JPH0986741A - Roll stand brake - Google Patents

Roll stand brake

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Publication number
JPH0986741A
JPH0986741A JP7284307A JP28430795A JPH0986741A JP H0986741 A JPH0986741 A JP H0986741A JP 7284307 A JP7284307 A JP 7284307A JP 28430795 A JP28430795 A JP 28430795A JP H0986741 A JPH0986741 A JP H0986741A
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JP
Japan
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roll
generator
roll stand
rotor
torque
Prior art date
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Application number
JP7284307A
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Japanese (ja)
Inventor
Chaatoku Aran
アラン・チャートク
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SAATEKU CORP
Certek Corp
Original Assignee
SAATEKU CORP
Certek Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for mounting a brake on a roll stand arm, ensuring an easy mounting work and remarkable cost reduction. SOLUTION: A brake 26 is used for controlling the web tension of a roll stand and acts as a generator. Furthermore, the shaft 38 of the rotor of the generator is connected to the mandrel 16 of the roll stand. Also, a rotor 36 is held on the stator assembly 52 of the generator, and the mandrel 16 supports the whole of the generator. Thus, the excessive axial projection of a flexible coupling and the generator is eliminated. In another embodiment, the stator 52 of the generator is directly mounted on a roll stand arm 12, and the rotor and the stator of the generator are aligned with each other via the bearing part of the mandrel 16 of the arm 12. Also, accurate web tension can be obtained via the feedback of current regarding the control of a generator load.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール用スタンド
に支持されているロールのウェブに張力をかけるブレー
キに関し、特定すると、負荷に連結された発電機として
作用する形式のブレーキであって、回転するロールによ
り駆動されたとき、ロールに牽引力を作用しロールから
巻戻されるウェブ材料に張力を付与するブレーキに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake for tensioning a web of rolls supported on a roll stand, and more particularly to a brake of the type acting as a generator coupled to a load. And a brake that, when driven by a rolling roll, exerts a traction force on the roll to tension the web material unwound from the roll.

【従来の技術】シート状材料を最終的な物品に変換する
多くの工業的な工程は、ロール用スタンドに支持されて
いてロール状になった材料から始まり、ロールからシー
ト状材料が巻戻されることにより開始される。かかる工
程の殆どにおいて、その制御が重要となる工程上の変数
はウェブの張力である。このため、ロールが巻戻される
ときのロール用スタンドにかかるブレーキ力はロールの
回転に抵抗し、それ故にウェブに張力をかける。この目
的に使用される殆どのブレーキは空気圧、液圧又は電磁
気力により作動する摩擦ブレーキである。摩擦ブレーキ
が使用される場合、ブレーキパッド及びローターのディ
スク又はドラムは摩耗を生じ、頻繁な点検を必要とす
る。また、これらは作業場や生産品を汚染する塵埃を発
生する。更に、幾つかの設備では、ブレーキの温度を安
全な程度に維持しかつブレーキの摩耗の割合を低減する
ために、空気圧又は水による洗浄を必要とする。摩擦ブ
レーキと比較して、発電機式のブレーキは顕著な長所を
有することは明らかである。即ち、発電機式のブレーキ
は摩擦ブレーキと比較して、それほど摩耗や塵埃を発生
しない。その上、発電機により発生する動力は電気の形
態であり、遠隔バラスト抵抗へ容易に伝えて大気に安全
に散逸させるか、又は他のプロセスに使用することがで
きる。空気圧式又は液圧式に対する発電機式ブレーキの
別の長所は、そのトルクを直接電子的手段により迅速に
変化させることができることであり、従って、張力制御
装置は、ある意味ではブレーキキャリパーのような機械
的部品の動作に依存する電子−空気圧式又は電子−油圧
式の変調器を使用する場合より、潜在的に応答性がよ
い。従って、この目的に発電機式ブレーキを使用するべ
く多数の提案が長年に亙りなされてきたことは驚くには
当たらない。しかしながら、そのような多くの提案にも
拘わらず、全てのウェブ張力制御に使用される形式のも
のは、排他的ではないにしても大型のロールには、摩擦
式ブレーキが広く使用されている。発電機式ブレーキを
使用する大型の装置においてさえ、幾つかの場合におい
ては摩擦ブレーキと比較してコストの節約という点で不
利であった。ブレーキが摩擦式であるか発電機式である
かとは無関係に、制御装置は、例えばウェブ材が引出さ
れるにつれてロールの半径が変化するにもかかわらず、
張力を所望の大きさに維持するように作動しなければな
らない。かかる制御装置の初期の例としては、ミラー
(Miller)に付与された米国特許第2、052、
788号に記載されたものがある。これは、一定のウェ
ブ速度でブレーキ力を一定に保持することにより、一定
のウェブ張力を発生させるという認識に基づいている。
動力はトルクと角速度の産物であるから、ミラーは発電
機の負荷回路に誘導子を設けて、ウェブがロールから引
出されるにつれて発生するロール半径の減少に伴い、ロ
ールの角速度−従って発電機の出力周波数−が増加する
につれて、発電機の出力電流−従って発電機のトルク−
が減少するようになっている。摩擦ブレーキにおける類
似の方法は、ロール半径を監視する検出アーム又は超音
波センサーを使用して、監視される半径が減少するにつ
れてブレーキトルクを減少させ、張力の増加を回避する
ような制御装置で行われている。ミラーの発明及びロー
ル半径検出装置は双方とも、開ループブレーキトルク制
御装置である。それほど高い張力精度が必要でない場合
に使用されるものであれば、これらの装置は発電機電流
及びロールの半径のような計測値に基づくものであり、
比較的低価格で製作できる。しかしながら、高い張力制
御が必要とされる場合は、張力をより直接的に制御する
装置が注目されている。かかる解決方法の一つはダンサ
ーロールを使用する方法、即ち、重力又は例えば空気圧
シリンダー等により負荷がかけられていて、上下に又は
前後に移動するロールを使用する方法であり、この方法
は、ダンサーロールが作動範囲の中央点に維持される限
り、ウェブに一定の張力を作用させる。ダンサーロール
装置におけるブレーキトルク制御方法はダンサーロール
の位置を検知しかつブレーキトルクを制御してダンサー
ロールの位置を実質的に一定保持することである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many industrial processes for converting sheet material into finished articles begin with the material rolled into a roll stand and then rewind the sheet material from the roll. Be started by. In most of these processes, the process variable whose control is important is web tension. Thus, the braking force on the roll stand as the roll is unwound resists roll rotation and therefore tensions the web. Most brakes used for this purpose are friction brakes actuated by pneumatic, hydraulic or electromagnetic forces. When friction brakes are used, the brake pads and rotor discs or drums wear and require frequent inspection. They also generate dust that contaminates workplaces and products. Furthermore, some installations require pneumatic or water cleaning to maintain the brake temperature at a safe level and reduce the rate of brake wear. Obviously, generator-type brakes have significant advantages over friction brakes. That is, the generator type brake does not generate much wear or dust as compared with the friction brake. Moreover, the power generated by the generator is in the form of electricity and can easily be transferred to a remote ballast resistor for safe dissipation to the atmosphere or used for other processes. Another advantage of generator brakes, either pneumatically or hydraulically, is that their torque can be quickly changed by direct electronic means, and thus tension control devices are, in a sense, mechanical brakes such as brake calipers. Is potentially more responsive than using electro-pneumatic or electro-hydraulic modulators, which rely on the operation of dynamic components. It is therefore not surprising that many proposals have been made over the years to use generator brakes for this purpose. However, despite many such proposals, the type used for all web tension control is widely used for large, if not exclusive, rolls. Even large equipment using generator type brakes, in some cases, was disadvantageous in terms of cost savings compared to friction brakes. Regardless of whether the brakes are frictional or generator type, the controller may, for example, change the radius of the roll as the web material is withdrawn,
It must act to maintain the tension at the desired magnitude. An early example of such a control system is US Pat. No. 2,052 to Miller,
No. 788 is available. This is based on the recognition that a constant web tension is generated by keeping the braking force constant at a constant web speed.
