JP3693796B2 - Electric motor drive for paper machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過負荷保護停止することなく当該装置または電動機の最大能力で連続運転の可能な抄紙機用電動機駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は本発明の適用対象の一例である従来の電動機駆動装置の主要部の構成を示したものである。同図において、1は速度設定値信号aの変化率を変化率制限値信号bにより制限し速度基準信号cを出力する変化率制限回路、2は速度制御回路、3は第1の電流指令信号iを出力する電流制御回路、4は入力された電流指令信号iを電流制限値信号rにより制限し第2の電流指令信号hを出力する電流制限回路、5は電力変換回路、7は紙を連続して抄造する抄紙機の搬送ロールに減速機を介してまたは直接接続した電動機、6は電力変換回路5と電動機7との間の電流lを検出し電流帰還信号mを出力する電流検出器、8は電動機の速度を検出し速度帰還信号jを出力する速度検出器、9は負荷率を演算し負荷率演算値信号nを出力する負荷率演算回路、10は負荷率演算値信号nと保護判定値信号oの大小比較を行い保護指令信号pを出力する保護判定回路である。なおこの電動機駆動装置においては、変化率制限値信号b及び電流制限値信号rの制限値は固定値に設定されている。
【0003】
この電動機駆動装置は、電動機7が過熱により破壊されるのを防止するため、電流検出器6で検出した電流値lより負荷率演算回路9で負荷率nを演算し、その値nが保護限界判定値oに到達したら保護判定回路10は電動機7への電力供給または電動機7からの回生電力を遮断する保護指令信号pを電力変換回路5に対して出力し、電動機7への電力供給と回生電流を遮断し惰性で回転させることで電動機7を保護している。
【0004】
なお電流制御と呼ばれる部分は電動機7にとって比例関係であるトルク制御と呼ばれる場合もある。またこの電動機駆動装置は、直流電動機駆動装置、交流電動機駆動装置の別は問わない。
【0005】
ここで、負荷率nの演算にはいろいろな演算方式があるが、一例として図12に、単位時間当たりの電流実効値を利用した方式を示す。電流検出器6で検出された微少時間毎の電流値lを乗算器91で二乗し、絶対値として移動平均出力回路92で単位時間分累積し移動平均をとりスタック93に蓄積する。これを加算回路94で対象保護時間分加算し、対象時間(例えば5分間)当たりの負荷率値nとする。電動機7の定格値より定格範囲内の警告値と限界値を予め計算しておき判定定数として格納しておく。保護判定回路10で、演算結果nと判定定数oとを比較し、演算結果が警告値以上になった時点で過負荷警報信号出力、過負荷のままだと演算値が限界値以上になった時点で電力変換回路5の電力変換器遮断、出力電力線遮断とし、電動機7を惰性で停止させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
抄造ラインにおいて、増産を目的とした増速改造を行う場合がある。この時、設備投資能力によって電動機駆動装置の容量増加および容量の大きな電動機への更新ができないことがある。このように電動機駆動装置または電動機の容量不足気味の操業中において、各運動部分のグリス劣化、蒸気過多によるドライヤ内部のドレイン溜り、短時間問隔での加速操作と減速操作の繰り返しなどの種々の過負荷要因によって電動機が過負荷保護停止になりやすい。一旦過負荷保護停止になった場合、再始動のためには電動機駆動装置内部の検査、機械周りの点検作業および過負荷原因の特定と対策が必要であり、特に電動機速度がある程度高速状態に惰性停止となると慣性モーメントの大きなロールにおいては停止まで長時間かかる。停止までの待ち時間および検査・原因調査・対策にかかる抄造ラインの停止時間による減産が問題になる。
【0007】
本発明は、以上の点に鑑みて為されたもので、過負荷保護停止することなく安定に運転を継続でき、操業上の過負荷保護停止発生によるロス時間を削減できる抄紙機用電動機駆動装置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】
本発明に係る抄紙機用電動機駆動装置は、紙を連続して抄造する抄紙機の搬送ロールに減速機を介してまたは直接接続した電動機と、この電動機を駆動する手段と、この電動機の負荷率演算値を求める演算手段と、この手段により得られた負荷率演算値が保護停止となる負荷率より低い所定の値となったとき電流指令値を制限する所定の電流制限値信号を発生する電流制限値信号発生手段とを具備し、電動機が過負荷運転時においても保護停止せず連続運転が可能となるようにしたことを特徴とする。
【0009】
このような構成とすることにより、電動機を過負荷保護停止することなく連続運転できるため、過負荷保護停止発生によるロス時間を削減できる。
ここで、電流制限値信号発生手段は、電流制限値信号を発生するとき、電流制限開始負荷率と電流制限開放負荷率にヒステリシス特性を有する電流制限値信号を発生するものであってもよい。
【0010】
このような構成のものは、再加速、または加速後の減速に際し、その操作時点で負荷率演算値に余裕を持たせられるため、加減速操作の頻度が大きい場合に有効である。
【0011】
さらに、電流制限値信号発生手段は、過去の負荷率計算値と現在の負荷率から将来の負荷率を予測する手段を含み、この手段で得られた負荷率演算値が保護停止となる負荷率より低い所定の値となったとき電流指令値を制限する所定の電流制限値信号を発生するものであってもよい。
【0012】
このような構成のものは、負荷率演算の応答が遅く、その影響で電流制限をかけてもなお負荷率演算値が増加してしまう場合に有効である。
また、本発明は、負荷率演算値が保護停止となる負荷率より低い所定の値となったとき電流指令値を制限する所定の電流制限値信号を発生する制限値信号発生手段の代わりに、負荷率演算値が保護停止となる負荷率より低い所定の値となったとき速度基準指令の変化率を制限する所定の変化率制限値信号を発生する変化率制限値信号発生手段を具備することとしてもよい。
