JPH0249801B2 - - Google Patents

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JPH0249801B2
JPH0249801B2 JP56039235A JP3923581A JPH0249801B2 JP H0249801 B2 JPH0249801 B2 JP H0249801B2 JP 56039235 A JP56039235 A JP 56039235A JP 3923581 A JP3923581 A JP 3923581A JP H0249801 B2 JPH0249801 B2 JP H0249801B2
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JP
Japan
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speed
rolling mill
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rolling
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JP56039235A
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JPS57154306A (en
Inventor
Masaharu Noguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/46Roll speed or drive motor control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鉄鋼等の圧延設備において例えばタ
ンデム圧延を行なう際に圧延材噛み込み時の圧延
機の速度降下を補償する圧延機速度補償装置に関
するものである。
タンデム圧延とは第1図に示すように圧延材1
が少なくとも2台の圧延機2,3に同時に噛み込
まれる圧延を言う。タンデム圧延では上流側圧延
機2の出側材料速度と下流側圧延機3の入側材料
速度とに不平衡が生ずると圧延材1には張力又は
圧縮力が働く。特に圧延材1が圧延機3に噛み込
まれた瞬間、圧延機3の速度(以下圧延機速度v
と称す)は圧延負荷のために下降する。第2図は
圧延材1噛み込み時の圧延機速度vの変化を示す
図である。第2図で時刻t1にて圧延材1が圧延機
3に噛み込み、圧延機速度vは図示のように下降
する。一般に圧延機3は速度制御されているた
め、ΔT期間後の時刻t2にて圧延機速度vは速度
基準vREFまで復帰する。この場合の復帰時間は、
圧延機3の速度制御系の応答に依存するが、この
ΔT期間中に圧延機3の速度降下のため、圧延機
2と圧延機3との間の圧延材1には圧縮力が働
き、ひいてはループ発生の危険がある。
圧延材噛み込み時の圧延機速度低下(以下イン
パクトドロツプと称する)の原因は次のようなこ
とから生ずる。すなわち、圧延機3に要求される
負荷トルクLTは第3図に示すように、時刻t1
て圧延材1が圧延機3に噛み込むと同時に圧延ト
ルクTLだけ増加する。一般に負荷トルクLT変動
は第3図に示すようにステツプ状である。
一方第1図のように、ギアー4を通して圧延機
3に連結されている駆動用電動機5の発生トルク
(以下電動機トルクと称す)MTはステツプ状に
変化することはできず、第3図の一点鎖線に示さ
れるように変化し、ΔT期間後の時刻t2にて圧延
機に要求される負荷トルクLTを発生することに
なる。従つて、ΔT期間中の電動機トルクMTの
不足分によりインパクトドロツプが生ずる。
このようなインパクトドロツプによる圧縮力発
生を避けるために、従来は以下のような補償方式
が採用されていた。すなわち、第4図に示すよう
にインパクトドロツプによる速度降下を予測し、
圧延材噛み込み前に予め圧延機速度vをΔVだけ
上げておき、時刻t1で圧延材1が圧延機3に噛み
込むと同時に速度基準vREFをΔVだけ下げ、図示
の圧延機速度vの応答を得るようにしていた。
ところで、インパクトドロツプの補償量ΔV
は、圧延機のGD2、圧延機の速度制御系の応答、
圧延トルク等により変化し、例えば(1)式のように
与えられる。
ΔV=60/2π・1/GD2・0.85/WC・TL …(1) ΔV :インパクトドロツプ量〔rpm〕 GD2:圧延機はずみ車効果 〔Kg・m2〕 WC :圧延機速度応答 〔rad/s〕 TL :圧延トルク 〔N・m〕 (1)式に従つてインパクトドロツプ補償を行なつ
た場合、圧延機速度vは第4図に示すように変化
し、時刻t1〜t2の期間中は張力、時刻t2〜t3の期
間中は圧縮力が発生することになる。すなわち、
インパクトドロツプの補償を行なわなかつた場合
(第2図)と比較して圧縮力の発生は小さくはな
るが、それでも圧縮力の発生は避けられない。そ
こで、圧縮力の発生を避けるためにインパクトド
ロツプの補償量ΔVを(1)式の演算結果より大きく
して第5図に示されるように制御すれば(ΔV′>
ΔV)、圧延機速度vが安定するのに要する時間
ΔT′が第4図のΔTより長くなり問題となる。ま
た、従来方式では圧延材が噛み込む前に圧延機速
度vを上げておく必要があるため、同一の圧延機
で同時に複数本の圧延材を圧延する多ストランド
圧延の際に大きな問題となる。
