JPH0819280A - 電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は電動機制御装置の制御上の制限にかか
って速度が低下しても、ロールがすべったりすることの
ない電動機制御装置を提供することにある。 【構成】本発明は、鉄鋼圧延機の上・下ロールに別々に
設けた電動機それぞれの速度を制御する電動機制御装置
において、電動機の速度基準値とその電動機の実際値と
の差が設定値よりも大きくなった場合に出力する速度偏
差検出手段と、電動機制御装置の電流制限機能と電圧制
限機能が動作していることを検出する電流制限手段と電
圧制限手段と、前記両制限手段のいずれかの検出信号を
出力していることを条件に，前記速度偏差大を検出して
いる場合に速度偏差信号を速度基準補正信号として出力
し、また前記速度偏差大を検出していない場合に零を速
度基準補正信号として出力する制御手段とから構成され
ているので、速やかに速度バランスを保ち、結果として
速度差によってロールがすべったりすることのない電動
機制御装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機制御装置に係わ
り、特に複数の電動機それぞれを制御する電動機制御装
置相互のバランスを保つようにした電動機制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼圧延機駆動用では、圧延機の上・下
のロールに別々の電動機制御装置を使用して駆動してお
り、また、複数の圧延機にわたって材料を圧延するため
の電動機制御システムが行われている。このような電動
機制御システムの従来例を図５を参照して説明する。

【０００３】同図に示すように、圧延機１のロール１１
Ａ，１１Ｂは圧延材２を圧延するために別々のロール駆
動用電動機１２Ａ，１２Ｂで駆動されている。この電動
機１２Ａ，１２Ｂの回転速度は速度検出器２０Ａ，２０
Ｂによって検出される。この検出された速度信号２１
Ａ，２１Ｂはそれぞれ電動機制御装置１０Ａ，１０Ｂの
制御回路１７Ａ，１７Ｂに入力される。一方、制御回路
１７Ａ，１７Ｂには上位のプロセス制御装置１８から速
度基準信号１９Ａ，１９Ｂが入力される。１３Ａ，１３
Ｂは交流電源へ接続された電力線であり、それぞれ電力
変換器１５Ａ，１５Ｂに接続されている。この電力変換
器１５Ａ，１５Ｂに入力される電流はそれぞれ変流器に
より検出され、その検出電流値１４Ａ，１４Ｂはそれぞ
れ制御回路１７Ａ，１７Ｂに入力される。制御回路１７
Ａ，１７Ｂでは、検出電流値１４Ａ，１４Ｂ、速度基準
信号１９Ａ，１９Ｂおよび速度信号２１Ａ，２１Ｂに基
づいてそれぞれの電力変換器１５Ａ，１５Ｂに電力変換
器制御信号２２Ａ，２２Ｂを入力する。電力変換器１５
Ａ，１５Ｂからはそれぞれロール駆動用電動機１２Ａ，
１２ＢへＤＣ出力を入力する。

【０００４】このような電動機制御システムにおいて、
速度基準通りに運転されれば、通常圧延材に異常な張力
がかかったりすることなく制御されるように構成されて
いる。しかし、電動機制御装置は制御可能な電流や電圧
範囲が制限されるのが一般的であり、何等かの理由によ
って、一方の電動機制御装置が電流制限にかかると、そ
の電動機の速度が低下する。そうなると、圧延機上下の
ロールの速度バランスがくずれて、場合によっては、圧
延機で圧延している材料が曲がったり、あるいはロール
が滑ったりする不具合が発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記不具合を
解消するためになされたもので、その目的は、電動機制
御装置の制御上の制限にかかって速度が低下した場合に
も、ロールがすべったりする操業上の不具合を回避でき
る電動機制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、鉄鋼圧延機の上・下ロールに
別々に設けた電動機それぞれの速度を制御する電動機制
御装置において、前記電動機の速度基準値と当該電動機
の速度実際値の差を演算すると共に、この速度偏差が設
定値よりも大きくなった場合に出力する速度偏差検出手
段と、前記電動機制御装置の電流制限機能が動作してい
ることを検出する電流制限手段と、前記電動機制御装置
の電圧制限機能が動作していることを検出する電圧制限
手段と、前記電流制限手段が検出信号を出力している
か，または前記電圧制限手段が検出信号を出力している
ことを条件に前記速度偏差大を検出している場合に速度
偏差信号を速度基準補正信号として出力し、また前記速
度偏差大を検出していない場合に零を速度基準補正信号
として出力する制御手段とから構成されたことを特徴と
する。