【0013】
このような構成とすることによっても、電動機を過負荷保護停止することなく連続運転できるため、過負荷保護停止発生によるロス時間を削減できる。
また、電流制限値信号発生手段または変化率制限値信号発生手段は、現在負荷率と、設定された停止時間または設定された速度に至るまでの時間に必要となる負荷率とを加えた負荷率が、保護停止となる負荷率より低い所定の値となったとき、電流指令値を制限する所定の電流制限値信号または速度基準指令の変化率を制限する所定の変化率制限値信号を発生するものであってもよい。
【0014】
このような構成のものは、過負荷保護停止することなしに所望の減速時間内で確実に減速させたい場合に有効である。
更に本発明は、このような抄紙機用電動機駆動装置を複数台使用して抄紙機ラインを構成した抄紙機用電動機駆動装置において、個々の電動機駆動装置より得られた変化率制限値信号の制限値の内、制限値が最小値である変化率制限値信号を選択する手段と、選択された最小値の速度基準変化率制限値信号により抄紙機ラインの速度基準の変化率を制限する手段とを具備したことを特徴とする。
【0015】
このような構成とすることにより、完全通紙の連続操業状態においても、過負荷が最も大きい電動機駆動装置より得られる速度変化率制限値によってライン全体の速度変化率を制限するので、ライン全体を加速した場合でも全電動機の速度変化率を一定にでき安定な操業ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。 なお、以下の図面において、従来例を示す図11及び図12を含めて同符号は同一部分又は対応部分を示す。
【0017】
(第1の実施形態)
この実施形態は、負荷率演算値を監視しその時々の負荷率に応じて過負荷保護停止にならないように電流制限することで過負荷保護停止することなしに安定に運転を継続できるよう電動機駆動装置を構成したものである。
【0018】
図1に本発明の第1の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示す。同図において、符号1から符号10で示す部分は従来の電動機駆動装置として説明した図11のものと同じ構成である。また、12は負荷率演算値nと過負荷保護値範囲内のある値(即ち保護停止となる負荷率より低いある値)qとの大小比較を行い、電流制限値rを演算する負荷率判定回路である。
【0019】
負荷率判定回路12の動作特性を図2に示す。
負荷率演算値nが負荷率判定値qより小さい範囲では100%以上(例えば150%)の電流制限値信号rを出力し、q以上で100%以下(例えば80%)の電流制限値信号rを出力する。この電流制限値信号rは電流制限回路4に供給される。
【0020】
このようにして、電流制限回路4は、負荷率演算値nが過負荷保護値範囲内のある値qを超えたら、電動機7に流れる電流を小さくするよう電流指令制限を強め負荷率演算値nを減少させるように電動機7を運転する。負荷率演算値nに余裕ができたら電流制限を弱めて電動機7を運転する。
【0021】
本実施形態が適用できる負荷状況としては、電動機容量としては100%以下でも加速可能ではあるが、希望加速度が大きく計画されている抄紙機用電動機の場合に育効である。
【0022】
このように構成した電動機駆動装置によれば過負荷保護停止することなく連続運転できるため、過負荷保護停止発生によるロス時間を削減できる抄紙機用電動機駆動装置を構成できる。
【0023】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
第2の実施形態の構成は、図1に示すものと同じでよいが、図1の負荷率判定回路12に判定条件を増やした構成となる。
【0024】
図3に負荷率判定回路12の動作特性を示す。
負荷率判定回路12は運転初期時に100%以上の電流制限値信号rを出力しているが、負荷率演算値nが第2の負荷率判定値(即ち電流制限開始負荷率判定値)q2より大きい範囲で100%以下の電流制限値信号rを出力し、負荷率演算値nがq2より小さい第1の負荷率判定値(即ち電流制限開放負荷率判定値)q1まで減少したら100%以上の電流制限値信号rを出力するように、判定にヒステリシス特性を持たせるように構成する。
【0025】
本実施形態が適用できる負荷状況としては、電動機容量としては100%以下でも加速可能ではあるが、希望加速度が大きく計画されている場合で且つ加減速操作の頻度が大きい場合に有効である。すなわち、再加速、または加速後の減速に際し、その操作時点で負荷率演算値に余裕を持たせられるようにしている。
【0026】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
本実施形態は、過去の負荷率と現在の負荷率から将来の負荷率を予測し、この負荷率演算値を監視するように構成したものである。
【0027】
図4に第3の実施形態の主要部の構成を示す。
本実施形態は、図1の負荷率判定回路12の入力側に負荷率nの変化率zを演算する負荷率変化検出回路13と変化率zに対し負荷率演算回路9の応答遅れからくるオーバーシュート分を予測するため、オーバーシュート予測負荷率kを演算する関数発生器14および負荷率演算回路9の出力した負荷率演算値nにオーバーシュート予測負荷率kを加算する加算器15を追加し、加算器15の出力uを負荷率判定回路12に入力する構成とする。
【0028】
本実施形態は負荷率演算回路9の負荷率演算の応答が遅く、その影響で電流制限を掛けてもなお負荷率演算値が増加してしまう場合に有効である。負荷の特性により負荷率判定回路12は、図3のようにヒステリシス特性を持っているもの、図2のように持たないものどちらかを選定すれば良い。
【0029】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
図5に第4の実施形態の主要部の構成を示す。
本実施形態は、図1の負荷率判定回路12に入力する負荷率値を通常の負荷率演算回路9の出力nに停止予測負荷率演算値sを加算器16で加えた値uとする。停止予測負荷率演算値sは、現在速度jと任意に与えられる停止時間(または任意の速度に至るまでの時間)vとから、停止まで(または任意の速度に至るまで)に必要とする回生電流成分の負荷率を自動演算し求める。
