JPH0826548A - インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置 - Google Patents
インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置Info
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- JPH0826548A JPH0826548A JP19177294A JP19177294A JPH0826548A JP H0826548 A JPH0826548 A JP H0826548A JP 19177294 A JP19177294 A JP 19177294A JP 19177294 A JP19177294 A JP 19177294A JP H0826548 A JPH0826548 A JP H0826548A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シート材搬送に誘導電動機を使い、静止張力
での励磁電流を極力抑えてインバータ素子の破壊を防
ぎ、ロスの少ないワインダ制御装置を得る。 【構成】 ワインダ径と張力偏差とから静止張力電流を
演算して、電動機１次電流が最小になるように励磁電流
と２次電流を決め、インバータ駆動装置を制御するよう
にして成る。
での励磁電流を極力抑えてインバータ素子の破壊を防
ぎ、ロスの少ないワインダ制御装置を得る。 【構成】 ワインダ径と張力偏差とから静止張力電流を
演算して、電動機１次電流が最小になるように励磁電流
と２次電流を決め、インバータ駆動装置を制御するよう
にして成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機で駆動され
る紙・金属・フィルム等の巻取り・巻戻し制御装置に関
する。
る紙・金属・フィルム等の巻取り・巻戻し制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として見られるものに、特開平
1-113117, 特開平1-192658等と特に最近の文献・特開平
5-111287［以下、これを『従来例』という］がある。こ
の従来例は図４に表すように、［もっとも本発明に余り
関係の無い回路構成部分は省略して示す］ペーパーロー
ル402 及び巻取ドラムを介して巻戻し紙ロール401 の紙
を巻取り紙ロールへ巻取るときに、巻戻し紙ロール用電
動機422 の速度制御について、張力切換接点428,430 の
二者択一で正規張力設定器428 かストール張力設定器42
9 の何れかの電源電圧に巻戻されるラインの紙の張力検
出値相当電圧を負帰還して、その偏差電圧信号によりサ
イリスタ電源装置434 を制御し、巻戻し紙ロール用電動
機422 の発生トルクを調整している。界磁は速度設定電
圧から、紙のコイル幅と巻戻し紙ロール用電動機422 の
検出速度に基づき制御している。
1-113117, 特開平1-192658等と特に最近の文献・特開平
5-111287［以下、これを『従来例』という］がある。こ
の従来例は図４に表すように、［もっとも本発明に余り
関係の無い回路構成部分は省略して示す］ペーパーロー
ル402 及び巻取ドラムを介して巻戻し紙ロール401 の紙
を巻取り紙ロールへ巻取るときに、巻戻し紙ロール用電
動機422 の速度制御について、張力切換接点428,430 の
二者択一で正規張力設定器428 かストール張力設定器42
9 の何れかの電源電圧に巻戻されるラインの紙の張力検
出値相当電圧を負帰還して、その偏差電圧信号によりサ
イリスタ電源装置434 を制御し、巻戻し紙ロール用電動
機422 の発生トルクを調整している。界磁は速度設定電
圧から、紙のコイル幅と巻戻し紙ロール用電動機422 の
検出速度に基づき制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来例におい
ては、先に掲記した文献共々いずれも直流電動機による
巻取り巻戻し電動機制御であり、電機子電流と界磁電流
はそれぞれ別々の電機子と界磁回路に適宜の電流を流す
ようにサイリスタでの電機子電流制御をし、励磁機から
の励磁電流制御するのであって、両者間の制御は別個自
由にされ得る。しかし、本発明の意図とする交流機であ
る誘導電動機による巻取り巻戻し電動機制御では、その
ような制御理論は適用できない。つまり、各文献の界磁
電流はそれが流れる界磁回路の電流調節に尽きるけれど
も、誘導電動機では、界磁巻線と１次巻線の区分はなく
１つの１次巻線であり、１次巻線を流れる１次電流Ｉ1