【０００７】本発明の請求項２は、請求項１記載の電動
機制御装置において、圧延機の上・下ロールに別々に設
けた電動機制御装置は、当該電動機制御装置から速度基
準補正信号を出力する手段と、前記電動機制御装置へ入
力される速度基準信号からそれぞれ前記他の電動機制御
装置の出力する前記速度基準補正信号を減算した信号を
新たな速度基準信号として出力する制御手段を有するこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３は、請求項１記載の電動
機制御装置において、容量の異なる２つのロールに別々
に設けた電動機制御装置は、当該電動機制御装置から速
度基準補正信号を出力する手段と、前記電動機制御装置
へ入力される速度基準信号からそれぞれ前記他の電動機
制御装置の出力する前記速度基準補正信号を減算した信
号を新たな速度基準信号として出力する制御手段を有す
ることを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項４は、請求項１記載の電動
機制御装置において、３台以上の電動機制御装置を設け
ると共に各電動機制御装置は、当該電動機制御装置から
速度基準補正信号を出力する手段と、前記電動機制御装
置へ入力される速度基準信号からそれぞれ前記他の電動
機制御装置の出力する前記速度基準補正信号を減算した
信号を新たな速度基準信号として出力する制御手段を有
することを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項５は、請求項１記載の電動
機制御装置において、連続した材料を処理するプロセス
ラインと複数の電動機制御装置とを備えており、前記各
電動機制御装置は、当該電動機制御装置から速度基準補
正信号を出力する手段と、前記電動機制御装置へ入力さ
れる速度基準信号からそれぞれ前記他の電動機制御装置
の出力する前記速度基準補正信号を減算した信号を新た
な速度基準信号として出力する制御手段を有することを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によると、電動機制御装置の制御上の制
限にかかって速度が変化した場合、その電動機制御装置
から速度基準補正信号を出力し、この速度基準補正信号
を関連する電動機制御装置に入力して速度を補正するの
で、操業上の不具合を回避することができる。

【００１２】

【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は本発明の一実施例の回路構成図、図２は図１
の制御回路の詳細な回路構成図あり、図５の従来例と同
一部分には同一符号を付して説明する。

【００１３】図１において、圧延機１のロール１１Ａ，
１１Ｂは電動機制御装置１０Ａ，１０Ｂにより別々の電
動機１２Ａ，１２Ｂで駆動制御される。また、各電動機
の回転速度を制御するための速度基準信号は、上位のプ
ロセス制御装置１８から速度基準入力信号１９Ａ，１９
Ｂとして与えられている。さらに、制御回路１７Ｂの速
度基準補正信号２３Ｂは制御回路１７Ａに入力され、ま
た制御回路１７Ａの速度基準補正信号２３Ａは制御回路
１７Ｂに入力される。

【００１４】図２の制御回路１７Ａにおいて、速度基準
入力信号１９Ａを入力して別の電動機制御装置の速度基
準補正信号２３Ｂを減算して補正後速度基準信号１９Ａ
１を求め、これを速度基準信号として速度制御手段３１
に入力する。また、自身の速度帰還信号２１Ａを速度制
御手段３１に入力する。速度制御手段３１では、入力さ
れた速度基準信号と速度帰還信号の偏差を比例積分手段
に代表される演算方法で処理し、出力の値を所定の値に
制限する電流制限手段３１Ｃを介して電流基準信号３２
を出力する。電流制限手段３１Ｃにおいては、電流制限
が動作したときに“１”のロジックでそれ以外は“０”
のロジックとなる電流制限信号３１Ｄを出力する。