なんらかの理由で、所望の減速時間内で過負荷保護停止することなしに、確実に減速させたい場合に有効である。
【0030】
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
図6に第5の実施形態の主要部の構成を示す。
【0031】
本実施形態は、図1の負荷率判定回路12の出力を速度基準変化率制限値信号bとしたもので、変化率制限値信号bを変化率制限回路1に印加することで、加速完了直後等で負荷率が大きいときに加減速操作された場合、負荷率が過負荷保護停止範囲に入らない程度の加減速変化率で速度を変更する。負荷特性によって、図6に示す特性の負荷率判定に代えて、第1の実施形態から第4の実施形態のどの負荷率判定を適用しても良い。
【0032】
このように、この実施形態においては、負荷率演算値を監視しその時々の負荷率に応じて過負荷保護停止にならないように速度基準変化率制限をすることで過負荷保護停止することなしに安定に運転を継続できるように構成している。
【0033】
即ち、加減速中の過負荷状態であれば、負荷率演算値が大きくなったら速度基準の変化率を小さくし負荷率演算値を減少させ、負荷率演算値に余裕ができたら速度基準の変化率を大きくしている。
【0034】
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
図7に第6の実施形態の主要部の構成を示す。
【0035】
本実施形態は図1の負荷率判定回路12に入力する負荷率値uを通常の負荷率演算回路9の出力nに停止予測負荷率演算値sを加算器16で加算し被判定値uとし、負荷率判定回路12の出力を変化率制限値信号bとして変化率制限回路1に印加するものである。停止予測負荷率演算値sは、現在速度jと任意に与えられる停止時間(または任意の速度に至るまでの時間)vから停止まで(または任意の速度に至るまで)に必要とする回生電流成分の負荷率を停止予測負荷率演算回路17で自動演算し求める。
本実施形態は、過負荷保護停止することなしに所望の減速時間内で確実に減速させたい場合に有効である。
【0036】
(第7の実施形態)
次に、本発明の第7の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
第7の実施形態の主要部の構成を図8に示す。
【0037】
この第7の実施形態は、電動機駆動装置を複数台使用して抄紙機ラインを構成した場合、各電動機駆動装置D1、D2、…、D*に対する速度変化率制限値信号b1、b2、…、b*の中から最小の値を最小値選択回路18で自動選択して得た変化率制限値信号b(b=min(b1〜b*))により、変化率制限回路100で、大元となるライン速度基準の変化率に制限を加えるように構成したものである。なお、図8において191、192、…、19*は各電動機駆動装置D1、D2、…、D*間の速度を微調整する速度設定器である。
【0038】
これは、搬送材である紙がワイヤーセクションから巻取りリールセクションまで通った状態で操業しているときにいずれか1つ以上のセクションの電動機が過負荷状態になり電動機が保護停止し、または本発明の他の実施形態にあるような電流制限あるいは速度変化率制限が電動機駆動装置個別に働いた場合、他の過負荷状態でない電動機より速度の低下または速度基準変化中であれば速度基準変化率に差が生じ、それらの度合いによっては断紙する場合がある。そこで、完全通紙の連続操業状態においても過負荷保護停止しないようにするため過負荷が最も大きい電動機駆動装置より得られる速度変化率制限値信号bによってライン全体の速度基準の変化率を制限し、ライン全体を加速した場合でも全電動機の速度変化率を一定にでき安定な操業ができるようにしたものである。
【0039】
(第8の実施形態)
次に、本発明の第8の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
第8の実施形態の主要部の構成を図9に示す。
【0040】
この第8の実施形態は、図1に対してマンーマシンインタフェースを具備した構成である。
前述までの実施形態にある過負荷保護停止防止運転では負荷率演算値nによって自動的に電流制限あるいは速度変化率制限が働くが、ベアリンググリス切れ等で注油さえすれば良い場合など過負荷原因によっては機械への簡単な処置により過負荷状態を回避できる場合がある。定常操業時に自動的に電流制限が働くと運転速度が低下し、セクション間の速度差が変動し断紙する危険がある。
【0041】
そこで、負荷率演算値nがある値以上になったら視覚や聴覚に訴える警報を操業員に与える、且つまたは現在の負荷率演算値の変化量を求め電流制限が開始されるまでの残り時間を表示し、あるいは残り警告時間と残り時間を比較し、残り時間が残り警告時間以下になったら更に警告を与えるようにマンーマシンインタフェースを用いて報知を行うこととしたものである。
【0042】
即ち、図9においては、負荷率変化検出回路20で現在の負荷率演算値nの変化量Y2(Y2=dn/dt)を求めるとともに、減算器21で負荷率判定値q1と負荷率演算値nとの差Y1を求め、残り時間演算回路22でこれらY1、Y2より速度基準変化率制限開始までの時間tR を求め、これをマンーマシンインタフェース23によって報知するようにしている。
以上のように構成することで、過負荷保護停止または電流制限による減速を未然に防ぎ得る操業が可能である。
【0043】
(第9の実施形態)
次に、本発明の第9の実施形態に係る電動機駆動装置について説明する。
第9の実施形態の主要部の構成を図10に示す。
【0044】
この第7の実施形態は、図1に対してマンーマシンインタフェースを具備した構成である。
現在の操業条件(時刻情報、銘柄、坪量、速度、周囲温度、ドライヤ蒸気温度、ドライヤ蒸気圧力、修繕からの累積運転時間、修繕からの累積搬送長のいづれか1つ以上の組合わせ)を、データ格納装置に格納し、現在抄造している銘柄、坪量、速度の少なくとも1つ以上の検索条件から運転中の負荷率偏差を求め、異常判定を行い、異常の偏差が生じたときその操業条件の違いを抽出し、操業員に視覚的に情報を提供できるように構成する。
