JPH01107914A - ルーパーの振動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ホットストリップミル仕上げスタンドに設
置されたルーパーの制御装置に関し、特に、ルーパーが
動いた際にルーパーの慣性力とストリップに生じる張力
とで形成される振動系の減衰を制御する方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 第２図は一般的な可動式のルーパーを適用されたホラ１
−ストリップミルを示す側面図であり、この第２図にお
いて、１，２は圧延ミル、３はストリップ、４はルーパ
ー、５はルーパーモータである。圧延ミル１および２に
よりストリップ３が圧延され、ストリップ３は圧延ミル
１から２の方向へ流れる。

そして、圧延ミル１，２間のストリップ３には。

ルーパー４を介してルーパーモータ５のトルクにより張
力が与えられる。ルーパーモータ５は、ストリップ３に
与える張力のためのトルクの外に、ストリップ３の重量
およびルーパー４の重量を支えるトルクをも出力する。

第２図に示すルーパーを模擬した動作系ブロック図を第
３図に示す。第３図において、トルク基準信号ＲＥＦに
従いルーパー電流制御系６を介してルーパーモータ５が
出力するトルクＴＭとルーパー４にかかる負荷トルクＴ
Ｌとの差の加速トルりＴＡによりルーパー４およびルー
パーモータ５が慣性ＫＩを介して加速され、その加速度
を積分器７を通して積分すると回転数Ｎとなる。回転数
Ｎにギア比等の定数に２を掛けて積分器８で積分すると
ルーパー４のアーム角度θとなる。ルーパーアーム角度
θに基づき、ルーパー４により張力が与えられて伸びた
ストリップ３の圧延ミル１゜２間の長さＱが変換器９で
ｆ工（０）として定まる。

また、ストリップ３の張力による伸びを考えないときの
長さ、即ち元の長さをＬとする。

一方、ルーパーモータ負荷トルクＴＬは、以下の４つの
要素の和として算出できる。その１つはルーパー４の自
重によるものであり、ルーパー角度θの関数ｆｚ（θ）
で表わすことができる。このトルクを関数発生器１０が
発生するものとする。

他の１つは、ルーパー４およびルーパーモータ５の摩擦
１−ルクであり、ルーパーモータ回転数Ｎの関数ｆ！（
Ｎ）で表わすことができる。このトルクを関数発生器１
１が発生するものとする。さらに、他の１つは、ストリ
ップ３に生じる張力によるトルクであり、これはストリ
ップ３のヤング率および断面積による定数に３とルーパ
ーアーム角度θの関数ｆ４（θ）およびストリップ３の
伸び量（Ｑ　−Ｌ）の積として近似できる。このトルク
を関数発生器１２が発生するものとする。残りの１つは
、ストリップの重量によるものであり、Ｌに定数に４を
掛けたものである。このトルクを関数発生器１３が発生
するものとする。

このように表示した場合、第２図のルーパー系は、第３
図に示すように、ルーパー電流制御系６゜積分器７，８
．変換器９および関数発生器１０〜１３をそなえるフィ
ードバックループで模擬することができる。

一般に、可動式ルーパーを用いた仕上げスタンドにおい
ては、第２，３図に示したように、圧延ミル１の出側抜
法と圧延ミル２の入側板法との差を積分して得られるス
トリップ長りが変化すると、前記ゲインに、・ｆ（Ｏ）
、　Ｋ４を通してルーパーモータ負荷トルクＴＬが変化
し、加速トルクＴ　Ａ　＋モータ回転数Ｎ、ルーパーア
ーム角度θ、前記ストリップ長りが変化し、再び負荷ト
ルクＴＬが変化するという振動系を形成する。

この減少を第２図を用いて説明すると、圧延ミル１，２
間のストリップ３の長さが変化すると、ストリップ３に
生じていた張力等が変動し、ルーパー４が動き、その慣
性力により再びストリップ３に生じる張力が変化して振
動系を形成するということになる。

ここで、前記振動系を減衰させるものは、前記モータ回
転数Ｎの関数ｆ３（Ｎ）で表わされる摩擦！−ルクであ
るが、摩擦トルクｆ３（Ｎ）は機械系に固有のものであ
り、ストリップ３のヤング率、断面積等の変化により、
第３図における定数に、。

