JPH0755073B2 - 電動機の加減速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば金属圧延設備における圧延機を駆動する
電動機の加減速度制御装置の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来、例えば圧延機を駆動するための電動機の加減速度
制御装置は、第２図に示すように設定速度基準Ｒを設定
して出力する速度設定器１と、この速度設定器１から出
力される設定速度基準Ｒの単位時間当りの変化量に対し
て、この変化量を最大設定値以下に制限する加減速制限
器８と、単位時間当りの変化量を制限された制限速度基
準Ｒ′、および速度検出器２により検出される電動機速
度Ｎを受けて、圧延材７を圧延する駆動対象としての圧
延機６を駆動する電動機５の速度制御を行なう電動機速
度制御器４とから構成されている。

かかる構成において、加減速制限器８は、速度設定器１
より与えられる設定速度基準Ｒに対し、単位時間当りの
変化量の制限を行なっている。すなわち、設定速度基準
Ｒの急激な変化に対して、出力する制限速度基準Ｒ′
は、その単位時間当りの変化量の絶対値を、単位時間当
りの最大変化量設定値αmax以下の速度変化に制限する
もので、速度設定器１から与えられる時刻ｔにおける設
定速度基準ＲをＲ（ｔ）とし、加減速制限器８から出力
される時刻ｔにおける制限速度基準Ｒ′をＲ′（ｔ）と
すると、設定速度基準Ｒ（ｔ）と制限速度基準Ｒ′
（ｔ）との間の単位時間Ts当りの速度偏差｛Ｒ（ｔ）−
Ｒ′（ｔ）｝/Tsの絶対値が、単位時間当りの最大変化
量設定値αmax以上である時は、出力する制限速度基準
Ｒ′（ｔ）の単位時間Ts当りの変化量αを、設定速度基
準Ｒ（ｔ）の正転加速時もしくは逆転減速時にはαmax
に制限し、また設定速度基準Ｒ（ｔ）の正転減速時もし
くは逆転加速時には−αmaxに制限して、時刻ｔより単
位時間Ts後の制限速度基準Ｒ′（ｔ＋Ts）を、設定速度
基準Ｒ（ｔ）の正転加速時もしくは逆転減速時には Ｒ′（ｔ＋Ts）＝Ｒ′（ｔ）＋αmax・Ts とし、また設定速度基準Ｒ（ｔ）の正転減速時、もしく
は逆転加速時には Ｒ′（ｔ＋Ts）＝Ｒ′（ｔ）−αmax・Ts として求め、さらに設定速度基準Ｒ（ｔ）と制限速度基
準Ｒ′（ｔ）との間の単位時間Ts当りの速度偏差｛Ｒ
（ｔ）−Ｒ′（ｔ）｝/Tsの絶対値が、単位時間当りの
最大変化量設定値αmax未満である時は、時刻ｔより単
位時間Ts後の制限速度基準Ｒ′（ｔ＋Ts）を Ｒ′（ｔ＋Ts）＝Ｒ（ｔ） として求め、電動機制御器４へ与えるようにしている。

以上のような加減速制限器８の動作により、設定速度基
準Ｒが急激に変化したような場合でも、電動機速度制御
器４は単位時間当りの変化量を制限された制限速度基準
Ｒ′によって電動機５の速度を制御することができ、電
動機５の加減速度をその単位時間当りの変化量の絶対値
が単位時間当りの最大変化量設定値以下となるように制
御している。

このように、従来の加減速制限器８を用いた電動機加減
速度制御装置においては、設定速度基準Ｒの急激な変化
に対しては、その単位時間当りの変化量の絶対値を最大
加減速量設定値αmax以下に制限することにより、電動
機制御器４に与えられる制限速度基準Ｒ′を適正化する
ことが可能である。しかながら、電動機５にかかる負荷
が大きい場合には、電動機５が加速できず、電動機速度
Ｎが制限速度基準Ｒ′に追従できなくなる時があり、第
３図に示すように制限速度基準Ｒ′と電動機速度Ｎとの
間に速度偏差（Ｒ′−Ｎ）が生じてしまう。そして、こ
のような状態で電動機負荷が急減すると、電動機速度制
御器４は与えられていた制限速度基準Ｒ′によって電動
機５を加速しようとするため、電動機５には加減速制限
器８による単位時間当りの最大変化量設定値αmaxを越
える単位時間当りの変化量α が生じてしまい、この単位時間当りの変化量αによって
電動機速度Ｎが立ち上がろうとするため、電動機５によ
り駆動されている駆動対象としての圧延機６は、急激な
速度変化によって圧延機６の各接合部や接触部にスリッ
プや衝撃が発生することになる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来の加減速制限器を用いた電動機の加
減速度制御装置においては、電動機の負荷が急減した
時、与えられている設定速度基準と電動機速度との間に
大きな速度偏差があると、電動機速度の急激な加速が発
生して駆動対象に大きな負担がかかってしまうという問
題があった。