【0045】
即ち、図10においては、現在の操業条件fをデータ格納装置25に格納し、現在抄造している銘柄、坪量、速度の少なくとも1つ以上の検索条件を選択回路27で選択して、データベース26から現在抄造しているものと同等のものの過去の操業条件を読み出し、比較回路28で現在の操業条件と比較して偏差を求め、報知装置29に表示するとともに、異常判定回路30で許容偏差wを越えていれば異常判定回路30からアラーム情報ALMを出力してこれを報知装置29で報知するようにしている。
【0046】
以上のように構成することで、異常負荷の原因究明を早期に行うことができ、過負荷保護停止または電流制限による減速を未然に防ぎ得る操業が可能である。尚、以上の各実施形態で挙げた個々の演算、判定機能を行う部分は、一般の電動機駆動装置の内部に設けても、外部に付加して設けても、同様の作用をするのであればどちらでもよい。また、電動機としては、直流機、交流機両方に適用できる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動機駆動装置によれば、負荷容量が充分でない場合でも過負荷保護停止に陥ることなく、過負荷保護範囲内で電動機容量を有効に引き出し、安定な操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図2】 第1の実施形態における負荷率判定回路の動作特性を示す図。
【図3】 第2の実施形態における負荷率判定回路の動作特性を示す図。
【図4】 本発明の第3の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図5】 本発明の第4の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図6】 本発明の第5の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図7】 本発明の第6の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図8】 本発明の第7の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図9】 本発明の第8の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図10】 本発明の第9の実施形態に係る電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図11】 従来の電動機駆動装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図12】 従来の電動機駆動装置における負荷率演算回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…変化率制限回路
2…速度制御回路
3…電流制御回路
4…電流制限回路
5…電力変換回路
6…電流検出器
7…電動機
8…速度検出器
9…負荷率演算回路
10…保護判定回路
12…負荷率判定回路
13…負荷率変化検出回路
14…関数発生器
15、16…加算器
17…停止予測負荷率演算回路
18…最小値選択回路
100…変化率制限回路
191、192、…、19*…速度設定器
D1、D2、…、D*…電動機駆動装置
20…負荷率変化検出回路
21…減算器
22…残り時間演算回路
23…マンーマシンインタフェース
25…データ格納装置
26…データベース
27…選択回路
28…比較回路
29…報知装置
30…異常判定回路
91…乗算器
92…移動平均出力回路
93…スタック
94…加算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor for driving a paper machine capable of continuous operation with the maximum capacity of the apparatus or the motor without stopping overload protection.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 shows a configuration of a main part of a conventional electric motor drive device which is an example of an application target of the present invention. In the figure, 1 is a change rate limiting circuit that limits the rate of change of the speed setting value signal a by the rate of change limit value signal b and outputs a speed reference signal c, 2 is a speed control circuit, and 3 is a first current command signal. a current control circuit for outputting i, a current limiting circuit for limiting an input current command signal i by a current limit value signal r and outputting a second current command signal h, 5 for a power conversion circuit, and 7 for paper An
[0003]
In this motor drive device, in order to prevent the
[0004]