Ｋ４等の系のゲインが変化した場合、前記振動系の減衰
効果を制御できない。

そこで、従来、第４図に示すようなルーパー制御装置が
提案されている。第４図は例えば特公昭５６−２２６０
２号公報に示された従来のルーパーの振動制御手段を適
用されたルーパー制御装置を示すブロック図で、このル
ーパー制御装置は、前記振動系の減衰を任意に制御する
ことを目的として、ルーパーモータ５の回転数を検出し
て、その検出信号に応じてルーパー加速トルクＴ４を操
作し、これをルーパーモータ５の出力トルク制御により
行なう。このようにすることにより、ルーパーモータ５
の回転数Ｎに応じてルーパー加速トルクＴＡが変化し、
ルーパー系を振動条件とは外した動作条件に推移させる
ことができる。

即ち、ルーパーモータ回転数Ｎを検出し、その信号に比
例してルーパー加速トルクＴＡをゲインＦ５で変換させ
る。また、簡単化のために微少振動を考え、第３図にお
ける非線形要素ｆ□〜ｆ４を定数Ｆ工〜Ｆ４と線形化す
ると、第４図に示すようになる。第４図中、第３図と同
一の符号は同様部分を示している。

第４図において、ΔＬからΔθまでの閉ループ伝達関数
は次式となる。

Ｆ、＋に３Ｆ工Ｆ４ ・・・（４） ここで、（１）式は通常振動性の２次遅れを表わし、そ
の振動の減衰性を決定するのは（４）式で示されるξで
ある。（４）式においてに工？　Ｋｉｔ　Ｆ１１Ｆ２．
Ｆ、、Ｆ、は機械系により定まる定数であり、Ｋ３はス
トリップ３のヤング率、断面積により変化する定数、Ｆ
、は新たに導入されたゲインである。今、ストリップ３
の変化により定数に３が変化した場合、所望の減衰項ξ
を得るためには、によりＦｓを定める。

前記説明中、モータ回転数Ｎ′を検出して、その信号に
応じてルーパー加速トルクＴＡを変化させる手段として
は、モータ回転数Ｎの信号に応じてルーパーモータ電流
制御系のトルク基準ＲＥＦを変化させる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のルーパーの振動ル制御手段は以上のように行なわ
れるので、ルーパーモータ５の回転数Ｎを検出する速度
検出器（図示せず）が必要であり、また、制御中は一般
的にルーパー４の角度変動が小さくルーパーモータ５の
回転数Ｎも小さいため、速度検出信号のレベルが微少で
あり、速度検出器のリップル信号などの重複により速度
検出信号の精度が悪く、モータ回転数Ｎの信号を用いた
減衰制御を十分に実施できないなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ルーパーモータの回転数を検出することなく
、ルーパー振動系を十分に減衰させることができるよう
にしたルーパーの振動制御方法を得ることを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るルーパーの振動制御方法は、ルーパーが
何らかの外乱により動いたときルーパーの慣性力とスト
リップに生じる張力とで形成される振動系の減衰を、ル
ーパーモータの電圧および電流を検出しこれらの検出信
号に基づいて上記ルーパーモータの出力トルクを調整す
ることにより制御するものである。

［作　　　用コ この発明におけるルーパーの振動制御方法では、ルーパ
ーモータの電圧および電流の検出信号に基づいて、ルー
パーモータの出力トルクが調整されて、ルーパー振動系
が、任意かつ効果的に減衰され、従来のようにルーパー
モータの回転数を検出する必要がなくなる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例としてのルーパーの振動制御方
法を適用されたルーパー制御装置を示すブロック図であ
る。

第１図において、５はルーパー（第２図の符号４参照）
を駆動するルーパーモータ、１４はルーパーモータ５の
電流を制御する電流制御器、１５はルーパーモータ５の
電圧を制御する電圧制御器、１６はゲートパルス発生器
で、ルーパーモータ５を駆動するサイリスタ装置１７に
ゲートパルス信号を与えるものである。