【００１５】また、電流基準信号３２と電流帰還信号１
４Ａを電流制御回路３３に入力する。電流制御手段３３
では、入力する電流基準信号と電流帰還信号の偏差を比
例積分手段に代表される演算方法で処理し、出力値を所
定値に制限する電圧制限手段３３Ｃを介して電圧基準信
号３４を出力する。電圧制限手段３３Ｃにおいては、電
圧制限が動作したときに“１”のロジックそれ以外は
“０”のロジックとなる電圧制限信号３３Ｄを出力す
る。

【００１６】さらに、電圧基準信号３４を位相制御回路
３５に入力し、主回路のサイリスタを点弧制御するため
のゲートパルス信号２２Ａを得る。補正後速度基準信号
１９Ａ１から、自身の速度帰還信号２１Ａを減算して速
度偏差信号４１を求める。この速度偏差信号４１の絶対
値が設定値４２よりも大きくなった場合に、速度偏差大
信号４４を出力する速度偏差検出手段４３を有する。電
流制限信号３１Ｄと電圧制限信号３３Ｄの両者をＯＲ回
路４５で論理和演算する。この論理和信号と速度偏差大
信号４４の両者を、ＡＮＤ回路４８で論理積演算した信
号が“１”となった場合にスイッチ４９をオンとし、そ
れ以外の時にスイッチ４９をオフさせて速度基準補正信
号２３Ａを作る。

【００１７】次に、本実施例の作用について説明する。
図１において、電動機制御装置１０Ａ，１０Ｂが電流制
限や電圧制限にかからずに運転していれば、電動機速度
は速度基準どおりに制御されるので、圧延材に異常な張
力がかかったりすることなく制御され、圧延機で圧延し
ている材料が曲がったり、あるいはロールがすべったり
する不具合が発生することはない。

【００１８】ところが、例えば１台の電動機制御装置が
電流制限にかかった場合を考えると、その電動機の速度
が低下するので、電動機制御装置間で速度差が発生し、
ロールすべりの原因となる。すなわち、 （１）電動機制御装置１０Ａが電流制限にかかった場合
の作用について説明する。

【００１９】たとえば、負荷が大きい場合には、速度制
御手段３１の電流基準は大きくなり、大きなトルクを出
力して速度を保つように制御する。一方、電動機制御装
置は自身や電動機を保護するために出力を制限すべく、
電流制限手段３１Ｃによって電流基準を制限している。
このため、負荷の大きさによっては、電流制限にかかる
ことがある。その場合には、一方の電動機の出力電流も
不足することになり、当該電動機の速度が低下する。他
方の電動機は電流制限にかからずに運転すれば、速度基
準どおりの速度で運転するので、両者に速度差ができて
ロールすべりが発生することがある。

【００２０】このように電流制限が発生すると、電流制
限手段３１Ｃの出力である電流制限信号３１Ｄが“１”
となり、論理和回路４５は電圧制限信号３３Ｄに関係な
く“１”を出力する。このとき、速度偏差が設定手段４
２で設定される値以上となると、速度偏差大信号も
“１”となり、スイッチ４９のａ接点がオンして速度偏
差信号４１と同じ信号が速度基準補正信号２３Ａとして
出力される。この速度基準補正信号２３Ａは、電動機制
御装置１０Ｂの速度基準補正信号として使用される。し
たがって、電流制限によって電動機制御装置１０Ａの速
度が低下した分だけ、電動機制御装置１０Ｂの速度を下
げるように速度基準が演算されるので、両方の電動機の
速度は関連して変化することになり、電動機制御装置間
で速度差が発生することはなく、ロールすべりが発生し
にくい電動機制御装置を提供できる。