The part called current control may be called torque control that is proportional to the
[0005]
Here, there are various calculation methods for calculating the load factor n. As an example, FIG. 12 shows a method using an effective current value per unit time. The current value l detected every minute time detected by the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the paper making line, there are cases where speed-up remodeling for the purpose of increasing production is performed. At this time, the capacity of the electric motor drive device may not be increased and the electric motor having a larger capacity cannot be updated depending on the capital investment capacity. In this way, during the operation of the motor drive device or the motor with insufficient capacity, various types of motion such as grease deterioration of each moving part, drain accumulation inside the dryer due to excessive steam, repeated acceleration and deceleration operations at short intervals, etc. The motor tends to stop overload protection due to overload factors. Once the overload protection is stopped, it is necessary to inspect the inside of the motor drive unit, check the surroundings of the machine, identify the cause of the overload, and take countermeasures to restart, especially when the motor speed is relatively high. When stopped, rolls with a large moment of inertia take a long time to stop. Reduced production due to the waiting time until the stoppage and the stoppage time of the paper making line for inspection, cause investigation, and countermeasures become a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and is an electric motor drive device for a paper machine that can stably operate without stopping overload protection and can reduce loss time due to operation overload protection stoppage. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An electric motor drive device for a paper machine according to the present invention includes an electric motor connected via a speed reducer or directly to a transport roll of a paper machine for continuously making paper, a means for driving the electric motor, and a load factor of the electric motor Calculation means for calculating a calculation value, and a current for generating a predetermined current limit value signal for limiting the current command value when the load factor calculation value obtained by this means becomes a predetermined value lower than the load ratio at which protection is stopped And a limit value signal generating means, so that the motor can be continuously operated without protection stop even during overload operation.
[0009]