Since power is the product of torque and angular velocity, the mirror places an inductor in the load circuit of the generator to reduce the angular velocity of the roll, and thus the generator, as the roll radius decreases as the web is drawn from the roll. As the output frequency-increased, the generator output current-and therefore the generator torque-
Is decreasing. A similar method in friction braking uses a sensing arm or an ultrasonic sensor to monitor the roll radius to reduce the brake torque as the monitored radius decreases and to do so with a controller that avoids increasing tension. It is being appreciated. Both the mirror invention and the roll radius detector are open loop brake torque controllers. These devices are based on measurements such as generator current and roll radius, if they are used where very high tension accuracy is not required,
It can be manufactured at a relatively low price. However, when high tension control is required, a device that controls tension more directly is drawing attention. One such solution is to use a dancer roll, i.e., a roll that moves up and down or back and forth under load, such as by gravity or a pneumatic cylinder. A constant tension is exerted on the web as long as the roll is maintained at the center of its working range. The method of controlling the brake torque in the dancer roll device is to detect the position of the dancer roll and control the brake torque to keep the position of the dancer roll substantially constant.

【発明が解決しようとする課題】ダンサーロール装置
は、かなり緩やかな装置において変動する場合には比較
的正確であるが、通常はある装置においては、ロールの
効率により生じる外乱のような広帯域の外乱に対する応
答性を低くする遅延の問題がある。更に、特別な装置の
ための場所がないため、ダンサーロールを取付ける改装
が必要なため、かかる装置の使用を非実用的なものにす
る可能性がある。設備に当初から取付ける場合でも、こ
の方法は高価なものとなる。ダンサーロール、支持軸受
及び軸ハンガーは高価である。このことは幅広のウェブ
の場合に特に言えることである。その理由は、ダンサー
ロールが大幅な変形を避けるため相当に大きな径のダン
サーロールが必要とされるからである。高価であるとい
う問題点は、必要な精度を得るために必要な巻付け角度
がアイドラーローラを更に設けることによってのみ確保
されるという状況のもとで、重大になっている。ロール
の慣性にかなり由来するダンサーロールの遅延という問
題点を減少するため、幾つかの装置では、アイドラーロ
ーラ及びウェブ張力から生じるアイドラーロールの軸受
の半径方向負荷を計測するロードセルを使用することに
より張力を直接計測している。最終的な出力は目標値と
比較されて、付与されるブレーキ力が比較による誤差出
力に基づいて決定される。かかる装置は少なくとも高い
精度をもたらすという利点を有しており、それらはダン
サーロール機構より応答が早い。しかしながら、それら
の装置はダンサーロール機構と同じ改装上の困難性を有
しており、少なくとも通常は高い費用が必要である。
Dancer roll systems are relatively accurate when they fluctuate in fairly slow systems, but in some systems they are usually wide band disturbances, such as those caused by roll efficiency. There is a delay problem that reduces the responsiveness to. Furthermore, the lack of space for special equipment may necessitate refurbishment to install the dancer roll, which may make the use of such equipment impractical. Even if it is installed in the equipment from the beginning, this method is expensive. Dancer rolls, support bearings and shaft hangers are expensive. This is especially true for the wide web. The reason is that the dancer roll requires a fairly large diameter dancer roll to avoid significant deformation. The problem of being expensive is significant under the circumstances that the winding angle required to obtain the required accuracy can only be ensured by the additional provision of idler rollers. In order to reduce the problem of dancer roll delay, which is largely due to roll inertia, some devices use a load cell that measures the radial load on the idler roll and the idler roll bearing resulting from web tension. Is directly measured. The final output is compared with the target value, and the applied braking force is determined based on the error output due to the comparison. Such devices have the advantage of providing at least a high degree of accuracy, they are more responsive than the dancer roll mechanism. However, these devices have the same refurbishment difficulties as dancer roll mechanisms and at least usually are expensive.

