JPH07324295A - 抄紙機用電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、所定の区間の通紙時に紙を細幅から
全幅に広げた際に、上下２つのロールを駆動する電動機
の速度変動やトルク変動を抑えかつ負荷分担率を大きく
設定し直す必要がない抄紙機用電動機制御装置を提供す
ることにある。 【構成】本発明は、紙を上下２つのロールにて挟んで前
段から後段へ搬送し，かつ前記上下２つのロールを各々
独立して駆動する電動機と、前記電動機の一方は速度基
準と実速度との偏差に応じた速度制御を行う第１制御装
置と、前記電動機の他方は前記速度制御を行う前記第１
制御装置からのトルク基準に所定比率をかけた基準にて
トルク制御を行う第２制御装置とからなる抄紙機用電動
機制御装置において、前記紙が細幅から全幅へ移行した
際に前記各々の電動機の制御装置のトルク基準を補正す
るトルク補正手段を設けているので、所定の区間の通紙
時に紙を細幅から全幅に広げた際においても上下２つの
ロールを駆動する電動機の速度変動やトルク変動を抑え
かつ負荷分担率を大きく設定し直す必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙を上下２つのロール
にて挟んで前段から後段へ搬送する抄紙機ラインにおい
て、紙が細幅から全幅へ変化しても適切に制御できる抄
紙機用電動機制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抄紙機ラインによる紙の製造工程におい
ては、紙を上下（又は左右）２つのロールにて挟んで前
段から後段へ搬送している工程がある。この２つのロー
ルは各々独立した電動機にて駆動されている。一般的に
はウェットパートの最終段であるプレスパート（４Ｐパ
ート又はスムーザパート）、オンラインコータマシンで
はサイズパートに適用される。

【０００３】図２は従来の抄紙用電動機制御装置の回路
構成図である。同図に示すように、２つのロール３、４
はそれぞれ電動機１、２により独立に駆動されており、
紙５はロール３、４間に加圧状態に挟まれて前段工程か
ら後段工程へ搬送されている。

【０００４】ところで、ロール３を駆動する電動機１は
速度基準発生器６から与えられるある速度基準ＶＲＥＦ
に基づき速度制御回路７、トルク制御回路８を備えた周
知の速度制御装置９により速度制御されている。速度帰
還ＶＦＢは電動機１に取り付けている速度検出器１０よ
り検出され、速度制御回路７に帰還されている。また、
ロール４を駆動する電動機２は速度制御装置９より比率
設定器１１を通して得られるトルク基準Ｔ２ＲＥＦが速
度制御装置１２のトルク制御回路１３に与えられるよう
に構成されている。

【０００５】速度基準発生器６より速度制御装置９の速
度制御回路７に速度基準ＶＲＥＦが与えられると、この
速度制御回路７では速度基準ＶＲＥＦとその時の電動機
１の速度検出器１０よりの速度帰還信号ＶＦＢとの偏差
に応じてトルク基準信号Ｔ１ＲＥＦを出力し、トルク制
御回路８に入力する。トルク制御回路８ではトルク基準
信号Ｔ１ＲＥＦと図示しない方法で検出されるトルク帰
還信号Ｔ１ＦＢとの偏差に応じて図示しない方法で電動
機１にてロール３を駆動する電動機出力を制御してい
る。（図示しない部分は周知の制御方法であり、かつ本
発明の対象とするものではないため説明を省略する。） また、速度制御装置９のトルク基準信号Ｔ１ＲＥＦは、
比率設定値１１を通して電動機２の速度制御装置１２の
トルク制御回路１３に入力されると、トルク制御回路１
３では図示しない方法で検出されるトルク帰還信号Ｔ２
ＦＢとの偏差に応じて図示しない方法で電動機２にてロ
ール４を駆動する電動機出力を制御している。

【０００６】例えば、トルク基準信号Ｔ１ＲＥＦが１０
０％である場合、電動機１の出力は１００％に制御され
比率設定器１１が１であればトルク帰還信号Ｔ２ＲＥＦ
も１００％であるため電動機２の出力も１００％出力に
制御される。（ここで、１００％とは電動機１、２それ
ぞれの定格ＫＷであり、同一容量であれば同一出力ＫＷ
であるが、電動機１に対して電動機２の定格ＫＷが１／
２であれば電動機２の１００％出力は電動機１に対して
１／２となる。） このように加圧された２つのロールを各々の電動機にて
制御する場合、理論的には同一周速に制御できれば各々
速度基準ＶＲＥＦによる速度制御で制御できるが、実際
には設定の誤差や制御精度の違いにより制御誤差が生
じ、各々が自分の速度になるようにトルクを出力するた
めに２つのロールがお互いに干渉し合い制御がうまく行
われない。