By adopting such a configuration, the electric motor can be continuously operated without stopping overload protection, so that loss time due to occurrence of stoppage of overload protection can be reduced.
Here, the current limit value signal generating means may generate a current limit value signal having hysteresis characteristics in the current limit start load factor and the current limit open load factor when generating the current limit value signal.
[0010]
Such a configuration is effective when the frequency of acceleration / deceleration operations is large because the load factor calculation value can be given a margin at the time of the operation at the time of reacceleration or deceleration after acceleration.
[0011]
Further, the current limit value signal generating means includes means for predicting a future load factor from a past load factor calculation value and a current load factor, and the load factor calculation value obtained by this means is a load factor at which protection is stopped. A predetermined current limit value signal for limiting the current command value may be generated when the predetermined value becomes lower.
[0012]
Such a configuration is effective when the response of the load factor calculation is slow and the load factor calculation value still increases even when the current is limited due to the influence.
Further, the present invention, instead of limit value signal generating means for generating a predetermined current limit value signal for limiting the current command value when the load factor calculation value becomes a predetermined value lower than the load factor at which protection is stopped, And a change rate limit value signal generating means for generating a predetermined change rate limit value signal for limiting the change rate of the speed reference command when the load factor calculation value becomes a predetermined value lower than the load rate at which the protection is stopped. It is good.
[0013]
Even with such a configuration, the electric motor can be continuously operated without stopping overload protection, and therefore, loss time due to occurrence of overload protection stop can be reduced.
The current limit value signal generating means or the change rate limit value signal generating means is a load factor obtained by adding a current load factor and a load factor required for a set stop time or a time required to reach a set speed. Generates a predetermined current limit value signal that limits the current command value or a predetermined change rate limit value signal that limits the rate of change of the speed reference command when the load value becomes lower than the load rate at which protection is stopped. It may be a thing.