は、励磁電流Ｉ0 と電気角で90°位相差の２次電流Ｉ2
の合成ベクトルを表すことになる。従って１次電流Ｉ1
と２次電流Ｉ2 の位相差ψが励磁電流Ｉ0 を制御する１
つのパラメータであり、もう１つのパラメータが１次電
流Ｉ1 の振幅ということである。そこで、この１次電流
Ｉ1 と２次電流Ｉ2 の位相差ψ並びに１次電流Ｉ1 の振
幅とで励磁電流Ｉ0 を制御しながら、すなわち３相１次
交流電流から励磁電流Ｉ0 と２次電流Ｉ2 とに分けるよ
うにベクトル制御しながら、静止張力を如何に調整する
かが本発明の主題であり、強いて言えば先行的技術は今
のところ見い出せない。ここにおいて本発明は、直流機
のコスト高、メンテンナンスの困難性，煩雑性の隘路を
全て払拭するための、先駆的なインバータ駆動の汎用の
誘導電動機における静止張力による巻取り巻戻し制御装
置を提供するこを目的とする。
ては、先に掲記した文献共々いずれも直流電動機による
巻取り巻戻し電動機制御であり、電機子電流と界磁電流
はそれぞれ別々の電機子と界磁回路に適宜の電流を流す
ようにサイリスタでの電機子電流制御をし、励磁機から
の励磁電流制御するのであって、両者間の制御は別個自
由にされ得る。しかし、本発明の意図とする交流機であ
る誘導電動機による巻取り巻戻し電動機制御では、その
ような制御理論は適用できない。つまり、各文献の界磁
電流はそれが流れる界磁回路の電流調節に尽きるけれど
も、誘導電動機では、界磁巻線と１次巻線の区分はなく
１つの１次巻線であり、１次巻線を流れる１次電流Ｉ1
は、励磁電流Ｉ0 と電気角で90°位相差の２次電流Ｉ2
の合成ベクトルを表すことになる。従って１次電流Ｉ1
と２次電流Ｉ2 の位相差ψが励磁電流Ｉ0 を制御する１
つのパラメータであり、もう１つのパラメータが１次電
流Ｉ1 の振幅ということである。そこで、この１次電流
Ｉ1 と２次電流Ｉ2 の位相差ψ並びに１次電流Ｉ1 の振
幅とで励磁電流Ｉ0 を制御しながら、すなわち３相１次
交流電流から励磁電流Ｉ0 と２次電流Ｉ2 とに分けるよ
うにベクトル制御しながら、静止張力を如何に調整する
かが本発明の主題であり、強いて言えば先行的技術は今
のところ見い出せない。ここにおいて本発明は、直流機
のコスト高、メンテンナンスの困難性，煩雑性の隘路を
全て払拭するための、先駆的なインバータ駆動の汎用の
誘導電動機における静止張力による巻取り巻戻し制御装
置を提供するこを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、張力制御を行って製品を巻き取るワイ
ンダ装置および巻戻す装置において、ベクトル制御され
るインバータ駆動装置を介して駆動される誘導電動機に
連結されたワインダと、巻取り巻戻しされる線条または
帯状の巻取り巻戻し部材を走行させる搬送ロールと、ワ
インダと搬送ロールの巻取り巻戻し部材の張力を検出す
る張力検出器と、ワインダと搬送ロールの各速度から巻
取り巻戻し部材の径を演算する径演算器と、張力設定器
で設定された張力と張力検出器からの検出張力との偏差
で巻取り巻戻し部材の張力を制御する張力制御器と、こ
の張力制御器と径演算器とからの入力により巻取り巻戻
し部材の走行速度を零にしたまま張力を掛ける静止張力
制御のための電流を演算する静止張力電流演算器と、こ
の静止張力電流演算器の演算により算出された励磁電流
と２次電流によるベクトル制御がなされワインダを運転
するインバータ駆動装置とをそれぞれ備え、張力設定器
で設定された静止張力に対して誘導電動機の電動機１次
電流が最小になるように決定する制御機能を有するイン
バータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装
置であり、また運転張力制御のときは、径演算器出力を
直接励磁電流演算器と２次電流演算器に与え、張力制御
器出力を直接２次電流演算器に与える回路構成とする切
り換え回路を具備する前項に記載のインバータ駆動電動
機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置である。
めに、本発明は、張力制御を行って製品を巻き取るワイ
ンダ装置および巻戻す装置において、ベクトル制御され
るインバータ駆動装置を介して駆動される誘導電動機に
連結されたワインダと、巻取り巻戻しされる線条または
帯状の巻取り巻戻し部材を走行させる搬送ロールと、ワ
インダと搬送ロールの巻取り巻戻し部材の張力を検出す
る張力検出器と、ワインダと搬送ロールの各速度から巻
取り巻戻し部材の径を演算する径演算器と、張力設定器
で設定された張力と張力検出器からの検出張力との偏差
で巻取り巻戻し部材の張力を制御する張力制御器と、こ