本発明は上述のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は電動機負荷が大きくて電動機速度が設
定速度基準に追従できない場合に、負荷が急減する時点
において電動機速度よりも大きい設定速度基準が与えら
れていても、加減速率を一定値以内に制限して電動機速
度の急激な変化を抑え、駆動対象の安定な加減速状態を
保つことが可能な信頼性の高い電動機の加減速度制御装
置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点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では、駆動対象を駆
動する電動機の加減速度制御装置において、速度基準を
設定して出力する速度設定器と、電動機の速度を検出す
る速度検出器と、速度設定器から出力される設定速度基
準と速度検出器により検出される電動機速度との速度偏
差の大きさを検出し、単位時間当りの変化量の絶対値が
単位時間当りの最大変化量設定値以下に制限された制御
速度基準を求めて出力する加減速制御器と、加減速制御
器から出力される制御速度基準と速度検出器により検出
される電動機速度との比較結果に基づいて電動機の速度
制御を行なう電動機速度制御器とを備えて構成してい
る。

（作用） 上述の電動機の加減速度制御装置においては、従来の加
減速制限器が速度設定器からの設定速度基準Ｒの急激な
変化に対して行なっていたところの、単位時間当りの変
化量を一定に抑えるという機能のみならず、設定速度基
準と電動機速度との速度偏差が大きい時には、単位時間
当りの変化量を制限した制御速度基準を出力することに
より、設定速度基準Ｒに追従しようとする電動機速度が
急激な速度変化とならないように、加減速率を制限して
安定な加減速状態が保たれることになる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明す
る。

第１図は、本発明による電動機の加減速度制御装置の構
成例を示すものであり、第２図と同一部分には同一符号
を付して示している。本実施例による電動機の加減速度
制御装置は第１図に示すように、速度基準Ｒを設定して
出力する速度基準設定器１と、電動機５の速度Ｎを検出
する速度検出器２と、上記速度基準設定器１から出力さ
れる設定速度基準Ｒと、上記速度検出器２により検出さ
れる電動機速度Ｎとの比較結果である速度偏差（Ｒ−
Ｎ）に基づいた加減速率により制御速度基準Rcを基めて
出力す加減速制御器３と、この加減速制御器３から出力
される制御速度基準Rcと、上記速度検出器２により検出
される電動機速度Ｎとの比較結果である速度偏差（Rc−
Ｎ）に基づいて上記電導５の速度制御を行なう電動機速
度制御器４とから構成している。ここで加減速制御器３
は、設定速度基準Ｒと電動機速度Ｎとの速度偏差（Ｒ−
Ｎ）の大きさを検出し、単位時間当りの変化量αの絶対
値が単位時間当りの最大変化量設定値αmax以下に制限
された制御速度基準Rcを求め、速度偏差（Ｒ−Ｎ）が大
きい場合でも急激な速度変化をすることなく、安定な加
減速状態を保ちながら速度偏差（Ｒ−Ｎ）を減少させる
ためのものである。なお、６は上記電動機５により駆動
される駆動対象としての圧延機、７はこの圧延機６によ
り圧延加工される圧延材を示すものである。

次に、かかる如く構成した電動機の加減速度制御装置の
作用について述べる。

第１図において、速度設定器１は設定速度基準Ｒを出力
し、一方電動機５に取り付けられた速度検出器２は、電
動機速度Ｎを検出する。そして、上記速度設定器１から
の設定速度基準Ｒと、速度検出器２からの電動機速度Ｎ
との比較である速度偏差（Ｒ−Ｎ）に基づいて、加減速
制御器３は加減速制御された制御速度基準Rcを電動機速
度制御器４に与え、さらに電動機速度制御器４はこの制
御速度基準Rcと上記電動機速度Ｎとの速度偏差（Rc−
Ｎ）に基づいて電動機５の速度を制御することにより、
電動機５は圧延機６を駆動して圧延材７を圧延すること
になる。