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレーキをロ
ール用スタンドアームに取付ける方法を改良することに
より受け入れ易さや利便性の顕著な増加及び顕著なコス
トの低減ができる、という認識に基づいている。本発明
の一つの形態は、発電機のローターがロールスタンドア
ームそれ自身に直接装着されかつそれにより支持されて
いる。これは、軸方向凹部を有する発電機のローターを
設けることで達成される。この軸方向凹部はロールスタ
ンドアームの軸を受入れており、従って、ローターはこ
の軸に装着されかつこの軸で支持される。このような装
着方法を採用することにより、本発明では発電機と軸を
自動的に芯合わせする。これにより、発電機式のロール
用スタンドに取付けるブレーキの広範な採用に対する大
きな障壁として認識されていたものが解消される。特
に、慣用的な軸を有する発電機式ブレーキをロール用ス
タンドの軸に連結する場合は、これまでは高トルク可撓
性カップリングを使用していた。このことは高価である
ばかりでなく寸法が長すぎるような構造となり、作業用
通路に突出た状態となっていた。一方、本発明による
と、発電機式ブレーキは、可撓性カップリングを必要と
するというこの形式の芯合わせ問題を自動的に解消し、
かつ作業用通路に軸方向への突出しを最小限に止めるよ
うな取付け方法となっている。本発明の別の態様では、
改装するのにより適用可能なものであり、ローター軸は
前述のとおり中央の凹所でロールスタンドアームを受入
れるが、ステーターはローターに回転可能に装着され
て、発電機が軸のユニットとして装着される。それによ
り、別の装置に関連してシャフトハング(shaft−
hung)形状として知られているように、軸はステー
ター及びローターの双方を支持する。この場合も芯合わ
せは可撓性カップリングなしで自動的に行われる。本発
明の態様の双方とも、改良されたブレーキ制御装置であ
る本発明の別の態様からの恩恵を受けている。この態様
は、ブレーキ制御装置について注目されている高い精度
を得るためダンサーロール又は張力測定装置のような高
価な方法に頼る必要はないという認識に基づいている。
制動力がかかったロールからウェブを引出すのに費やさ
れる動力は、ロールのトルクと角速度の積として又はウ
ェブの速度と張力の積として計算されるという原理を使
用する。ある意味では、上述のメラーの発明のような開
ループトルク方法のあるものはかかる原理を使用してい
る。しかし本発明は、これら2つの積を等式化すること
により、他の3つの数値からウェブ張力を推定でき、そ
の決定は張力を直接計測するのと比較して極めて安価で
あるという利点を十分に利用する。特に、本発明はトル
クを表示するものとして低価格で計測できる発電機電流
を検知する。また、ウェブ速度と発電機の角速度の直接
計測は、例えば角度エンコダーを使用して低価格で得る
ことができるため、双方を直接計測することも、ロール
の半径を計測して他の数値から一つの数値を推定するこ
ともできる。次に、電流の測定値をフィードバックさせ
て、計測された電流値レベルと目標電流値レベルの間の
差異に応答して発電機の負荷を制御し、他の計測表示は
所望の張力を達成するのに必要とされる。この数値は正
確に決定できる。それは、一般的に、発電機電流はウェ
ブがロールに与えるトルクに対し簡単な比例関係にない
けれども、発電機電流からトルクを想定するのに必要な
数値は安価に計測できるからである。このことは以下の
記載から明らかとなるであろう。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the recognition that an improved method of attaching a brake to a roll stand arm can result in a significant increase in acceptability and convenience and a significant cost reduction. There is. One form of the invention is that the rotor of the generator is mounted directly on and supported by the roll stand arm itself. This is accomplished by providing a generator rotor with axial recesses. This axial recess receives the shaft of the roll stand arm, so that the rotor is mounted on and supported by this shaft. By adopting such a mounting method, in the present invention, the generator and the shaft are automatically aligned. This eliminates what was perceived as a major barrier to the widespread adoption of brakes mounted on generator roll stands. In particular, high torque flexible couplings have heretofore been used when connecting a generator type brake having a conventional shaft to the shaft of a roll stand. This is not only expensive, but also has a structure in which the dimensions are too long, and it is in a state of protruding into the working passage. On the other hand, according to the invention, the generator brake automatically eliminates this type of centering problem, which requires a flexible coupling,
Moreover, the mounting method is such that the axial protrusion is minimized in the working passage. In another aspect of the invention,
More applicable by retrofitting, the rotor shaft accepts the roll stand arm in the central recess as described above, but the stator is rotatably mounted on the rotor and the generator is mounted as a unit of the shaft. . Thereby, a shaft hang is associated with another device.
The shaft supports both the stator and the rotor, as is known as the Hung) shape. Also in this case, the centering is automatically performed without the flexible coupling. Both of the aspects of the invention benefit from another aspect of the invention, which is an improved brake control system. This aspect is based on the recognition that it is not necessary to resort to expensive methods such as dancer rolls or tension measuring devices in order to obtain the high degree of accuracy noted for brake control devices.
The principle used is that the power expended in pulling the web from the braking roll is calculated as the product of the roll torque and angular velocity or as the product of the web velocity and tension. In a sense, some open loop torque methods, such as the Meller invention described above, use such principles. However, the present invention suffices to take advantage of the fact that by equalizing these two products, the web tension can be estimated from the other three numerical values, and its determination is extremely cheap compared to measuring the tension directly. To use. In particular, the present invention senses generator current that can be measured at low cost as an indication of torque. In addition, direct measurement of the web speed and the angular velocity of the generator can be obtained at a low price using, for example, an angle encoder, so both can be directly measured, or the radius of the roll can be measured to obtain one from other values. It is also possible to estimate two numbers. The current measurement is then fed back to control the generator load in response to the difference between the measured current level and the target current level, while the other measurement displays achieve the desired tension. Needed for. This number can be accurately determined. This is because, in general, the generator current is not in a simple proportional relationship with the torque applied to the roll by the web, but the numerical value necessary for estimating the torque from the generator current can be inexpensively measured. This will become clear from the description below.