この発明は従来方式の上記の問題点を解決する
ためなされたもので、圧延材噛み込み時の圧縮力
の発生を避けることができると同時に、圧延材噛
み込み前に圧延機速度を予め上げておくという制
御を必要としない圧延機速度補償装置を提供する
ことを目的とする。
ところで、インパクトドロツプの発生は、前述
したように、第3図において圧延材が圧延機に噛
み込まれて圧延状態になつたときに圧延機に要求
される負荷トルクLTに対し、電動機トルクMT
が追従しないことに起因する。従つて圧延材が圧
延機に噛み込まれて圧延状態になつたとき、電動
機トルクMTが圧延機に要求される負荷トルク
LTに正確に追従するように制御すれば、理想的
なインパクトドロツプ補償を実現することができ
る。この発明は以上のような原理に基づいてイン
パクトドロツプ補償を行なうものである。
ここで、電動機トルクMTは(2)式で与えられ
る。
MT=KIfIa …(2) MT=電動機トルク 〔Kg・m〕 K:定数 If:電動機界磁電流 〔A〕 Ia:電動機電機子電流〔A〕 従つて、圧延材の圧延機噛み込み時に電動機ト
ルクMTを負荷変動に追従させるためには、電動
機の電機子電流が負荷変動に追従するように制御
すればよいことになる。なお(2)式においてKIfは
一定である。
以下この発明の一実施例について説明するが、
はじめに一般に用いられている電動機の速度制制
系について説明する。第6図においてvREFは速度
基準、vMは電動機速度、11は速度制御回路、
12は電流制御回路、13は位相制御回路で、電
流制御回路12の出力x3が電動機の電機子電流に
相当する。この発明は第6図の速度基準vREFを補
償することにより電流制御回路12の出力x3(す
なわち電動機の電機子電流)を負荷変動に応じて
変化させようとするものである。
ところで、一般に電流制御回路12の応答は速
度制御系の応答と比較して充分速いので、電流制
御回路12の出力x3を負荷変動に応じて変化させ
るためには電流制御回路12の入力x2を負荷変動
に応じて変化させればよいことになる。
第6図において圧延機噛み込み前の速度基準
vREF、出力x1,x2,x3、電動機速度vMをそれぞれ
vREF0,x10,x20,x30,v0また噛み込み後のそれ
をそれぞれvREF1,x11,x21,x31,v1とし、速度
制御回路11、電流制御回路12、位相制御回路
13の伝達関数をそれぞれG1,G2,G3とすると、
圧延材噛み込み前には次の(3)、(4)式が成り立つて
いる。
VREF0−v0=x10 …(3) G1x10=x20 …(4) また同様にして圧延材噛み込み後には次の(5)、
(6)式が成り立つ。
vREF1−v1=x11 …(5) G1x11=x21 …(6) ここで、x1,x2の圧延材噛み込みによる変化量
をそれぞれΔx1,Δx2とすると、次の(7)、(8)式が
成り立つ。
x11=x10+Δx1 …(7) x21=x20+Δx2 …(8) (5)、(6)式を(7)、(8)式に代入すると vREF1−v1=x10+Δx1 …(9) G1(x10+Δx1)=x20+Δx2 …(10) (9)、(10)式に(3)、(4)式を代入して整理すると vREF1−v1=vREF0−v0+Δx1 …(11) G1Δx1=G2Δx2 …(12) (11)、(12)式より VREF1−V1=VREF0−V0+1/G1×Δx2…(13) (13)式で、圧延材噛み込み前と、噛み込み後の
電動機速度vMが変化しないようにする。すなわ
ちv1=v0とするためには VREF1=VREF0+1/G1×Δx2 …(14) が成り立つようにvREFを制御すればよいことにな
る。つまり、(14)式の右辺第2項Δx2/G1を、圧
延材噛み込み後に速度基準vREFに重畳すればイン
パクトドロツプを補償することができる。
第7図はこの発明の一実施例を示す図で、図中
一点鎖線で囲んだ部分がこの発明の圧延機速度補
償装置で、(14)式の右辺第2項Δx2/G1を補償す
るものである。これは負荷電流演算回路21、ス
イツチ22、変換回路23とから構成されてい
る。負荷電流演算回路21は、第3図に示す圧延
材噛み込みによる負荷変動に従がい(2)式に基づい
て負荷電流変動を求め、この負荷電流からΔx2
求めるためのものである。スイツチ22は、圧延
材噛み込み時聞路し、噛み離し時開路するもので
ある。変換回路23は1/G1の伝達関数をもつ
た回路である。前述の圧延材の噛み込み検出は、
例えば図示しないロードセルの出力変化を利用し
ている。
このような構成のものにおいて、圧延材が圧延
機に噛み込まれると、スイツチ22が閉じ、演算
回路21の出力Δx2が変換回路23に入力され、
変換回路23の出力ΔvREF=Δx2/G1が、速度基
REFに加算される。速度基準REFにΔx2/G1が加
算されることにより、速度制御回路11の出力x2
は、Δx2だけ変化し、電流制御回路12の応答は
充分速いので、入力x2がΔx2変化すれば出力x3
Δx2に応じてすみやかに変化する。電流制御回路
12の出力x3は、電動機の電機子電流に相当する
ので、圧延材が圧延機に噛み込むと同時に電動機
の電機子電流が負荷変動に応じてすみやかに変化
することになる。すなわち、圧延材が圧延機に噛
み込まれると同時に電動機の電機子電流が負荷変
動に応じてすみやかに変化することになる。すな
わち、圧延材が圧延機に噛み込れると同時に電動
機トルクが負荷変動に追従してすみやかに変化