【０００７】そこで、一方をマスターロールとして速度
制御を行い（ロール３を駆動する電動機１）、他方をス
レーブロールとしてマスターロール側の速度制御装置９
からのトルク基準に基づいてトルク制御を行う（ロール
４を駆動する電動機２）方法が適用される。この方法を
一般に負荷分担制御と呼ぶ。比率設定器１１は各ロール
のメカロスの違いや、電動機の特性の違いを補正するた
めのものである。これを図に表すと図３のようになる。
本図では比率設定器１１は、Ｍ：Ｓの比率が２：１〜
１：２まで可変できる。ａライン上がＭ：Ｓが２：１の
負荷分担率のラインである。例えば、Ａ点ではマスター
ロールの駆動電動機が５０％トルク出力時にはスレーブ
ロールの駆動電動機には１００％のトルク出力の基準が
与えられる。実際には、マスターロールとスレーブロー
ルは加圧されて紙を前段から後段へ搬送しているので、
安定した状態では必要なトルクの総和は同じであるた
め、比率を変化させればマスターロールからスレーブロ
ールヘ（又はスレーブロールからマスターロールへ）負
荷は移行し設定された比率ライン上のある吊り合う点で
制御されることになる。

【０００８】ここで、抄紙機ラインの特徴として通紙と
いう作業が行われる。ラインに最初の紙を通す場合、ラ
インの一番前の工程（通常ワイヤーパート）からある区
間まで細幅にて紙を通し、次に広幅（通常全幅と呼ぶ）
まで紙を広げる。そこで一旦紙を下部に設けられたパル
プピットに落とす。この地点をＸ地点とすると、この時
点ではＸ地点まで紙は全幅にて連続して搬送されてきて
いる。その後Ｘ地点から次のある区間まで又細幅にて紙
を通す（この地点をＹ地点とする）。この地点では紙は
ワイヤーパートからＸ地点までは全幅にて搬送されてＸ
地点からＹ地点までは細幅で搬送されている。全幅−細
幅の分の紙はＸ地点でパルプピットに落とされている。
次にＸ地点からＹ地点までの紙を全幅に広げる。この時
点では紙はワイヤパートからＹ地点まで全幅にて連続的
に搬送されＹ地点のパルプピットに落とされている。順
次、後工程へ向かって同じ作業を行っていき最後の工程
（通常リールパート）にて全幅で巻き取った時点で通紙
作業が完了する。このようにある区間ごとに細幅で通し
て全幅に広げていくのは細幅の方が各工程の機械のなか
（ロールとロールの間等）を通過させ易いためである。

【０００９】本発明においても、最初に所定区間に紙が
細幅にて通され、速度基準ＶＲＥＦが前段工程との速度
差（一般には前段工程より少しはやめの速度に設定され
紙に張力を与える）が調整され、次に前述した比率設定
器にてマスターロールとスレーブロールの負担分担率が
設定される。調整が終わって安定した状態より細幅から
全幅に紙が広がり、再度速度基準Ｖと比率設定器が微調
整される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の抄紙機用電動機制御装置では、上下各ロール
のメカロスの差が大きい場合には、細幅から全幅に広げ
た際に速度変化やトルク変動が起こり最悪の場合、紙が
切れたり、負荷分担比率を比率設定器にて大きく設定し
直す必要が生じていた。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は所定の区間の通紙時に紙を細幅から全幅
に広げた際においても上下２つのロールを駆動する電動
機の速度変動やトルク変動を抑えかつ負荷分担率を大き
く設定し直す必要がない抄紙機用電動機制御装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１は、紙を上下２つのロールにて
挟んで前段から後段へ搬送し，かつ前記上下２つのロー
ルを各々独立して駆動する電動機と、前記電動機の一方
は速度基準と実速度との偏差に応じた速度制御を行う第
１制御装置と、前記電動機の他方は前記速度制御を行う
前記第１制御装置からのトルク基準に所定比率をかけた
基準にてトルク制御を行う第２制御装置とからなる抄紙
機用電動機制御装置において、前記紙が細幅から全幅へ
移行した際に前記各々の電動機の制御装置のトルク基準
を補正するトルク補正手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】紙が細幅から全幅に移行しても前段との速度差
は一定に保つ必要がある。この場合、電動機の出力は加
速トルク等は必要なく、ロールをある速度にて回転させ
るためのトルク分（メカロス分）と紙を張るためのトル
ク分（張力分）に分けられる。細幅時と全幅時の違いは
全幅においても細幅時と同じ張力を得るため張力分のト
ルクを相応分増加する必要がある。