の張力制御器と径演算器とからの入力により巻取り巻戻
し部材の走行速度を零にしたまま張力を掛ける静止張力
制御のための電流を演算する静止張力電流演算器と、こ
の静止張力電流演算器の演算により算出された励磁電流
と２次電流によるベクトル制御がなされワインダを運転
するインバータ駆動装置とをそれぞれ備え、張力設定器
で設定された静止張力に対して誘導電動機の電動機１次
電流が最小になるように決定する制御機能を有するイン
バータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装
置であり、また運転張力制御のときは、径演算器出力を
直接励磁電流演算器と２次電流演算器に与え、張力制御
器出力を直接２次電流演算器に与える回路構成とする切
り換え回路を具備する前項に記載のインバータ駆動電動
機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置である。
【０００５】
【作用】本発明はこのような制御系を構成するから、励
磁電流と２次電流を制御が安定な範囲で１次電流が最小
となるなるように決定することができ、特に走行部材の
速度零付近におけるインバータを構成する、自己消弧型
トランジスタの１次電流多過に基づく破壊からの制御不
能を防ぎ、駆動装置の信頼性が向上する。
磁電流と２次電流を制御が安定な範囲で１次電流が最小
となるなるように決定することができ、特に走行部材の
速度零付近におけるインバータを構成する、自己消弧型
トランジスタの１次電流多過に基づく破壊からの制御不
能を防ぎ、駆動装置の信頼性が向上する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例の回路構成を示すブロ
ック図である。線条または帯状の走行部材120 が矢印方
向に巻き取られる場合を想定する。搬送ロール１はライ
ン速度設定器15でライン速度が設定され、速度制御装置
８にて検出速度との速度偏差が求められて、その速度偏
差で搬送ロール駆動装置10を介して搬送ロール電動機９
を駆動し、それに連結された搬送ロール１を設定速度で
走行させる。なお、11は搬送ロール電動機９の実速度を
検出し、速度制御装置8へ負帰還させると共に、径演算
器への1 つの情報入力信号を形成する。搬送ロール１に
より搬送され走行する走行部材120 はワインダ２により
巻取りが施行される。このとき、ワインダ２はワインダ
電動機16にて運転されて走行部材120 を設定された張力
となる回転速度で巻き取られる。そして、ワインダ２の
張力制御につては、静止張力設定器13または運転張力設
定器14で設定された張力により、張力指令設定器５へ張
力設定値信号を与え、ここで張力設定値信号に対応する
張力指令が発生し、次の張力制御器４へ一方の入力信号
として与えられ、他方の張力検出器３からの実張力との
偏差が演算されて、演算器21へ送られる。
する。図１は、本発明の一実施例の回路構成を示すブロ
ック図である。線条または帯状の走行部材120 が矢印方
向に巻き取られる場合を想定する。搬送ロール１はライ
ン速度設定器15でライン速度が設定され、速度制御装置
８にて検出速度との速度偏差が求められて、その速度偏
差で搬送ロール駆動装置10を介して搬送ロール電動機９
を駆動し、それに連結された搬送ロール１を設定速度で
走行させる。なお、11は搬送ロール電動機９の実速度を
検出し、速度制御装置8へ負帰還させると共に、径演算
器への1 つの情報入力信号を形成する。搬送ロール１に
より搬送され走行する走行部材120 はワインダ２により
巻取りが施行される。このとき、ワインダ２はワインダ
電動機16にて運転されて走行部材120 を設定された張力
となる回転速度で巻き取られる。そして、ワインダ２の
張力制御につては、静止張力設定器13または運転張力設
定器14で設定された張力により、張力指令設定器５へ張
力設定値信号を与え、ここで張力設定値信号に対応する
張力指令が発生し、次の張力制御器４へ一方の入力信号
として与えられ、他方の張力検出器３からの実張力との
偏差が演算されて、演算器21へ送られる。
【０００７】 さらに、ワインダ電動機16からの実ワイ
ンダ電動機速度がワインダ速度検出器18で検出されて、
径演算器12の一方の情報入力信号を形成し、他方の搬送
ロール１の走行速度と共に、径演算器12で両者の速度比
からワインダ２に形成されつつある部材120 の径が導出
される。このようにして、得られた張力制御値と径の値
は静止張力電流演算器21へ加えられる。静止張力電流演
算器21においては、先の２つの制御要素を基にして１次
電流の２次電流に対する電気的位相角並びにその振幅値