【発明の実施の形態】本発明が採用する形式のロールを
支持するロール用スタンド(以下ロールスタンドと呼
ぶ)10はベース11を備え、このベース11は望まし
くはアクチュエータ14により概ね水平方向に伸長する
ロールスタンドアーム12を支持しており、アクチュエ
ータ14はアーム12を上げ下げするのに使用される。
このアーム12は軸受ブロックを備えており、軸受ブロ
ックは、伸縮自在のコアチャック18の軸16又はコア
軸と係合するコレットのような他のコア連結具が設けら
れていて、ウェブ材のロール22の芯部を支持しかつそ
れと捩り方向に係合する。ロールスタンド10がロール
スタンドアーム12を支持するためにアクチュエータ1
4のような作動装置を使用する場合、図1及び図2に点
線で示すように工程が停止したがロールがまだ排出され
ないとき、通常はアームが下方に枢動することが可能に
なり、その結果、テール(tail)ロールが床面上で
静止し、転がすことにより取除くことができる。ウェブ
の張力を制御するため、本発明においてロールの回転に
より駆動される発電機の形態をしたブレーキ26が使用
される。図1ないし図4に示す実施例では、ブレーキは
軸に保持された状態で装着されていて、以下により詳細
に説明するように、芯棒16の外側突出部28により支
持されている。図1ないし図4に示す実施例では芯棒1
6はブレーキ26を完全に支持しているが、発電機のス
テーターは回転しないようにしなければならず、従っ
て、発電機のハウジングは、アーム12のピン32が係
合する非回転アーム30の形状をしている。突出部28
にブレーキを装着したことにより、複雑かつ高価な可撓
性カップリングを使用する必要が有るという潜在的な芯
合わせ問題が解消される。かかる装着方法により、従来
の装置においてよく見受けられる過剰に軸方向に長い発
電ブレーキ装置のような配置をせずにすむ。それによ
り、フォークリフト又は搬送機械が頻繁に通る作業通路
にブレーキが突出するのを最小限にする。図3に示すよ
うに、ブレーキ26は発電機として設けられており、そ
のローター36は半径方向に伸長するディスク40内に
開口する中空軸38を備えている。鋳鋼の如き磁力線透
過性の円筒状磁石である「バッキロン(backiro
n)」リング42がディスク40の外端部から軸方向に
延び永久磁石44を支持する。軸取付け式の構造は中空
軸38で形成される凹部が芯棒の突出部28を受けるこ
とにより可能となる。図示された実施例では、中空軸の
軸方向外側部分は半径方向内側に傾斜した面46を形成
し、その傾斜面に対してボルト48が固定コレットをく
さび止めしてローター36を芯棒16に固着する。これ
は図3に示されており、ロールスタンドアーム12によ
り形成された軸受ブロックのベアリング51で支持され
ている。発電機のステータはステーター組立体52を備
えており、ステーター組立体52は外側ハウジング並び
にベアリング58を担持する発電機の軸受ブロックのハ
ブ部分56を形成し、ベアリング58により中空のロー
ター軸38がステーター内で支持される。このように、
ローターはステーターを支持しかつコアチャックの芯棒
16はローターを支持する。図3及び図4を同時に参照
することにより理解されるように、ステーター組立体5
2は更にコア積層体62が嵌合する発電機の軸受ブロッ
クフレーム部分60を備えている。電機子巻線64がコ
ア積層体の周りを取巻いている。図1ないし図4の軸取
付け構造は、設備改装の場合に特に有利であり、新たな
ブレーキは、当初は異なった形式で構成された既存のロ
ールスタンドに取付けられるが、本発明の軸取付け構造
は、複雑なカップリングを不要にする利点を提供するよ
うな配置のみに限られない。図5は、アームが発電機式
ブレーキの取付け又は取替えのため構成されたロールス
タンドを想定した別の構成を示している。図5の配置に
おいて、ローター36’は、図1ないし図4の実施例の
ローターのように、芯棒16’で支持されている。しか
しながら、この実施例の芯棒16’はステーター組立体
52’を付加的に支持するのではなく、ローター軸3
8’はステーター内で支持されない。そのかわり、ステ
ーター組立体52’は芯棒16’を介するのではなく直
接アームで支持されており、この実施例ではアームの軸
受箱が設けられた交換可能な軸受カートリッジ66に装
着されていてボルト68によりアームの本体に固定され
ることが望ましい。発電機及びカートリッジはこの実施
例では、できれば伸縮自在なコアチャック及び芯棒を含
めて、一緒に製作される。発電機及びカートリッジをユ
ニットとして工場組立することにより、必要なローター
とステーターの芯合わせがなされ、ステーターは分離し
て支持されるため、図3のベアリング58に対応する分
離用ベアリングは、発電機のステーターの電機子及びロ
ーターの磁石の軸方向位置決めには必要とされない。即
ち、発電機のローターは芯棒のアーム軸受51’で担持
される。双方の実施例において、ローターは、ステータ
ーに装着された電機子巻線の半径方向外方に配設された
永久磁界源を備えている。本発明のより広い教示によれ
ば、このような配置は必要ではないが、この配置は一定
の効果を有する。永久磁石は回路を幾分簡素化させ、銅
損を減少させ、比較的コンパクトな磁界源を構成する。
図示の実施例のように、このコンパクトな磁界源が電機
子巻線の外側に配設されているときは、発電機の間隙
は、界磁石が同じ大きさの発電機の電機子巻線の軸方向
内側に配設された場合より大きい半径で設定される。フ
ィールドギャップ(field−gap)領域、従って
牽引力は、規定のステーター組立体の全直径、軸方向長
さ、及び許容できる銅損の割に大きくすることができ
る。牽引力は半径の大きさに関係し、更に、それにより
生じるトルクはより大きい牽引力のみならずより大きい
モーメントアームにより増加する。その結果、電機子の
銅損及び要求されるトルクに見合うように発生するブレ
ーキ温度上昇は減少する。従って、この構成は、所定の
トルク要請と銅損の制約に対して比較的簡潔な設備を与
える。設備の簡潔さはチャックが解放する前に床上にテ
ールロール載置するように計画された装置に適用すると
特に都合がよい。小さな発電機により、発電機のハウジ
ングと干渉することなく床上により小さなテールロール
を載せることができる。図示の発電式ブレーキの別の効
果は、ステーターの鉄芯の積層体の最大寸法が減少し
て、これらの部品を製作することにより発生する使用さ
れない材料の量を少なくすることである。これら要素の
双方は鉄芯を製造する原価を著しく減少させる。一方、
本実施例は最小限の設備の大きさと銅損で最大限のトル
クを発生させる。交流発電機体系を使用することができ
る。例えば、界磁石を電導性の棒に置き換えて積層され
たローターのスロット内にバッキロンリング(back
ironring)を設置してリス籠型の誘導発電機の
ローターを形成することができる。発電機式ブレーキを
使用する作用効果は大部分が安価でかつ正確な制御によ
るものである。この制御は発電機の出力に付与される負
荷を変動することで行われる。負荷は負荷回路のインピ
ーダンスを変えることにより、発電機電圧のパルス幅変