【００１４】今、上下２つのロールのメカロスが同一と
すると、比率設定器は電動機の比率に設定される（細幅
も全幅時も同じである）。例えば図４の抄紙機ラインに
おいて、下記のように条件１の場合を考えると、表１の
様になり、細幅時はマスター電動機を制御する制御装置
のトルク基準は１６．６６…％、スレーブ電動機を制御
する制御装置が必要とするトルク基準は２５％である。
よって、比率Ｋは１．５となる。また全幅時マスター電
動機を制御する制御装置のトルク基準は５６．６６…
％、スレーブ電動機を制御する制御装置が必要とするト
ルク基準は８５％である。よって、比率Ｋは１．５と変
わらない。この比率は電動機の比率に等しい。

【００１５】しかしながら、従来技術の構造上全幅時に
必要なトルク基準となるためには、全幅になった時点で
トルクが不足して速度が下がりマスター電動機を制御す
る制御装置のトルクが増加してはじめて必要なトルクが
出力される。このため速度変動やトルク変動が起こると
考えられる。

【００１６】条件１ Ｍ_M ：マスター電動機（定格３００ｋｗ） Ｍ_S ：スレーブ電動機（定格２００ｋｗ） メカロス ３０ｋｗ （ｋｗ換算） 細幅時の張力 ２０ｋｗ （ｋｗ換算） 細幅 １０００ｍｍ 全幅 ７０００ｍｍ （全幅時の張力＝２０ｋｗ×7000mm/1000mm ＝１４０ｋ
ｗ）

【００１７】

【表１】

【００１８】上下２つのロールのメカロスが違う場合は
図４の抄紙機ラインにおいて、下記のように条件２の場
合を考えると表２のようになり、細幅時のＫ＝１．２か
ら全幅時のＫ＝１．４へ比率を設定し直す必要が生じ
る。このメカロスの差が大きい程、細幅から全幅に移行
した際に比率設定器を大きく設定し直す必要が生じる。
この場合にも加速変動やトルク変動が起こることは同じ
である。

【００１９】条件２ 条件１に対してメカロスが下記となる マスター ３０ｋｗ スレーブ ２０ｋｗ

【００２０】

【表２】

【００２１】本発明では、細幅時と全幅時のトルクの違
いは全幅においても細幅等と同じ張力を得るための張力
分の増加分であるため、全幅に移行した際にこの増加分
をマスター電動機を制御する制御装置及びスレーブ電動
機を制御する制御装置各々のトルク制御回路に加えるこ
とによりトルクを補正する手段を設けて前記の如き不具
合をなくしたものである。

【００２２】このトルク補正手段により全幅に移行する
と同時に直接各々のトルクを補正するため、トルク不足
により速度が下ることもなくトルク変動も起こらない。
また、比率設定器を大きく設定し直すこともない。図４
の条件２、表２の場合には全幅移行時に各々の制御装置
に全幅時の張力分１４０ＫＷ−細幅時の張力分２０ＫＷ
＝１２０ＫＷをトルク補正として加えておけば、マスタ
ー電動機の出力Ｍｎ＝５０ＫＷ＋１２０−ＫＷ＝１７０
ＫＷ（５６．６６％）、スレーブ電動機の出力Ｍｓ＝４
０ＫＷ＋１２０ＫＷ＝１６０ＫＷ（８０％）となる。マ
スター電動機を制御する制御装置のトルク補正分はスレ
ーブ電動機を制御する制御装置へ出すトルク基準を取り
出した後に加えるため比率設定器は細幅時のままＫ＝
１．２でよい。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の抄紙機用電動機の制御装置の回路構
成図であり、既に説明した図２と同一構成要素には同一
符号を付してその説明を省略する。本実施例が図２と異
なる点は、速度制御装置９に演算器１４、定数設定器１
５からなるトルク補正手段が付加され、また速度制御装
置１２にも演算器１６、定数設定器１７からなるトルク
補正手段が付加されているという点であり、その他の構
成は同一である。

【００２４】次に、本実施例の作用について説明する。
速度制御装置９のトルク基準信号Ｔ１ＲＥＦが演算器１
４に入力される。他方、演算器１４には定数設定器１５
より電動機１にかかるロール３のメカロス、細幅時の紙
幅（ｍｍ），全幅時の紙幅（ｍｍ）が入力されている。
演算器１４の演算結果の出力は、全幅時に閉じる接点ａ
を通り、速度制御装置９のトルク制御回路８にトルク補
正分として入力されている。また、速度制御装置１２の
トルク基準信号Ｔ２ＲＥＦが演算器１６に入力される。
この演算器１６には定数設定器１７より電動機２にかか
るロール４のメカロス、細幅時の紙幅（ｍｍ）、全幅時
の紙幅（ｍｍ）が入力されている。（定数設定器１５，
１７の細幅時、全幅時の各紙幅は同一）。演算器１６の
演算結果の出力は、全幅時に閉じる接点ａを通り速度制
御装置１２のトルク制御回路１３にトルク補正分として
入力されている。