が演算され、かつ静止張力制御の信号において、制御の
安定を保ちつつ１次電流が最小となる［つまり、制御さ
れる誘導電動機の定格から一義的に決まる最小電機子電
流があり、それに最も近くそして力率の良い安定した１
次電流ということである］、１次電流の値と励磁電流の
値が決定され、前者は励磁電流演算器19で演算され、後
者は2 次電流演算器20で演算されて、それぞれ次段での
制御演算に適した信号電圧に調整され、インバータ駆動
装置17に入力する。
ンダ電動機速度がワインダ速度検出器18で検出されて、
径演算器12の一方の情報入力信号を形成し、他方の搬送
ロール１の走行速度と共に、径演算器12で両者の速度比
からワインダ２に形成されつつある部材120 の径が導出
される。このようにして、得られた張力制御値と径の値
は静止張力電流演算器21へ加えられる。静止張力電流演
算器21においては、先の２つの制御要素を基にして１次
電流の２次電流に対する電気的位相角並びにその振幅値
が演算され、かつ静止張力制御の信号において、制御の
安定を保ちつつ１次電流が最小となる［つまり、制御さ
れる誘導電動機の定格から一義的に決まる最小電機子電
流があり、それに最も近くそして力率の良い安定した１
次電流ということである］、１次電流の値と励磁電流の
値が決定され、前者は励磁電流演算器19で演算され、後
者は2 次電流演算器20で演算されて、それぞれ次段での
制御演算に適した信号電圧に調整され、インバータ駆動
装置17に入力する。
【０００８】 インバータ駆動装置17では入力している
２つの制御信号［励磁電流と２次電流の情報信号］に依
拠するように、誘導電動機から成るワインダ電動機16を
ベクトル制御する。このようにワインダ２を運転すれ
ば、所期の静止張力で走行部材120 を巻き取ることがで
きる。では、ここで少しく何故このようにすれば設定静
止張力制御が可能のか理論を展開してみる。制御の主流
を再挙しながら述べると、ワインダ電動機16はインバー
タ駆動装置17により駆動され、ワインダ２に動力を伝達
する。ワインダ電動機16は張力指令発生器５の指令に従
い、張力制御器４により張力制御される。このとき張力
は張力検出器３で測定され、フィードバック信号として
使用される。同様に、搬送ロール１は搬送ロール電動機
９、搬送ロール駆動装置10を持ち、ライン速度設定器15
の指令に従い速度制御器８により速度制御されている。
速度フィードバック信号は搬送ロール速度検出器11から
発信される。ワインダ２の径［すなわち、走行部材120
の径Ｄ］は径演算器12により演算されている。
２つの制御信号［励磁電流と２次電流の情報信号］に依
拠するように、誘導電動機から成るワインダ電動機16を
ベクトル制御する。このようにワインダ２を運転すれ
ば、所期の静止張力で走行部材120 を巻き取ることがで
きる。では、ここで少しく何故このようにすれば設定静
止張力制御が可能のか理論を展開してみる。制御の主流
を再挙しながら述べると、ワインダ電動機16はインバー
タ駆動装置17により駆動され、ワインダ２に動力を伝達
する。ワインダ電動機16は張力指令発生器５の指令に従
い、張力制御器４により張力制御される。このとき張力
は張力検出器３で測定され、フィードバック信号として
使用される。同様に、搬送ロール１は搬送ロール電動機
９、搬送ロール駆動装置10を持ち、ライン速度設定器15
の指令に従い速度制御器８により速度制御されている。
速度フィードバック信号は搬送ロール速度検出器11から
発信される。ワインダ２の径［すなわち、走行部材120
の径Ｄ］は径演算器12により演算されている。
【０００９】 このような構成において、インバータ駆
動装置17では材料の張力Ｆは比例定数ｋ、ワインダ電動
機トルクＴ、走行部材120 の径Ｄとして、 Ｆ＝ｋ×Ｔ×Ｔ／Ｄ ……………………（１） ＝ｋ1 ×φ×Ｉ／Ｄ ……………………（２） となるように制御されている。ここでワインダ電動機ト
ルクＴは電動機の界磁φ、電動機電流Ｉに比例している
ので、（１）式は（２）式と書き変えることができる
［ｋ1 は比例定数］。また、一般的に誘導電動機では、
１次電流Ｉ1 、励磁電流Ｉ0 、２次電流Ｉ2とすれば、 φ＝ｋ2 ×Ｉ0 ……………………（３） Ｉ＝ｋ3 ×Ｉ2 ……………………（４） (Ｉ1)2 ＝ (Ｉ0)2 ＋ (Ｉ2)2 ……………………（５） tan θ＝Ｉ0 ／Ｉ2 ……………………（６） とかける。ここで、ｋ2 ，ｋ3 は比例定数、θは力率角
を示し、０に近いほど力率がよいことになる。上記を整
理すれば、（１）式は Ｆ＝ｋ1 ×ｋ2 ×Ｉ0 ×ｋ3 ×Ｉ2 ／Ｄ ＝ｋ4 ×Ｉ0 ×Ｉ2 ／Ｄ ……………………（７） となる。これまでの誘導電動機でのワインダ電動機のト