調により、又は当業者には公知の他の機械的方法により
変化させることができる。負荷回路の型式は、本発明を
実施するに当たり原理的には困難ではなく、図6に一例
が示されている。この図は、三相が与えられた電機子巻
線64を示しているが、それらの相の他の番号は本発明
の実施例で使用されている番号と同じである。図6は安
定抵抗R1に付与される前に出力を同期させて整流する
ために接続された巻線64を示している。安定抵抗は通
常は離れた場所に配設されていて、そこでは放散された
電力が空気、又は例えば加熱されるべき流体に伝達され
て除去される。無論、発電機の出力を安定抵抗に付与す
る前に整流することが必要とされる理由はないが、通常
の設備では、発電機の電力を変換させプラントの電源ラ
インに供給することにより発電機電力を回収することが
必要になる可能性があるため整流装置が備わっている。
更に、直流電力源を付加しインバーターとして同期整流
装置を作動させることにより、ブレーキはモーターとし
て作用して「プラグブレーキング(plug brak
ing)」モードを与え、停止又は緊急停止命令に応答
してロールの減速を強化する。この作動モードは以下で
より詳細に述べる。これらの理由のため、それぞれのフ
リーホイール用ダイオードD1ないしD6と並列になっ
ている制御トランジスターQ1ないしQ6が備わってい
て、高圧側駆動回路74、76及び78から低圧側駆動
回路80、82及び84へ信号に応答して高圧及び低圧
直流供給レール70、72への付与する相電圧を制御す
る。これらの駆動回路は整流制御ロジック86で制御さ
れる。制御ロジック86は、発電機のローターの位置φ
により各種の相を何時、どちら側の負荷に接続するかを
決定する。ローターの位置φは角度位置検出器88によ
り得られる。角度位置検出器88は別の従来型のエンコ
ーダーであってもよいが、角度位置はその代わりに電機
子巻線信号から簡単に想定することができる。整流制御
ロジック86は、同期整流に普通使用される型式のもの
であってもよいが、発電機負荷を変えるのに便利な機構
を備えるようにデユーテイサイクルを制御できる型式の
ものが望ましい。かかる理由から、図6は、整流制御ロ
ジック86に付与する負荷制御信号を有するものとして
示している。発電機負荷を制御する方法について説明す
る。図7ないし図9に示された制御装置は、従来の装置
と同様に、閉ループ制御により高い張力精度を達成す
る。しかしながら、従来の装置とは異なり、図示の装置
は安価な方法で計測できるある数量、即ち発電機の負荷
電流をフィードバックすることにより回路ループを閉鎖
する。このフィードバック量とウェブ張力との間にはは
それ自身直接関係はないが、この装置はウェブ速度及び
発電機のエアギャップでの磁束密度のような、他の安価
な方法で計測される数量を使用して、正確な制御を阻害
する効果を負荷−電流フィードバックで補償する。図7
は制御装置を図解的に示している。この制御装置は操作
員用制御部位89を備えており、この操作員用制御部位
89において以下で述べる目的のための指令及び各種の
作動パラメーターを入力する。図7に示すように典型的
な指令は、「始動」、「運転」、「停止」、「緊急停
止」である。これらの指令は異なった所望のウェブ張力
を発生するのに簡便であると考えられる。通常は始動順
序の終わりで自動的に発せられる「運転」指令により生
じるモードのみを詳細に説明する。制御部位はパラメー
ターと指令を使用者から処理回路90まで伝送する。こ
の処理回路90はマイクロプロセッサー、適合したメモ
リー、及び周辺機器の形態を取っている。また、これは
使用者が入力したパラメーター及び以下に記載する各種
の検出器の入力値から必要なトルクレベルを決定する。
概念的に理解するため、ブレーキ電流制御器92は分離
したブロックで示されているが、通常はトルク計算処理
90を行う同一のマイクロプロセッサーで実行される。
ブレーキ電流制御器92は安定抵抗R1を介して同期整
流器68で駆動される電流を制御することを目的とす
る。本発明によると、この制御は、例えば電流検出器9
4からの電流表示信号のフィードバックに基づいてい
る。上述のように、ブレーキ電流制御器92を例えば可
変インピーダンスとすることができ、この可変インピー
ダンスをフィードバック信号及びトルク計算回路90か
らのトルク指令に応答して制御する。しかしながら、最
も多い例としては、ブレーキ・発電機負荷電流は、負荷
−電流指令Lにより同期整流のデユーテイサイクルを変
えることにより制御される。この負荷電流指令Lは、通
常は同じマイクロプロッセサー及び必要なトルクを計算
する他の回路により発生される。図8は適当な負荷−電
流指令Lの計算法を示している。負荷−電流指令Lはこ
の目的に使用される慣用された方法のいずれかにおける
誤差信号Eから発生する。計算は簡便な比例関係で行っ
てもよく、また、比例+積分+微分関数のような他の線
形変換関数を適用するか、又は概念的にはより精巧な処
理を行ってもよい。いずれにしても、誤差信号Eは目標
発電電流又はトルクと計測された発電電流又はトルクと
の間の相違を意味する。ブロック96はこの処理を表し
ている。制御装置の電流フィードバックの本質を強調す
るため、図8は目標電流iから電流検出器94の出力
iを減算して誤差信号Eを発生する減算処理98を示
す。図8に示すように、目標電流iは目標ブレーキト
ルクτからステップ100で計算される。正確に等価
な電流フィードバック作用は、ステップ100で計算さ
れる関数の逆数を電流検出器出力iに与え、その結果を
τから減算して誤差値Eを得ることにより行われる。
これは図示された方法で得られる誤差値Eとは相違する
が、図示された方法で得られる誤差値Eに比例するであ
ろう。本発明の幾つかの実施例では、τに比例定数を
乗じて簡便に目標ブレーキトルクから目標ブレーキ電流
を計算することで十分である。しかし、この方法は
磁気的回路飽和の効果を考慮していない。この磁気的回
路飽和は電流とトルクとの間に非線形的な関係を作りだ
す。また、この方法は電流とトルクとの関係における不
確実性を考慮していない。この不確実性は気温の変化、
ブレーキ材料の特質における通常の変量、寸法、及びあ
る範囲での経年効果により生じる。これらの効果は全て
目標上一定の設計値からのエアーギャップ界磁束密度の
乖離を生じる傾向をう有し、この乖離により、トルクー
電流の比例性が成り立たなくなる結果となる。これらの
要素を補償するため、本発明の幾つかの実施例では、発
電機フレームとロールスタンドアームの間にロードセル
を使用し、かつブレーキトルクの指標として使用するこ
とができる。多くの要素は実際にはかかる計測値を濾過
させ又は平均化させることが必要であろう。従って、そ
れらは単独では十分に速い応答に対しては役立たない。
この問題を解決するため、サンプルトルク値を同時に採
取された計測値と共に照合表の中に収納することがで
き、この照合表を使用して、目標ブレーキ電流iに対
してより正確に目標ブレーキトルクτを変換するか、
又はその代わりに図8には示していないが、目標ブレー
キトルクτから減算して求められる検知(sense
d)トルク値τに検知電流を変換し誤差信号Eを得るよ