【００２５】ここで、図４の条件２で考える。前述した
ように、紙が細幅から全幅に移行しても前段との速度差
は一定に保つ必要がある。つまり速度は不変である。そ
うすると電動機の出力は加速トルク等は必要なく、ロー
ルをある速度にて回転させるためのトルク分（メカロス
分）と紙を張るためのトルク分（張力分）に分けられ
る。細幅時と全幅時のトルクの違いは全幅においても細
幅時と同じ張力を得るための張力分のトルクを相応分増
加する必要がある。張力分のトルクの大きさは紙幅に比
例する。

【００２６】原理的には上下２つのロールの紙に対する
張力分のトルクは等しい時が、紙によって一番良い状態
であるため細幅時に設定される負荷分担率の調整時には
このように設定される。すなわち、

【００２７】［細幅時］ （１）各条件よりトルク基準信号Ｔ１ＲＥＦは１６．６
６％である。 （２）上記（１）より演算器１４では細幅時の張力分 細幅時の全トルク１６．６６％−メカロス１０％＝６．
６６％ が演算され、さらに全幅時に必要な張力分 細幅時の張力分６．６６％×全幅７０００（mm）／細幅
１０００（mm）＝４６．６６％ が演算される。よって、必要な増加分は 全幅時に必要な張力分４６．６６％−細幅時の張力６．
６６％＝４０％ となり、演算器１４の出力は４０％が出力される。（な
お、メカロス、細幅時の紙幅、全幅時の紙幅は定数設定
器１５にて与えられている。） （３）同じく各条件によりトルク基準信号Ｔ２ＲＥＦは
２０％である。 （４）上記（３）より演算器１６では 細幅時の張力分 細幅時の全トルク２０％−メカロス１０％＝１０％ が演算され、さらに全幅時に必要な張力分 細幅時の張力分１０％×全幅７０００（mm）／細幅１０
００（mm）＝７０％ が演算される。よって、必要な増加分は 全幅時に必要な張力分７０％−細幅時の張力１０％＝６
０％ となり、演算器１６の出力は６０％が出力される。（な
お、メカロス、細幅時の紙幅、全幅時の紙幅は定数設定
器１７にて与えられている）

【００２８】［全幅時］ （１）速度制御装置９のトルク制御回路８に全幅となる
と同時に演算器１４から４０％が入力され、トルク基準
のトータルは１６．６６％＋４０％＝５６．６６％とな
る。 （２）速度制御装置１２のトルク制御回路１３に全幅と
なると同時に演算器１６から６０％が入力され、トルク
基準のトータルは２０％＋６０％＝８０％となる。

【００２９】従って、電動機１，２共全幅時に必要なト
ルクが全幅に移行した瞬間に与えられ、トルク不足も起
こらない。また速度制御装置９のトルク制御回路８への
トルク補正分は速度制御装置１２へ出すトルク基準を取
り出した後に加えるため比率設定器は細幅のまま変わら
ない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抄紙機用
電動機制御装置によれば、所定の区間の通紙時に紙を細
幅から全幅に広げた際においても上下２つのロールを駆
動する電動機の速度変動やトルク変動を抑えかつ負荷分
担率を大きく設定し直す必要がなくなるという、すぐれ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成図。

【図２】従来の抄紙機用電動機制御装置の回路構成図。

【図３】従来の制御装置における比率設定器の設定範囲
を示す図。

【図４】従来の回路条件１及び回路条件２による比較を
説明するための図。

【符号の説明】

１，２…電動機、３，４…ロール、５…紙、６…速度基
準発生器、７…速度制御回路、８，１３…トルク制御回
路、９，１２…速度制御装置、１０…速度検出器、１１
…比率設定器、１４，１６…演算器、１５，１７…定数
設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙を上下２つのロールにて挟んで前段か
   ら後段へ搬送し，かつ前記上下２つのロールを各々独立
   して駆動する電動機と、前記電動機の一方は速度基準と
   実速度との偏差に応じた速度制御を行う第１制御装置
   と、前記電動機の他方は前記速度制御を行う前記第１制
   御装置からのトルク基準に所定比率をかけた基準にてト
   ルク制御を行う第２制御装置とからなる抄紙機用電動機
   制御装置において、前記紙が細幅から全幅へ移行した際
   に前記各々の電動機の制御装置のトルク基準を補正する
   トルク補正手段を設けたことを特徴とする抄紙機用電動
   機制御装置。