ルク制御の考え方は、（７）式に基づき径の変化が緩や
かであるということから、応答の遅い励磁電流Ｉ0 を径
Ｄに比例させ張力制御の補正を応答の遅い２次電流Ｉ2
で行っており、走行速度を零にしたまま張力をかける制
御、所謂、静止張力制御を行う際も上記の考え方であ
る。
動装置17では材料の張力Ｆは比例定数ｋ、ワインダ電動
機トルクＴ、走行部材120 の径Ｄとして、 Ｆ＝ｋ×Ｔ×Ｔ／Ｄ ……………………（１） ＝ｋ1 ×φ×Ｉ／Ｄ ……………………（２） となるように制御されている。ここでワインダ電動機ト
ルクＴは電動機の界磁φ、電動機電流Ｉに比例している
ので、（１）式は（２）式と書き変えることができる
［ｋ1 は比例定数］。また、一般的に誘導電動機では、
１次電流Ｉ1 、励磁電流Ｉ0 、２次電流Ｉ2とすれば、 φ＝ｋ2 ×Ｉ0 ……………………（３） Ｉ＝ｋ3 ×Ｉ2 ……………………（４） (Ｉ1)2 ＝ (Ｉ0)2 ＋ (Ｉ2)2 ……………………（５） tan θ＝Ｉ0 ／Ｉ2 ……………………（６） とかける。ここで、ｋ2 ，ｋ3 は比例定数、θは力率角
を示し、０に近いほど力率がよいことになる。上記を整
理すれば、（１）式は Ｆ＝ｋ1 ×ｋ2 ×Ｉ0 ×ｋ3 ×Ｉ2 ／Ｄ ＝ｋ4 ×Ｉ0 ×Ｉ2 ／Ｄ ……………………（７） となる。これまでの誘導電動機でのワインダ電動機のト
ルク制御の考え方は、（７）式に基づき径の変化が緩や
かであるということから、応答の遅い励磁電流Ｉ0 を径
Ｄに比例させ張力制御の補正を応答の遅い２次電流Ｉ2
で行っており、走行速度を零にしたまま張力をかける制
御、所謂、静止張力制御を行う際も上記の考え方であ
る。
【００１０】 ところが、一般に巻取り・巻戻しを行う
電動機は径の制御範囲が１：４程度と大きく、界磁制御
を開始する回転数である基底回転数が低く、そのため誘
導電動機では極数が多い。従って励磁用コイルが多いた
め、必然的に励磁電流Ｉ0 も大きい。つまり力率θが悪
く、従来の制御方法ではたとえ静止張力が定格の１／３
となるように２次電流Ｉ2 を１／３としても、１次電流
Ｉ1は励磁電流Ｉ0 のために１／３にはならず、無駄な
電流を駆動装置が発生させることになる。そこで本発明
のインバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し
制御装置は、静止張力制御を実施する際に、励磁電流Ｉ
0 と２次電流Ｉ2 を制御が安定な範囲で１次電流Ｉ1 が
最小となるように決定する機能を有している、すなわち
図１に示す一実施例のような回路構成によって所期の目
的が達成され得る。
電動機は径の制御範囲が１：４程度と大きく、界磁制御
を開始する回転数である基底回転数が低く、そのため誘
導電動機では極数が多い。従って励磁用コイルが多いた
め、必然的に励磁電流Ｉ0 も大きい。つまり力率θが悪
く、従来の制御方法ではたとえ静止張力が定格の１／３
となるように２次電流Ｉ2 を１／３としても、１次電流
Ｉ1は励磁電流Ｉ0 のために１／３にはならず、無駄な
電流を駆動装置が発生させることになる。そこで本発明
のインバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し
制御装置は、静止張力制御を実施する際に、励磁電流Ｉ
0 と２次電流Ｉ2 を制御が安定な範囲で１次電流Ｉ1 が
最小となるように決定する機能を有している、すなわち
図１に示す一実施例のような回路構成によって所期の目
的が達成され得る。
【００１１】 その静止張力演算の具体的手段［静止張
力コントロール法］を以下に詳細に説明する。初めに、 Ｉ0,100 は100 ％張力のときの励磁電流 Ｉ2,100 は100 ％張力のときの２次（トルク分）電流 Ｉ1,100 は100 ％張力のときの１次（トルク分）電流 と定義すると、 Ｉ1,100 ＝｛（Ｉ0,100 ）2 ＋（Ｉ2,100 ）2 ｝1/2 ………………（８） また、先の（７）式で示した力率角θはtan θ＝Ｉ0 ／
Ｉ2 である。ここで、誘導電動機の100 ％張力のときの
モータトルクＴ100 は Ｔ100 ＝ｋ1 ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ……………………（９） である。ただしｋ1 は定数を表す。
力コントロール法］を以下に詳細に説明する。初めに、 Ｉ0,100 は100 ％張力のときの励磁電流 Ｉ2,100 は100 ％張力のときの２次（トルク分）電流 Ｉ1,100 は100 ％張力のときの１次（トルク分）電流 と定義すると、 Ｉ1,100 ＝｛（Ｉ0,100 ）2 ＋（Ｉ2,100 ）2 ｝1/2 ………………（８） また、先の（７）式で示した力率角θはtan θ＝Ｉ0 ／