この場合加減速制御器３は、設定速度基準Ｒと電動機速
度Ｎとの間の速度偏差（Ｒ−Ｎ）を検出して、その単位
時間当りの変化量αを求めるもので、速度設定器１から
与えられる時刻ｔにおける設定速度基準Ｒ（ｔ）と、速
度検出器２により検出される時刻ｔにおける電動機速度
Ｎ（ｔ）との間の単位時間Ts当りの速度偏差｛Ｒ（ｔ）
−Ｎ（ｔ）｝/Tsの絶対値が、単位時間当りの最大変化
量設定値αmax以上である時には、出力する制御速度基
準Rcの単位時間Ts当りの変化量αを設定速度基準Ｒ
（ｔ）の正転加速時もしくは逆転減速時にはαmaxに制
限し、また設定速度基準Ｒ（ｔ）の正転減速時もしくは
逆転加速時には−αmaxに制限して、時刻ｔより単位時
間Ts後の制御速度基準Rc（ｔ＋Ts）を、設定速度基準Ｒ
（ｔ）の正転加速時もしくは逆転減速時には Rc（ｔ＋Ts）＝Ｎ（ｔ）＋αmax・Ts とし、また設定速度基準Ｒ（ｔ）の正転減速時もしくは
逆転加速時には Rc（ｔ＋Ts）＝Ｎ（ｔ）−αmax・Ts として求め、さらに設定速度基準Ｒ（ｔ）と電動機速度
Ｎ（ｔ）との間の単位時間Ts当りの速度偏差｛Ｒ（ｔ）
−Ｎ（ｔ）｝/Tsの絶対値が、単位時間当りの最大変化
量設定値αmax未満である時には、時刻ｔより単位時間T
s後の速度基準Rc（ｔ＋Ts）を Rc（ｔ＋Ts）＝Ｒ（ｔ） として求め、電動機制御器４はこの加減速制御された制
御速度基準Rcに基づいて電動機５の速度制御を行なう。
この結果、第３図に示すように、速度設定器１によって
与えられる設定速度基準Ｒの上昇時、その単位時間当り
の変化量が大きい場合には、電動機速度Ｎは、単位時間
当りの最大変化量設定値αmaxにより加速していくこと
になる。

一方、圧延中の圧延負荷が大きくなり、電動機５が加速
できず電動機速度Ｎが設定速度基準Ｒに追従できなくな
ると速度偏差（Ｒ−Ｎ）が生じてしまうが、この速度偏
差（Ｒ−Ｎ）の値が大きい時点で圧延材７が圧延機６か
ら抜けても、上述した作用により従来のように急激に電
動機速度Ｎは上昇することなく、最大変化量設定値αma
x以内に制限された制御速度基準Rcが与えられることに
より、電動機速度Ｎは安定な加速を行なうことができ
る。

上述したように本実施例では、速度設定器１によって与
えられる設定速度基準Ｒが大きい値にあり、電動機速度
Ｎとの速度偏差（Ｒ−Ｎ）が大きい場合には、電動機負
荷が急減してもその速度偏差（Ｒ−Ｎ）を減少させるた
めの電動機速度の急激な変化を制限し、定められた単位
時間当りの変化量設定値αmax以下の絶対値を持つ単位
時間当りの変化量による、安定した加減速状態を得るこ
とができるものである。この結果、加減速時に電動機５
によって駆動されている圧延機６の各接合部や接触部で
の、急激な速度変化に伴うスリップや衝撃を防止するこ
とが可能となる。

すなわち、電動機５の回転数の全ての速度領域での急激
な加減速率を所定の値に制限することにより、鉄鋼設備
等の圧延機（駆動対象）の急激な加減速時における機械
や材料の保護を行なうことが可能となる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実施
することができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、速度基準を設定し
て出力する速度設定器と、電動機の速度を検出する速度
検出器と、速度設定器から出力される設定速度基準と速
度検出器により検出される電動機速度との速度偏差の大
きさを検出し、単位時間当りの変化量の絶対値が単位時
間当りの最大変化量設定値以下に制限された制御速度基
準を求めて出力する加減速制御器と、加減速制御器から
出力される制御速度基準と速度検出器により検出される
電動機速度との比較結果に基づいて電動機の速度制御を
行なう電動機速度制御器とを備えて構成するようにした
ので、電動機負荷が大きくて電動機速度が設定速度基準
に追従できない場合に、負荷が急減する時点において電
動機速度よりも大きい設定速度基準が与えられていて
も、加減速率を一定値以内に制限して電動機速度の急激
な変化を抑え、駆動対象の安定な加減速状態を保つこと
が可能な極めて信頼性の高い電動機の加減速度制御装置
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電動機の加減速度制御装置の一実
施例を示す構成図、第２図は従来の加減速制限器を用い
た電動機の加減速度制御装置を示す構成図、第３図は速
度の加減速特性を示す図である。 １……速度設定器、２……速度検出器、３……加減速制
御器、４……電動機速度制御器、５……電動機、６……
圧延機、７……圧延材、Ｒ……設定速度基準、Rc……制
御速度基準、Ｎ……電動機速度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動対象を駆動する電動機の加減速度制御
   装置において、 速度基準を設定して出力する速度設定器と、 前記電動機の速度を検出する速度検出器と、 前記速度設定器から出力される設定速度基準と前記速度
   検出器により検出される電動機速度との速度偏差の大き
   さを検出し、単位時間当りの変化量の絶対値が単位時間
   当りの最大変化量設定値以下に制限された制御速度基準
   を求めて出力する加減速制御器と、 前記加減速制御器から出力される制御速度基準と前記速
   度検出器により検出される電動機速度との比較結果に基
   づいて前記電動機の速度制御を行なう電動機速度制御器
   と、 を備えて成ることを特徴とする電動機の加減速度制御装
   置。