【００２１】（２）電動機制御装置１０Ａが電圧制限に
かかった場合の作用について説明する。電動機制御装置
１０Ａの出力可能な電圧は入力電源の電圧に関連してお
り、入力電源の電圧が低下すると、必要な電圧が出力で
きなくなる。この場合、電流制御手段３３の出力を電圧
制限手段３３Ｃによって所定の値に制限することが行わ
れている。電圧制限にかかると出力電圧が不足すること
になり、一方の電動機の出力電流が不足し、当該電動機
の速度低下となる。他方の電動機は電圧制限にかからず
に運転すれば、速度基準どおりの速度で運転するので、
両者に速度差ができてロールすべりが発生することがあ
る。

【００２２】電圧制限手段３３Ｃの出力である電圧制限
信号３３Ｄが“１”となり、論理和回路４５は電圧制限
信号３３Ｄに関係なく“１”を出力する。このとき、速
度偏差が設定手段４２で設定される値以上となると、速
度偏差大信号も“１”となり、スイッチ４９のａ接点が
オンして速度偏差信号４１と同じ信号が速度基準補正信
号２３Ａとして出力される。この速度基準補正信号２３
Ａは電流制限の場合と同じように動作し、電動機制御装
置１０Ｂの速度基準補正信号として使用される。したが
って、電流制限によって電動機制御装置１０Ａの速度が
低下した分だけ、電動機制御装置１０Ｂの速度を下げる
ように速度基準が演算されるので、両方の電動機の速度
は関連して変化することになり、電動機制御装置間で速
度差が発生し、ロールすべりの原因となることがない電
動機制御装置を提供できる。

【００２３】（３）電動機制御装置１０Ｂが電流または
電圧制限にかかった場合の作用について説明する。負荷
が大きい場合には、前述の説明と同じように、負荷の大
きさによっては、電流制限にかかることがあり、この場
合には、電動機の出力電流も不足することになり、当該
電動機の速度低下となってロールすべりが発生すること
がある。このように電流制限になると、電動機制御装置
１０Ｂの電流制限手段３１Ｃの出力である電流制限信号
３１Ｄが“１”となり、論理和回路４５は“１”を出力
する。また、電圧制限となると、電圧制限信号３３Ｄ
“１”となり論理和回路４５は“１”を出力する。この
とき、速度偏差が設定手段４２で設定される値以上とな
ると、速度偏差大信号も“１”となり、スイッチ４９の
ａ接点がオンして速度偏差信号４１と同じ信号が速度基
準補正信号２３Ｂとして出力される。この速度基準補正
信号２３Ｂは、電動機制御装置１０Ａの速度基準補正信
号として使用される。

【００２４】したがって、電流制限によって電動機制御
装置１０Ｂの速度が低下した分だけ、電動機制御装置１
０Ａの速度を下げるように速度基準が演算されるので、
両方の電動機の速度は関連して変化することになり、電
動機制御装置間で速度差が発生することはなく、ロール
すべりが発生しにくい電動機制御装置を提供できる。

【００２５】このように、どちらの電動機制御装置で電
流制限となった場合でも効果をあげることができる。ま
た速度偏差が小さい場合と、電流制限手段３１Ｃと電圧
制限手段３３Ｃのいずれも動作していない場合には、ス
イッチ４９はオフし、ｂ接点側を介して０信号が速度基
準補正信号として出力されるので、これが通常の動作に
影響を及ぼすことはない。 （実施例の効果）本実施例は上記したような構成である
ので、１台の電動機制御装置が電流制限や電圧制限とな
った場合に、速度基準補正信号を他の電動機制御装置に
対して出力できる効果がある。また、これを２台のシス
テムに適用すれば、いずれかの電動機制御装置で電流制
限となったり、電圧制限となったりした場合に他方の電
動機制御装置の速度を同等量下げることができるので、
速やかに速度バランスを保てる。

【００２６】本実施例により、速度差によってロールが
すべったりすることのない電動機制御装置を提供でき
る。なお、本実施例では直流電動機を用いたシステムと
して記載しているが、直流電動機の代わりに交流電動機
を用いても本実施例と同様な効果の得られる電動機制御
装置を提供できる。 （他の実施例）図３は本発明の他の実施例の回路構成図
であり、図１の実施例と同一部分には同一符号を付して
説明する。本実施例は、図１の実施例を鉄鋼圧延機駆動
用に用いたもので容量の異なる２つのロールを別の電動
機制御装置を使用したものに適用した例である。