うにできる。しかし、本発明は、電流−トルク関係の線
形性及び再現性の欠如を矯正するより簡単な方法を使用
することを提案する。特に、この矯正は磁束密度の計測
に基礎を置いている。図9は、交差−磁化電機子反応の
消磁効果による発電機トルクの典型的な低下を示してお
り、これは当業者には公知である。温度、製作誤差、エ
アーギャップ磁束密度の時間的変化によるトルク−電流
関係の不確実性101の帯域を示している。電機子電流
に対するトルク低下及び概念上の一定エアーギャップ磁
束密度特性からのずれから生じる不確実性帯域が図10
に示されている。電機子のリアクション、温度、製作誤
差、及び経年変化による電機子電流の理想的な値からの
ずれは、エアーギャップの磁束密度Bの知識から決定で
きる。エアーギャップの磁束密度は電機子の鉄芯スロッ
ト内に検出巻線セット(Sense winding
set)で、又はエアーギャップの界面での電機子鉄芯
の表面に載置されたホール効果検出器のような他の手段
で監視できる。例えば、一つ又はそれ以上の電機子相で
巻かれた小型の負荷がかけられていない多数の検出巻線
−又は単一の巻線であっても−磁気的な磁束密度と角速
度との積に比例した出力電圧を発生する。それ故、発生
した電圧出力Vをブレーキ発電機の角速度ωで割ること
により、磁気的な磁束密度に比例した数値を生ずる。こ
の数値と計測された電機子電流とを掛合せるとブレーキ
トルクに比例した数値が得られる。このように、トルク
と電流の間の関係が典型的に非線形であるか、又はドリ
フトがある場合でも、これらの欠点を有しないトルク示
度を安価に得ることができる。このため、図8はトルク
対電流変換ブロック100を示しており、このトルク対
電流変換ブロック100はブレーキー発電機の角速度ω
と磁束検出巻線の出力電圧Vを受入れる。図7の信号ラ
イン102及び104はこれらの入力を表している。磁
束密度アナログ電圧V’を与えるホール効果検出器のよ
うな非速度検出装置を使用してエアーギャップ磁束密度
が得られる場合には、図11に示されたブロック10
0’が使用され、角速度入力は必要とされない。目標ブ
レーキトルクτの計算は目標引張力Tの決定から開
始される。これは、図7の説明文「張力」で表示されて
いるように、通常使用者からの入力である。しかし、多
くの場合ではもっと好都合な既知のパラメーターは張力
ではなくむしろユニット幅当たりの張力である。現に、
入力は明示された数値ではなくむしろウェブ材料の名称
の形態を取ってもよく、それは予め入力されたデータベ
ースを基準にしてユニット幅当たりの張力値に変換され
る。図8のブロック106は、操作員により入力された
そのようなパラメーター及びロールの幅Wから目標張力
を計算する方法を表している。所望のウェブ張力T
から、ウェブがロールに作用すべきロールトルクの目
標値τを決定し又はその逆を行うために、ブロック1
08に示すように、所望の張力をロール半径Rと単に掛
け合わせる。ロール半径は超音波、光学検出器又はフィ
ーラーローラーで直接検出される。(そうでない場合は
ロールの偏心により生じる可能性の有る不正確性を回避
するため、ロール半径Rはウェブがロールを離れる箇所
で計測しなければならない。)しかしながら、必要なこ
とは、図7に示すように、駆動ロール110、ウェブ1
13を駆動するニップロール112及びこれらのロール
の一つに設けられた角度−位置エンコーダーのような形
式のセンサーを有することであり、このセンサーは他の
目的でウェブ速度表示を与えるべく既に設けられている
ものである。従って、半径の値Rは、ブロック114に
示す通り、得られた速度値をブレーキの角速度で単に割
ることで決定される。ロールは幾分偏心していてもよ
い。それにより、各回転ごとに発生するロール半径の変
化はウェブ巻戻しにより生じるロール半径の長周期の変
動に重ね合わされる。これらの変動はトルクに著しく影
響するため、正確に半径を計測することが重要である。
半径を計算するのに使用される電子回路は、通常実時間
で計算するのに必要な早さ以上に早いが、例えばウェブ
の振動及び駆動ロールの滑りによる、ウェブ速度とロー
ルの角速度の計測値に小さな誤差がある。かかる理由に
より、本発明の幾つかの実施例では以前の回転において
観察された偏心率を記録しこれを前方に(介在するウェ
ブの取外しのため適当な補正を付して)与えて実時間的
な半径のより正確な見積り値を割出す。この方法を実現
するものとして、図7はウェブ取外しの補正に使用され
るべき「ウェブ厚さ」の入力を示している。しかし、図
8はブロック114での「フィードフォワード」による
確定を明確に示していない。半径Rが決定される方法と
は関係なく、ブロック108で表される動作の出力τ
は所望のウェブ張力を生じさせるロールトルクを表示す
る。ある適用例では、ロールトルク−即ち、ウェブ張力
とロール半径との積−はブレーキトルクと同じ値でなく
てもよい。特に、ロールトルクはブレーキトルクと慣性
トルクとの和であって、 τ=τ+Jα, であり、ここで、Jはロールの慣性モーメント、αは角
加速度である。角加速度は、ウェブ速度が一定の大きな
値を維持する場合、ロールの〜半径が増加するに従って
ロールの角速度が増加する結果生じるものであるが、通
常は、この角加速度は無視できる。しかし、例えばロー
ルの偏心により生じる慣性トルクへの影響は顕著であ
る。ウェブ速度が正確に一定であると仮定すると、幾ら
かの偏心がある場合はロールは角加速度及び角減速度を
受けるはずである。適当な制御をしない場合はこれは問
題とはならず、加速度及び減速度は、大きなロール慣性
のない場合にロールの偏心率が生じさせる加速度及び減
速度より小さく、ウェブ張力及び多分ウェブ速度は不具
合な周期的振動を受ける結果となる。そこで、張力がか
かる偏心にも拘わらず一定値を維持することが必要な場
合には、補償されなければならず、このことがブロック
115で表される動作を設けた理由である。このブロッ
クの動作は目標ロールトルクτから慣性トルクJαを
減じて目標ブレーキトルクτを与える。角速度ωをそ
の直ぐ前方で微分116することにより、慣性トルクJ
αを計算するのに必要な角加速度αが求まる。慣性モー
メントJはRの関数であって、 J(R)=(1/2)πρW(R−Rc), ここで、ρは質量密度、Wはロールの幅、Rcはロール
の芯棒の半径である。操作員は通常ロール幅Wを明確に
入力しかつ、当初の質量Mg、当初の直径Di、その半
分である当初の半径Ri及び芯棒の直径Dc、その半分
である芯棒の半径Rcを入力することにより密度ρを入
力する。該当初の質量Mgは、 Mg=πρW(Ri−Rc), で与えられる。この式から、質量密度は容易に求められ
て、 となる。ブロック117及び118はこれらの計算を行
う。実用的には、前式においてRcを省略することによ
り僅かな誤差が生じ、かつこの実用式は芯棒の直径を操
作員が入力する必要性をなくすため採用される。これに
より、運転指令に対する応答動作の説明が完了する。他
の指令に対する応答は殆ど同様である。主な相違点は、
操作員が明確に入力する張力とは異なり時間変化特性を
有する目標張力Tの数値を使用することである。しか