し、理想的なインパクトドロツプ補償が行なわれ
る。
第8図はこの発明の圧延機速度補償装置で、イ
ンパクトドロツプ補償を行なつた場合の圧延材噛
み込み時の圧延機の速度変化を示す図である。第
8図aは、時刻t1にて圧延材が圧延機に噛み込ん
だ時の圧延機に要求される負荷トルクLTと電動
機トルクMTを示すもので、この図から明らかな
ようにこの発明の圧延機速度補償装置の働らきに
より電動機トルクMTは、圧延機に要求される負
荷トルクLTに追従している。また第8図bは、
この発明の圧延機速度補償装置の出力ΔREF(第7
図参照)を示すもので、a図に示すように圧延材
が圧延機に噛み込れると同時に負荷トルクがステ
ツプ状に変化する場合には、ΔREFは、bのように
パルス状に変化する。また第8図cは、圧延機速
度基準vREFと圧延材噛み込み時の圧延機の圧延速
度を示すもので、この図から明らかなように、こ
の発明の圧延機速度補償装置の働きによりインパ
クトドロツプは著しく減少していることがわか
る。
以上の説明では、圧延材が圧延機に噛み込れる
と同時に圧延機に要求される負荷トルクがステツ
プ状に変化するものとして説明してきたが、この
発明は負荷トルクの変化に追従するように電動機
トルクを制御することを特徴とするものであるか
ら、負荷トルクがどのように変化する場合にもこ
の発明の圧延速度補償装置が適用できることはも
ちろんである。このとき、第7図の演算回路21
は負荷トルク変動に対応して演算を行ないΔx2
出力する。また以上の説明では第7図の変換回路
23の伝達関数を1/G1としたが、変換回路2
3が1/G1以外の伝達関数を有してもよいこと
はもちろんである。
以上のように、この発明によれば従来方式のよ
うに圧延材が噛み込む前に予め圧延機速度を上げ
ておく必要がないため、同一の圧延機で同時に複
数本の圧延材を圧延する多ストランド圧延の際に
も容易にインパクトドロツプ補償が行なえると同
時に、さらに従来方式にみられるような圧縮力の
発生がなくかつすみやかなインパクトドロツプ補
償が可能となる圧延機速度補償装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はタンデム圧延状態を示す構成図、第2
図はインパクトドロツプ補償を行なわない場合に
おける圧延材噛み込み時の圧延機の速度変化を示
す図、第3図は圧延材噛み込み時の圧延機の負荷
変動を示す図、第4図は従来方式のインパクトド
ロツプ補償を行なつた場合における圧延材噛み込
み時の圧延機の速度変化を示す図、第5図は従来
方式のインパクトドロツプ補償を行ない、インパ
クトドロツプ補償量を大きくした場合における圧
延材噛み込み時の圧延機の速度変化を示す図、第
6図は一般的な電動機速度制御系のブロツク図、
第7図はこの発明による圧延機速度補償装置の一
実施例を示すブロツク図、第8図は同実施例の圧
延機速度補償装置によりインパクトドロツプ補償
を行なつた場合における圧延材噛み込み時の圧延
機の速度変化を示す図である。 1…圧延材、21…演算回路、2,3…圧延
機、22…スイツチ、4…ギアー、23…変換回
路、5…駆動用電動機、11…速度制御回路、1
2…電流制御回路、13…位相制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延機駆動用電動機が、速度基準に基づいて
    駆動され、前記電動機の速度が前記速度基準にフ
    イードバツクされるものにおいて、 前記電動機のトルクと入力電流から負荷電流の
    変動値を求める負荷電流演算回路と、 この負荷電流演算回路で求めた負荷電流変動値
    に、前記電動機の速度が圧延材の噛込み前と圧延
    材の噛込み後で変化しないようにする伝達関数を
    掛け算して速度基準補正信号を求める変換回路
    と、 この変換回路で求めた速度基準補正信号を、圧
    延材の噛込み時に、前記速度基準に重畳させる手
    段とからなる圧延機速度補償装置。
JP56039235A 1981-03-18 1981-03-18 Speed compensating device of rolling mill Granted JPS57154306A (en)

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JPS57154306A JPS57154306A (en) 1982-09-24
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59193709A (ja) * 1983-04-19 1984-11-02 Toshiba Corp 圧延機の速度制御装置
DE102016214715A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Sms Group Gmbh Verfahren zum Walzen eines Walzgutes und Walzwerk

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5310943A (en) * 1976-07-19 1978-01-31 Toshiba Corp Microcomputer

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