[0014]
Such a configuration is effective when it is desired to reliably decelerate within a desired deceleration time without stopping overload protection.
Furthermore, the present invention provides a paper machine motor drive device that uses a plurality of such paper machine motor drive devices to form a paper machine line, and the change rate limit value signal obtained from each motor drive device is limited. Means for selecting a change rate limit value signal whose limit value is the minimum value among the values, and means for limiting the rate of change of the speed reference of the paper machine line by the speed reference change rate limit value signal of the selected minimum value; It is characterized by comprising.
[0015]
By adopting such a configuration, the speed change rate of the entire line is limited by the speed change rate limit value obtained from the motor drive device with the largest overload even in the continuous operation state of complete paper passing. Even when accelerating, the speed change rate of all motors can be kept constant and stable operation can be achieved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the following drawings, the same reference numerals, including FIG. 11 and FIG.
[0017]
(First embodiment)
This embodiment monitors the load factor calculation value and limits the current so as not to stop overload protection according to the load factor at that time so that the operation can be stably continued without stopping overload protection. The device is configured.
[0018]
FIG. 1 shows the configuration of the main part of an electric motor drive device according to the first embodiment of the present invention. In the same figure, the part shown with the code |
[0019]
The operating characteristics of the load
When the load factor calculation value n is smaller than the load factor determination value q, a current limit value signal r of 100% or more (eg, 150%) is output, and a current limit value signal r of q or more and 100% or less (eg, 80%) is output. Is output. This current limit value signal r is supplied to the
[0020]
In this way, when the load factor calculation value n exceeds a certain value q within the overload protection value range, the
[0021]
As a load situation to which the present embodiment can be applied, although it is possible to accelerate even when the motor capacity is 100% or less, it is effective in the case of a paper machine motor that is planned to have a large desired acceleration.
[0022]
According to the motor drive device configured as described above, since continuous operation can be performed without stopping overload protection, a paper machine motor drive device that can reduce loss time due to occurrence of overload protection stop can be configured.
[0023]
(Second Embodiment)
Next, an electric motor drive device according to a second embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the second embodiment may be the same as that shown in FIG. 1, but is a configuration in which determination conditions are increased in the load
[0024]
FIG. 3 shows the operating characteristics of the load
The load
[0025]
As a load situation to which this embodiment can be applied, acceleration is possible even when the motor capacity is 100% or less, but it is effective when the desired acceleration is planned to be large and the frequency of acceleration / deceleration operations is large. In other words, when re-acceleration or deceleration after acceleration, an allowance is provided for the load factor calculation value at the time of the operation.
[0026]
(Third embodiment)
Next, an electric motor driving device according to a third embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a future load factor is predicted from a past load factor and a current load factor, and this load factor calculation value is monitored.
[0027]
FIG. 4 shows the configuration of the main part of the third embodiment.
In the present embodiment, a load factor
[0028]
The present embodiment is effective when the load factor calculation response of the load
[0029]
(Fourth embodiment)
Next, an electric motor drive device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 shows the configuration of the main part of the fourth embodiment.
In the present embodiment, the load factor value input to the load
This is effective when it is desired to decelerate reliably without stopping the overload protection within a desired deceleration time for some reason.
[0030]
(Fifth embodiment)
Next, an electric motor drive device according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 shows the configuration of the main part of the fifth embodiment.
[0031]
In the present embodiment, the output of the load
[0032]
Thus, in this embodiment, without overload protection being stopped by monitoring the load factor calculation value and limiting the speed reference change rate so as not to stop overload protection according to the load factor at that time. It is configured so that operation can be continued stably.
[0033]
In other words, if the load factor calculation value increases, the speed reference change rate decreases and the load factor calculation value decreases when the load factor calculation value increases, and if the load factor calculation value has room, the speed reference change changes. The rate is increasing.
[0034]
(Sixth embodiment)
Next, an electric motor drive device according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 shows the configuration of the main part of the sixth embodiment.