しながら、停止又は緊急停止動作の間に、最低作動速度
を下まわるロール角速度で得られる発電式ブレーキトル
クは、過度の惰行やウェブ材の湾曲なしに完全に停止す
るに必要とされるトルクより少ない。発電モード作動で
は、ブレーキの出力値は不均一に速度と共に減衰し、ウ
ェブの破損による緊急停止の場合に生じ得るようなウェ
ブ張力がなければ、ロールの速度はエキスポネンシャル
曲線状に減衰することが見られるであろう。例えば、図
示の80インチ(約203.2cm)幅及び60インチ
(約152.4cm)直径のロールは、ウェブ張力なく
して、ウェブ破断緊急停止の状態で普通約10秒でゼロ
速度になり、ロールが作動速度にありロール直径が完全
なときに停止指令が発せられるという最悪の場合には、
ウェブ材が約58フィート(約17.4m)湾曲するで
あろう。しかし、幾つかの設備では、停止又は緊急停止
指令に応答して、より強力なブレーキ作用が必要とされ
る。モード切換えスイッチ118(図7)及び電力供給
120が「プラグブレーキ(plug brakin
g)」のために設けられる。このプラグブレーキにおい
て、ブレーキはロールの回転に抗するモーターとして作
用し、かつ同期して整流器がインバーターとして作用す
ることにより、極めて低いロール速度でもブレーキトル
クを発生させる。前述の実施例において、プラグブレー
キトルクを適用する場合はロール速度の減衰のエキスポ
ーネンシャル曲線状の末端部を切捨てて、ほんの14フ
ィート(約4.2m)の材料を湾曲させるだけで、ほん
の2.7秒で完全に停止させるようにすることができ
る。上述から、本発明の装置を使用することにより、ロ
ールスタンド周辺の広い範囲で発電式ブレーキの利点を
活用できる可能性が高くなることは明白である。その
上、ブレーキを制御するために電流フィードバックを使
用することにより、ウェブ張力を直接計測する高価な方
法を使用せずに正確で高い応答性を有する張力制御を得
ることが可能である。従って、本発明は顕著な作用効果
をもたらすものであることは明白である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A roll stand (hereinafter referred to as a roll stand) 10 for supporting a roll of the type adopted by the present invention comprises a base 11, which is preferably extended substantially horizontally by an actuator 14. The roll stand arm 12 is supported and the actuator 14 is used to raise and lower the arm 12.
The arm 12 is provided with a bearing block which is provided with the shaft 16 of a retractable core chuck 18 or other core coupling, such as a collet, which engages the core shaft to roll the web material. 22 supports and engages it in a torsional direction. In order for the roll stand 10 to support the roll stand arm 12, the actuator 1
When an actuator such as 4 is used, the arm is usually allowed to pivot downwards when the process is stopped but the roll is not yet ejected, as indicated by the dotted lines in FIGS. As a result, the tail roll remains stationary on the floor and can be removed by rolling. To control the web tension, a brake 26 in the form of a generator driven by roll rotation is used in the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the brake is mounted while retained on the shaft and is supported by the outer protrusion 28 of the mandrel 16 as described in more detail below. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the core rod 1
6 fully supports the brake 26, but the stator of the generator must not rotate, so that the housing of the generator has the shape of the non-rotating arm 30 with which the pin 32 of the arm 12 engages. Are doing Projection 28
The mounting of the brakes eliminates the potential centering problem of having to use complex and expensive flexible couplings. Such a mounting method eliminates the need for an arrangement such as an excessively long axial braking device often found in conventional devices. Thereby, the brake is minimized from projecting into a work path through which a forklift or a transfer machine frequently passes. As shown in FIG. 3, the brake 26 is provided as a generator, the rotor 36 of which has a hollow shaft 38 which opens into a radially extending disc 40. A cylindrical magnet permeable to magnetic field lines, such as cast steel, called "backiro."