また、１８はルーパーモータ５の電流を検出する電流検
出器であり、電流制御のために電流制御器１４へ電流検
出信号工を帰還させるものである。

１９はルーパーモータ５の電圧を検出する電圧検出器で
あり、電圧制御のために電圧制御器１５へ電圧検出信号
Ｖを帰還させるものである。

さらに、２０は演算器で、前記の電流検出信号工と電圧
検出信号Ｖとを用いて演算信号Ｓを次の（６）式に基づ
き演算信号を出力するものである。

５＝Ｖ−Ｉ・Ｒ・・・（６） ただし、Ｒはルーパーモータ５の電機子抵抗値を表わし
、ルーパーモータ５に依存する固定値である。２１は演
算器２０からの演算信号Ｓに制御ゲインＧを乗算する乗
算器、２２はこの乗算器２１からの出力（Ｔｃ）をトル
ク基準信号ＲＥＦに加算して加算信号ＲＥＦ０を電流制
御器１４へ制御基準信号として出力する加算器である。

次に、このように構成された装置によって実施される本
発明によるルーパーの振動制御方法について説明する。

即ち、ルーパーモータ５の電圧と電流とを検出し、これ
らの検出信号Ｖ、Ｉに基づいて、ルーパーモータ５のト
ルク基準信号ＲＥＦを調整してＲＥＦ、とじ、ルーパー
モータ５の出力トルクを調整する。

ここで、公知の通り、ルーパーモータ５の回転数Ｎと電
圧■と電流工との間には、概ね次式（７）に示すような
関係がある。

ＮｅＶ−Ｉ−Ｒ・（７） 従って、前記演算信号Ｓは概ねルーパーモータ５の回転
数Ｎを表わすものであり、演算信号Ｓに適当な制御ゲイ
ンＧを乗算してルーパーモータ５の出力トルクを調整す
ることにより、ルーパー振動系の減衰を任意に制御でき
ることは、従来手段において（１）〜（５）式により説
明した通りである。

このように、本実施例の方法によれば、速度検出器をそ
なえることなく、ルーバー振動系が減衰制御されること
になるので、速度検出器を用いた場合に生じていたリッ
プル信号などの悪影響を受けることはなくなり、制御ゲ
インを十分に大きくとることが可能となり、任意の効果
的な制御を実施することができるのである。

また、本実施例において、電流検出器１８および電圧検
出器１９はルーパー制御装置として必ず附帯されている
ものであり、従来手段のように特別にルーパーモータ５
の回転数Ｎを検出するための速度検出器を設ける必要は
なく、従来に比べ極めて安価に装置を構成できる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ルーパーモータの電
圧信号と電流信号とに基づいてルーパーモータの出力ト
ルクを調整し、もってルーパー振動系の減衰を制御する
ように構成したので、速度検出器が不要となり、また、
リップル信号などの悪影響を受けることなく、制御効果
を高くできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としてのルーパーの振動制
御方法を適用されたルーパー制御装置を示すブロック図
、第２図は一般的な可動式のルーパーを適用されたホッ
トストリップミルを示す側面図、第３図は従来のルーパ
ー振動系を模擬して示すブロック図、第４図は従来のル
ーパーの振動制御手段を適用されたルーパー制御装置を
示すブロック図である。 図において、１，２−圧延ミル、３−ストリップ、４−
ルーパー、５−　ルーパーモータ、１４・・・−電流制
御器、１５−電圧制御器、１８・−電流検出器、１９・
−電圧検出器、２０・・−演算器、２１−乗算器、２２
−加算器。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ミル仕上げスタンドで圧延されるストリップの張力を
   、ルーパーモータにより駆動されるルーパーにより一定
   に制御するホットストリップミルにおいて、上記ルーパ
   ーが何らかの外乱により動いたとき上記ルーパーの慣性
   力と上記ストリップに生じる張力とで形成される振動系
   の減衰を、上記ルーパーモータの電圧および電流を検出
   しこれらの検出信号に基づいて上記ルーパーモータの出
   力トルクを調整することにより制御することを特徴とす
   るルーパーの振動制御方法。