Ｉ2 である。ここで、誘導電動機の100 ％張力のときの
モータトルクＴ100 は Ｔ100 ＝ｋ1 ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ……………………（９） である。ただしｋ1 は定数を表す。
【００１２】 静止張力分の運転張力分に対する比率を
δ［ただし０≦δ≦１である］とすると、静止張力を実
現するトルクＴS は ＴS ＝ｋ1 ・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ＝ｋ1 ×Ｉ0,100 ×（δ・Ｉ2,100 ） ……………………（１０） このようにして、（１０）式の２次電流コントロール方
式は従来手段である。静止張力を実現するトルクＴS を
実現するための１次電流Ｉ1,S は Ｉ1,S ＝｛（Ｉ0,100 ）2 ＋（δ・Ｉ2,100 ）2 ｝1/2 ………（１１） であるが、しかし、これは最小値ではない。そこで、本
発明はこの静止張力を実現するトルクＴS を最小にする
方策を取る。トルクＴS を実現するための１次電流の最
小値Ｉ1,Sminは次のようにして決める。
δ［ただし０≦δ≦１である］とすると、静止張力を実
現するトルクＴS は ＴS ＝ｋ1 ・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ＝ｋ1 ×Ｉ0,100 ×（δ・Ｉ2,100 ） ……………………（１０） このようにして、（１０）式の２次電流コントロール方
式は従来手段である。静止張力を実現するトルクＴS を
実現するための１次電流Ｉ1,S は Ｉ1,S ＝｛（Ｉ0,100 ）2 ＋（δ・Ｉ2,100 ）2 ｝1/2 ………（１１） であるが、しかし、これは最小値ではない。そこで、本
発明はこの静止張力を実現するトルクＴS を最小にする
方策を取る。トルクＴS を実現するための１次電流の最
小値Ｉ1,Sminは次のようにして決める。
【００１３】 すなわち、トルクは励磁電流Ｉ0 ，２次
電流Ｉ2 の積で一定の条件下で、１次電流Ｉ1 は｛（Ｉ
0 ）2 ＋（Ｉ2 ）2 ｝1/2 を最小とする励磁電流Ｉ0 ，
２次電流Ｉ2 は、Ｉ0 ＝Ｉ2 、従ってトルクＴS を実現
するための励磁電流Ｉ0,S 、同様にそのときの２次電流
Ｉ2,S について Ｉ0,S ＝Ｉ2,S …………………………（１２） のとき１次電流の最小値Ｉ1,Sminが実現される。このと
きの静止張力を実現するトルクＴS は一定で、（１０）
式で述べた通りＴS ＝ｋ1 ・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 で
あるから、（１２）式は（１１）式より Ｉ0,S ＝Ｉ2,S ＝（δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ）1/2 …………………………（１３） であり、これを計算するのが静止張力電流演算器21であ
り、このときのトルクＴS を実現するための１次電流Ｉ
1,S は［tan θ＝π／４であるから］ Ｉ1,S ＝｛（Ｉ0,S ）2 ＋（Ｉ2,S ）2 ｝1/2 ＝ (２)1/2・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 …………………（１４） となる。
電流Ｉ2 の積で一定の条件下で、１次電流Ｉ1 は｛（Ｉ
0 ）2 ＋（Ｉ2 ）2 ｝1/2 を最小とする励磁電流Ｉ0 ，
２次電流Ｉ2 は、Ｉ0 ＝Ｉ2 、従ってトルクＴS を実現
するための励磁電流Ｉ0,S 、同様にそのときの２次電流
Ｉ2,S について Ｉ0,S ＝Ｉ2,S …………………………（１２） のとき１次電流の最小値Ｉ1,Sminが実現される。このと
きの静止張力を実現するトルクＴS は一定で、（１０）
式で述べた通りＴS ＝ｋ1 ・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 で
あるから、（１２）式は（１１）式より Ｉ0,S ＝Ｉ2,S ＝（δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ）1/2 …………………………（１３） であり、これを計算するのが静止張力電流演算器21であ
り、このときのトルクＴS を実現するための１次電流Ｉ
1,S は［tan θ＝π／４であるから］ Ｉ1,S ＝｛（Ｉ0,S ）2 ＋（Ｉ2,S ）2 ｝1/2 ＝ (２)1/2・δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 …………………（１４） となる。
