巻取り機用電動機M2 の回転速度N及びコ
イル径Dに応じた補償電流設定値Ic を設定するように
構成してある。この補償電流設定値Ic はコイル径Dに
より変化する慣性を補償するとともに、回転速度Nによ
る損失分等を補償するためのものであり、加算器16で
設定電流値Ia′と加算し、増幅器17を介して速度増
幅器4のリミッタ4bに供給される。すなわち、Ia ′
+Ic がリミッタ4bのリミット値となるように構成し
てある。
器19及びコイル径検出器15の出力信号が供給されて
おり、両信号に基づいてライン速度V(m/min)を回転速
度(rpm)に換算している。この回転速度Nは、加減算器
20で増速分設定器21の増速分設定値ΔNと加算し、
速度検出器PP2の出力信号との間での偏差が求められ
る。すなわち、N+ΔNがこの場合の回転速度設定値と
なり、前記偏差が速度増幅器4に供給される。
1で規定されるので、N(=V/πD)となる。したが
って、通常は偏差が零になることはなく、速度増幅器4
は飽和しており、リミッタ4bの設定値が出力となり、
ACR系の電流設定値(Ia′+Ic )となる。その
後、減算器22で、電流設定値(Ia ′+Ic )と電流
検出器23で検出する電機子電流Ia との偏差を求め、
この偏差に応じ、増幅器24を介して主回路のサイリス
タ25を制御するように構成してある。
電流設定器14、コイル径検出器15、加算器16、増
幅器17、速度増幅器4、加算器22、電流検出器23
及び増幅器24で電機子電流一定制御系を構成してい
る。
ることにより、巻取機はライン速度Vに見合った回転速
度まで加速して行なうが、速度制御系増幅器は飽和状態
となって、電流制御系が設定された電流一定制御を行な
うことになる。一方、電機子電圧Ea は、コイル径Dの
増大に伴なって回転速度Nが下降するのに伴い、低下し
ようとするが界磁電流If の制御により一定に保たれ
る。かくして、電機子電圧Ea をライン速度Vに対応し
て設定するのではなく、任意の電圧に設定できる。
ように、本発明によれば、必要とする出力が巻取り機用
電動機の定格範囲内でありながら電機子電流を定格以上
に設定する必要が生じた場合、電機子電圧を上げて制御
することにより電機子電流を定格以下に下げることが可
能となり、巻取り機用電動機の全容量範囲を有効に活用
することができるようになる。
値で制御しなければならない場合にも、電機子電圧を低
くし、電機子電流を高いところで制御することができる
ようになる。これは、張力分電流が極めて低く、ロス分
電流との相対差がなく、制御精度上不都合な場合に特に
有用な効果となる。
ロック線図。
Claims (2)
- 【請求項1】 出力を一定に保持することにより鋼板等
の帯状の部材を、ライン速度及び張力を一定に保持し乍
ら巻取る巻取り機の駆動用の電動機である巻取り機用電
動機の制御方法において、 当該巻取り機用電動機の界磁電流の設定値は、その運転
に必要な電動機出力を当該巻取り機用電動機の定格電流
値又はこの近傍の値で除した値として界磁電流を調整す
ることにより電機子電圧を一定に制御するとともに、 当該巻取り機用電動機の電機子電流の制御による張力分
電流の設定値は、その運転に必要な電動機出力を電機子
電圧の検出値で除した値として電機子電流を一定に制御
することを特徴とする巻取り機用電動機の制御方法。 - 【請求項2】 出力を一定に保持することにより鋼板等
の帯状の部材を、ライン速度及び張力を一定に保持し乍
ら巻取る巻取り機用電動機の制御装置において、 運転に必要な電動機出力を当該巻取り機用電動機の定格
電流値又はこの近傍の値で除した値を電機子電圧の設定
電圧として設定するライン速度分電圧設定手段を有し、
この設定電圧に基づき巻取り機用電動機の電機子電圧が
一定電圧となるように界磁電流を制御する電機子電圧一
定制御系と、 運転に必要な電動機出力を電機子電圧の検出値で除した
値を電機子電流の設定電流値として設定する張力分電流
設定手段を有し、この設定電流値に基づき巻取り機用電
動機の電機子電流が一定になるように制御する電機子電
流一定制御系とを有することを特徴とする巻取り機用電
動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25834495A JP3533780B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 巻取り機用電動機の制御方法及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25834495A JP3533780B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 巻取り機用電動機の制御方法及びその制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103091A JPH09103091A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3533780B2 true JP3533780B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17318945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25834495A Expired - Lifetime JP3533780B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 巻取り機用電動機の制御方法及びその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533780B2 (ja) |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25834495A patent/JP3533780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09103091A (ja) | 1997-04-15 |
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