[0035]
In the present embodiment, the load factor value u input to the load
This embodiment is effective when it is desired to reliably decelerate within a desired deceleration time without stopping overload protection.
[0036]
(Seventh embodiment)
Next, an electric motor driving device according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the main part of the seventh embodiment is shown in FIG.
[0037]
In the seventh embodiment, when a paper machine line is configured by using a plurality of motor drive devices, speed change rate limit value signals b1, b2,... For each motor drive device D1, D2,. The change rate limiting circuit 100 uses the change rate limit value signal b (b = min (b1 to b *)) obtained by automatically selecting the minimum value from b * by the minimum
[0038]
This is because when the transport paper is running from the wire section to the take-up reel section, the motor in one or more sections will be overloaded and the motor will stop protection, When current limitation or speed change rate limitation as in another embodiment of the invention is applied to each motor drive device, the speed reference change rate is lower than the other non-overloaded motor or during speed reference change. Depending on the degree, the paper may be cut off. Therefore, in order to prevent overload protection from being stopped even in the continuous operation state where the paper is completely passed, the speed reference change rate of the entire line is limited by the speed change rate limit value signal b obtained from the motor drive device having the largest overload. Even when the entire line is accelerated, the speed change rate of all motors can be kept constant so that stable operation can be achieved.
[0039]
(Eighth embodiment)
Next, an electric motor drive device according to an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 shows the configuration of the main part of the eighth embodiment.
[0040]
The eighth embodiment has a configuration including a man-machine interface with respect to FIG.
In the overload protection stop prevention operation in the above-described embodiments, the current limit or the speed change rate limit is automatically activated by the load factor calculation value n. However, depending on the cause of the overload, such as when it is sufficient to lubricate the bearing grease, etc. May be able to avoid overload conditions with a simple action on the machine. If the current limit is automatically activated during steady operation, the operation speed decreases, and there is a risk that the speed difference between sections fluctuates and the paper is cut.
[0041]
Therefore, when the load factor calculation value n exceeds a certain value, an alarm that appeals to the sight and hearing is given to the operator, and / or the amount of change in the current load factor calculation value is obtained and the remaining time until the current limit is started. Display or compare the remaining warning time with the remaining time, and when the remaining time is less than or equal to the remaining warning time, notification is performed using the man-machine interface so as to give further warning.
[0042]
That is, in FIG. 9, the load factor
By configuring as described above, it is possible to perform an operation that can prevent overload protection stop or deceleration due to current limitation.
[0043]
(Ninth embodiment)
Next, an electric motor drive device according to a ninth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 shows the configuration of the main part of the ninth embodiment.
[0044]
The seventh embodiment has a man-machine interface with respect to FIG.
Current operating conditions (time information, brand, basis weight, speed, ambient temperature, dryer steam temperature, dryer steam pressure, cumulative operation time from repair, cumulative transport length from repair or combination of one or more) The load factor deviation during operation is obtained from at least one of the search conditions of the brand, basis weight, and speed currently stored in the data storage device, the abnormality is judged, and the operation is performed when an abnormality deviation occurs. It is configured so that differences in conditions can be extracted and information can be provided visually to operators.
[0045]
That is, in FIG. 10, the current operating condition f is stored in the
[0046]
By configuring as described above, the cause of the abnormal load can be investigated at an early stage, and operation capable of preventing deceleration due to overload protection stop or current limitation can be performed. In addition, if the part which performs each calculation and determination function quoted in each of the above embodiments is provided inside a general electric motor drive device or provided externally, the same function can be used. either will do. Moreover, it can apply to both a DC machine and an AC machine as an electric motor.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the motor drive device of the present invention, even when the load capacity is not sufficient, the motor capacity is effectively extracted within the overload protection range without causing the overload protection stop, and stable operation is achieved. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing operating characteristics of a load factor determination circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing operating characteristics of a load factor determination circuit according to a second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electric motor drive device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a main part of a conventional electric motor drive device.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a load factor calculation circuit in a conventional electric motor drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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