【００１４】 但し、励磁電流Ｉ0,S ＜Ｉ0,min ［安定
制御の下限１次電流値］のときはＩ0,S はそのＩ0,min
に制限し、 Ｉ0,S ＝Ｉ0,min ……………………………（１５） ２次電流Ｉ2,S は Ｉ2,S ＝（δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ）／Ｉ0,min …………（１６） とする。また、２次電流Ｉ2,S ≧Ｉ2,100 のときは Ｉ2,S ＝Ｉ2,100 …………………………（１７） に制限する。従って、このときは Ｉ0,S ＝δ×Ｉ0,100 …………………………（１８） である。
制御の下限１次電流値］のときはＩ0,S はそのＩ0,min
に制限し、 Ｉ0,S ＝Ｉ0,min ……………………………（１５） ２次電流Ｉ2,S は Ｉ2,S ＝（δ×Ｉ0,100 ×Ｉ2,100 ）／Ｉ0,min …………（１６） とする。また、２次電流Ｉ2,S ≧Ｉ2,100 のときは Ｉ2,S ＝Ｉ2,100 …………………………（１７） に制限する。従って、このときは Ｉ0,S ＝δ×Ｉ0,100 …………………………（１８） である。
【００１５】 図２は、上述の静止張力電流の演算の手
法を表すフローチャートである。これによって、静止張
力を実現するトルクＴS を実現する２次電流Ｉ2,S と励
磁電流Ｉ0,S が決定される。ところで、図３は、静止張
力を適用せず運転張力制御のみときのこの実施例の回路
構成を示すブロック図である。つまり、ストール張力設
定の際はストール張力設定時に閉になる接点６をオンに
し、運転張力制御のときは運転張力制御時に閉になる接
点７をオンにして、両者を択一的に使用し、接点６がオ
ンすればその補助接点６a もまたオンなり、静止張力電
流演算器21がオンして先の静止張力での演算を行うけど
も、補助接点６a がオフのときは図２の制御系を形成す
るようにしている。
法を表すフローチャートである。これによって、静止張
力を実現するトルクＴS を実現する２次電流Ｉ2,S と励
磁電流Ｉ0,S が決定される。ところで、図３は、静止張
力を適用せず運転張力制御のみときのこの実施例の回路
構成を示すブロック図である。つまり、ストール張力設
定の際はストール張力設定時に閉になる接点６をオンに
し、運転張力制御のときは運転張力制御時に閉になる接
点７をオンにして、両者を択一的に使用し、接点６がオ
ンすればその補助接点６a もまたオンなり、静止張力電
流演算器21がオンして先の静止張力での演算を行うけど
も、補助接点６a がオフのときは図２の制御系を形成す
るようにしている。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、静止
張力電流設定器などの配設に基づき、制御系の無駄な１
次電流の抑制と、インバータの寿命の伸延と、運転の安
定度の向上に著しく寄与するという特段の効果を奏する
ことができる。
張力電流設定器などの配設に基づき、制御系の無駄な１
次電流の抑制と、インバータの寿命の伸延と、運転の安
定度の向上に著しく寄与するという特段の効果を奏する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例における静止張力制御ときの
回路構成を示すブロック図
回路構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施例における静止張力が最小にな
るように決定する手順を表すフローチャート
るように決定する手順を表すフローチャート
【図３】本発明の一実施例での運転張力制御ときの回路
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
【図４】従来例の回路構成を表すブロック図
【符号の説明】 １ 搬送ロール ２ ワインダ ３ 張力検出器 ４ 張力制御器 ５ 張力指令発生器 ６ ストール張力制御時に閉になる接点 ６a 接点６に連動する補助接点 ７ 運転張力制御時に閉になる接点 ８ 速度制御器 ９ 搬送ロール電動機 10 搬送ロール駆動装置 11 搬送ロール速度検出器 12 ワインダ径演算器 13 静止張力設定器 14 運転張力設定器 15 ライン速度設定器 16 ワインダ電動機 17 インバータ駆動装置 18 ワインダ速度検出器 19 励磁電流演算器 20 ２次電流演算器 21 静止張力電流演算器 120 線条または帯状などのされる部材
Claims (2)
- 【請求項１】 張力制御を行って製品を巻き取るワイン