【００２７】同図において、電動機制御装置１０Ａは圧
延機（例えば幅圧延機）を駆動するものであり、また電
動機制御装置１０Ｂは圧延機の水平ロール（機械的にギ
ヤ等によって結合される）を駆動するもので、両者の容
量は異なる。なお、５１はロール、５２は電動機、５３
は速度検出器である。

【００２８】ところで、電動機制御装置１０Ａが電流制
限になると、前述したように速度補正基準信号が出力さ
れ、電動機制御装置１０Ｂの速度を低下させるように作
用し、速度のアンバランスを補正する。電圧制限の場合
や、電動機制御装置１０Ｂが制限にかかった場合にも同
様にして電動機制御装置１０Ａの速度を低下させてアン
バランスを補正する。

【００２９】図４は本発明のさらに他の実施例の回路構
成図であり、図１の実施例と同一部分には同一符号を付
して説明する。本実施例は図１の実施例を鉄鋼の連続圧
延機駆動用に用いたもので、３台以上の電動機制御装置
を使用して適用したものである。

【００３０】同図において、電動機制御装置１０Ａは連
続圧延機のうちの１スタンドを駆動する。電動機制御装
置１０Ｂは２スタンドを駆動する。また、電動機制御装
置１０Ｃは圧延機の３スタンドを駆動する。電動機制御
装置１０Ａが電流制限になると、前述の説明のように速
度補正基準信号２３Ａが出力され、電動機制御装置１０
Ｂの速度を低下させるように作用し、速度のアンバラン
スを補正する。さらに、電動機制御装置１０Ｃの速度を
低下させるように作用し、速度のアンバランスを補正す
る。

【００３１】同様にして、電動機制御装置１０Ｂが電流
制限になると、前述の説明のように速度補正基準信号２
３Ｂが出力され、電動機制御装置１０Ａ，１０Ｃの速度
を低下させるように作用し、速度のアンバランスを補正
する。同様にして、電動機制御装置１０Ｃが電流制限に
なると、前述の説明のように速度補正基準信号２３Ｃが
出力され、電動機制御装置１０Ａ，１０Ｂの速度を低下
させるように作用し、速度のアンバランスを補正する。

【００３２】なお、図４の実施例では３台について説明
したが、４台以上に対して適用しても本発明の効果は有
効である。また、図４の実施例では圧延機について説明
したが、連続した材料を処理するプロセスライン、とり
わけ、複数の電動機制御装置を使用するものに用いる場
合でも効果が得られる。

【００３３】以上の各実施例では、直流電動機の制御装
置として説明を行ったが、交流電動機を用い、ベクトル
制御を使用した制御装置であっても本実施例と同等の効
果が得られる。

【００３４】また、電流制限にかかった装置の速度偏差
を直接速度基準補正信号として説明したが、実際の適用
では、ロール径などを考慮して速度基準を決めるのが一
般的であり、速度基準補正信号に対し、これらの要因を
演算して速度基準補正信号としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の電動機制御装置を用いて連続材を制御する用途に
おいて、特定の電動機制御装置が電流制限や電圧制限と
なった場合に、速度基準補正信号を他の電動機制御装置
に対して出力できる効果がある。これを２台のシステム
に適用すれば、いずれかの電動機制御装置で電流制限と
なったり、電圧制限となったりした場合にもう一つの電
動機制御装置の速度を同等量下げることができるので、
速やかに速度バランスを保てる。また、３台以上の場合
でも他の制御装置の速度を下げることができ、結果とし
て、速度差によって、ロールがすべったりすることのな
い電動機制御装置を提供できる。