ダ装置および巻戻す装置において、ベクトル制御される
インバータ駆動装置を介して駆動される誘導電動機に連
結されたワインダと、巻取り巻戻しされる線条または帯
状の巻取り巻戻し部材を走行させる搬送ロールと、ワイ
ンダと搬送ロールの巻取り巻戻し部材の張力を検出する
張力検出器と、ワインダと搬送ロールの各速度から巻取
り巻戻し部材の径を演算する径演算器と、張力設定器で
設定された張力と張力検出器からの検出張力との偏差で
巻取り巻戻し部材の張力を制御する張力制御器と、この
張力制御器と径演算器とからの入力により巻取り巻戻し
部材の走行速度を零にしたまま張力を掛ける静止張力制
御のための電流を演算する静止張力電流演算器と、この
静止張力電流演算器の演算により算出された励磁電流と
２次電流をそれぞれ励磁電流演算器と２次電流演算器を
介してベクトル制御がなされワインダを運転するインバ
ータ駆動装置とをそれぞれ備え、 前記張力設定器で設定された静止張力に対して前記誘導
電動機の電動機１次電流が最小になるように決定する制
御機能を有することを特徴とするインバータ駆動電動機
の静止張力による巻取り巻戻し制御装置。 - 【請求項２】 運転張力制御のときは、径演算器出力を
直接励磁電流演算器と２次電流演算器に与え、張力制御
器出力を直接２次電流演算器に与える回路構成とする切
り換え回路を具備することを特徴とする請求項１記載の
インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19177294A JP3289754B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19177294A JP3289754B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0826548A true JPH0826548A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3289754B2 JP3289754B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16280275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19177294A Expired - Lifetime JP3289754B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | インバータ駆動電動機の静止張力による巻取り巻戻し制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289754B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010264482A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 圧延設備の制御装置及び制御方法 |
| KR101037662B1 (ko) * | 2011-02-17 | 2011-05-27 | 한국엠테크(주) | 압연장치의 텐션 조절장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4967152B2 (ja) * | 2007-11-06 | 2012-07-04 | 株式会社安川電機 | 巻取り・巻戻し装置及びその制御方法 |
| JP2012017191A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | ロール直径の推定方法 |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP19177294A patent/JP3289754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010264482A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 圧延設備の制御装置及び制御方法 |
| KR101037662B1 (ko) * | 2011-02-17 | 2011-05-27 | 한국엠테크(주) | 압연장치의 텐션 조절장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3289754B2 (ja) | 2002-06-10 |
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