【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】図１の制御回路の詳細な回路図。

【図３】本発明の他の実施例の回路構成図。

【図４】本発明のさらに他の実施例の回路構成図。

【図５】従来の電動機制御装置の回路構成図。

【符号の説明】

１…圧延機、２…圧延材、１０Ａ，１０Ｂ…電動機制御
装置、１１Ａ，１１Ｂ、５１…ロール、１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃ、５２…ロール駆動用電動機、１３Ａ，１３
Ｂ…電力線、１４Ａ，１４Ｂ…電流値、１５Ａ，１５Ｂ
…電力変換器、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…ＤＣ出力、１
７Ａ，１７Ｂ…制御回路、１８…プロセスコントロー
ラ、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ…速度基準入力信号、１９
Ａ１…補正後速度基準信号、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ、
５３…速度検出器、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…速度信
号、２２Ａ，２２Ｂ…電力変換器制御信号、２３Ａ，２
３Ｂ，２３Ｃ…速度基準補正信号、３１…速度制御手
段、３１Ｃ…電流制限手段、３１Ｄ…電流制限信号、３
２…電流基準信号、３３…電流制御回路、３３Ｃ…電圧
制限手段、３３Ｄ…電圧制限信号、３４…電圧基準信
号、３５…位相制御回路、４１…速度偏差信号、４２…
設定手段、４３…速度偏差検出手段、４４…速度偏差大
信号、４５…ＯＲ回路、４８…ＡＮＤ回路、４９…スイ
ッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＨ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄鋼圧延機の上・下ロールに別々に設け
   た電動機それぞれの速度を制御する電動機制御装置にお
   いて、前記電動機の速度基準値と当該電動機の速度実際
   値の差を演算すると共に、この速度偏差が設定値よりも
   大きくなった場合に出力する速度偏差検出手段と、前記
   電動機制御装置の電流制限機能が動作していることを検
   出する電流制限手段と、前記電動機制御装置の電圧制限
   機能が動作していることを検出する電圧制限手段と、前
   記電流制限手段が検出信号を出力しているか，または前
   記電圧制限手段が検出信号を出力していることを条件に
   前記速度偏差大を検出している場合に速度偏差信号を速
   度基準補正信号として出力し、また前記速度偏差大を検
   出していない場合に零を速度基準補正信号として出力す
   る制御手段とから構成されたことを特徴とする電動機制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動機制御装置におい
   て、圧延機の上・下ロールに別々に設けた電動機制御装
   置は、当該電動機制御装置から速度基準補正信号を出力
   する手段と、前記電動機制御装置へ入力される速度基準
   信号からそれぞれ前記他の電動機制御装置の出力する前
   記速度基準補正信号を減算した信号を新たな速度基準信
   号として出力する制御手段を有することを特徴とする電
   動機制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電動機制御装置におい
   て、容量の異なる２つのロールに別々に設けた電動機制
   御装置は、当該電動機制御装置から速度基準補正信号を
   出力する手段と、前記電動機制御装置へ入力される速度
   基準信号からそれぞれ前記他の電動機制御装置の出力す
   る前記速度基準補正信号を減算した信号を新たな速度基
   準信号として出力する制御手段を有することを特徴とす
   る電動機制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電動機制御装置におい
   て、３台以上の電動機制御装置を設けると共に各電動機
   制御装置は、当該電動機制御装置から速度基準補正信号
   を出力する手段と、前記電動機制御装置へ入力される速
   度基準信号からそれぞれ前記他の電動機制御装置の出力
   する前記速度基準補正信号を減算した信号を新たな速度
   基準信号として出力する制御手段を有することを特徴と
   する電動機制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の電動機制御装置におい
   て、連続した材料を処理するプロセスラインと複数の電
   動機制御装置とを備えており、前記各電動機制御装置
   は、当該電動機制御装置から速度基準補正信号を出力す
   る手段と、前記電動機制御装置へ入力される速度基準信
   号からそれぞれ前記他の電動機制御装置の出力する前記
   速度基準補正信号を減算した信号を新たな速度基準信号
   として出力する制御手段を有することを特徴とする電動
   機制御装置。