n) ”ring 42 extends axially from the outer end of disk 40 and supports permanent magnets 44. A shaft-mounted structure is possible because the recess formed by the hollow shaft 38 receives the protrusion 28 of the core rod. In the illustrated embodiment, the axially outer portion of the hollow shaft forms a radially inwardly sloping surface 46 against which bolts 48 wedge the fixed collet to secure the rotor 36 to the mandrel 16. Stick to it. This is shown in FIG. 3 and is supported by the bearing 51 of the bearing block formed by the roll stand arm 12. The generator stator comprises a stator assembly 52 which forms the outer housing as well as the hub portion 56 of the generator bearing block which carries the bearing 58, which causes the hollow rotor shaft 38 to move to the stator. Supported within. in this way,
The rotor supports the stator and the core rod 16 of the core chuck supports the rotor. As can be seen by simultaneously referring to FIGS. 3 and 4, the stator assembly 5
2 further comprises a bearing block frame portion 60 of the generator into which the core laminate 62 fits. An armature winding 64 surrounds the core stack. The shaft mounting structure of FIGS. 1 to 4 is particularly advantageous in the case of retrofitting, the new brake being mounted on an existing roll stand which was initially constructed in a different manner, but the shaft mounting structure of the invention. Are not limited to arrangements that provide the advantage of eliminating the need for complex couplings. FIG. 5 shows an alternative configuration which envisions a roll stand in which the arm is configured for mounting or replacing a generator brake. In the arrangement of FIG. 5, the rotor 36 'is supported by the core rod 16', like the rotor of the embodiment of FIGS. However, the core rod 16 'of this embodiment does not additionally support the stator assembly 52', but rather the rotor shaft 3
8'is not supported in the stator. Instead, the stator assembly 52 'is supported directly on the arm rather than through the core rod 16', which in this embodiment is mounted on a replaceable bearing cartridge 66 which is provided with a bearing housing for the arm and bolts. It is preferably fixed to the body of the arm by 68. The generator and cartridge are manufactured together in this embodiment, preferably including a retractable core chuck and core rod. By factory-assembling the generator and the cartridge as a unit, the required rotor and stator are centered and the stator is supported separately, so that the bearing for separation corresponding to the bearing 58 in FIG. It is not required for axial positioning of the stator armature and rotor magnets. That is, the rotor of the generator is carried by the arm bearing 51 'of the core rod. In both embodiments, the rotor comprises a permanent magnetic field source located radially outward of the armature winding mounted on the stator. According to the broader teachings of the present invention, such an arrangement is not necessary, but it has certain effects. Permanent magnets simplify the circuit somewhat, reduce copper losses, and constitute a relatively compact magnetic field source.
When this compact magnetic field source is located outside the armature winding, as in the illustrated embodiment, the generator gap is such that the field magnets have the same size as the generator armature winding. The radius is set to be larger than that in the case of being arranged on the inner side in the axial direction. The field-gap area, and hence traction, can be large for a given total stator assembly diameter, axial length, and acceptable copper loss. The traction force is related to the size of the radius, and the torque produced thereby is increased by the larger moment arm as well as the larger traction force. As a result, the armature copper loss and the brake temperature rise that occurs to meet the required torque are reduced. Therefore, this configuration provides a relatively simple installation for a given torque requirement and copper loss constraint. The simplicity of the installation is particularly advantageous when applied to a device designed to mount the tail roll on the floor before the chuck is released. The small generator allows a smaller tail roll to rest on the floor without interfering with the generator housing. Another advantage of the illustrated electric brake is that the maximum size of the stator iron core stack is reduced, reducing the amount of unused material produced by making these parts. Both of these factors significantly reduce the cost of manufacturing the iron core. on the other hand,
This embodiment produces maximum torque with minimum equipment size and copper loss. An alternator system can be used. For example, replacing the field magnet with an electrically conductive rod, a backing ring (back) is inserted in the slot of the rotor stacked.
The rotor of the squirrel cage type induction generator can be formed by installing an iron ring). The effect of using a generator brake is largely due to inexpensive and accurate control. This control is performed by changing the load applied to the output of the generator. The load can be changed by changing the impedance of the load circuit, by pulse width modulation of the generator voltage, or by other mechanical methods known to those skilled in the art. The type of load circuit is not difficult in principle to carry out the invention, an example of which is shown in FIG. This figure shows an armature winding 64 provided with three phases, but the other numbers of those phases are the same as those used in the embodiments of the present invention. FIG. 6 shows winding 64 connected to synchronize and rectify the output before it is applied to ballast resistor R1. The ballast resistor is usually located at a remote location where the dissipated power is transferred to the air or, for example, the fluid to be heated and removed. Of course, there is no reason why it is necessary to rectify the output of the generator before applying it to the stable resistance, but in normal equipment, the power of the generator is converted and supplied to the power line of the plant. Rectifiers are provided as it may be necessary to recover power.
Further, by adding a DC power source and operating the synchronous rectification device as an inverter, the brake acts as a motor and "plug braking".
ing) "mode to enhance roll deceleration in response to a stop or emergency stop command. This mode of operation is described in more detail below. For these reasons, control transistors Q1 to Q6 in parallel with respective freewheeling diodes D1 to D6 are provided to drive high side drive circuits 74, 76 and 78 to low side drive circuits 80, 82 and 84. Control the phase voltage applied to the high and low voltage DC supply rails 70, 72 in response to the signal. These drive circuits are controlled by the rectification control logic 86. The control logic 86 determines the position of the generator rotor φ
Determines when and what side each phase is connected to. The rotor position φ is obtained by the angular position detector 88. The angular position detector 88 may be another conventional encoder, but the angular position can instead simply be inferred from the armature winding signal. The commutation control logic 86 may be of the type commonly used for synchronous rectification, but is preferably of the type capable of controlling the duty cycle to provide a convenient mechanism for changing the generator load. For this reason, FIG. 6 is shown as having a load control signal applied to commutation control logic 86. A method of controlling the generator load will be described. The control device shown in FIGS. 7 to 9 achieves high tension accuracy by closed-loop control, similar to the conventional device. However, unlike conventional devices, the device shown closes the circuit loop by feeding back a quantity that can be measured in an inexpensive manner, namely the load current of the generator. There is no direct relationship between this amount of feedback and web tension, but this device does not allow for quantities measured by other inexpensive methods, such as web speed and magnetic flux density in the generator air gap. It is used to compensate for effects that impede accurate control with load-current feedback. Figure 7
Shows schematically the control device. This control device is provided with an operator control part 89, which inputs commands and various operating parameters for the purpose described below. As shown in FIG. 7, typical commands are "start", "run", "stop", and "emergency stop". These commands are considered convenient for producing different desired web tensions. Only the modes that result from the "run" command, which is normally issued automatically at the end of the starting sequence, are described in detail. The control unit transmits parameters and commands from the user to the processing circuit 90. The processing circuit 90 takes the form of a microprocessor, suitable memory, and peripherals. It also determines the required torque level from the parameters entered by the user and the input values of the various detectors described below.
For conceptual understanding, the brake current controller 92 is shown in a separate block, but is typically implemented in the same microprocessor that performs the torque calculation process 90.
The brake current controller 92 is intended to control the current driven by the synchronous rectifier 68 via the ballast resistor R1. According to the invention, this control can be performed, for example, by the current detector 9
4 based on the feedback of the current indication signal from 4. As described above, the brake current controller 92 can be, for example, a variable impedance, and the variable impedance is controlled in response to the feedback signal and the torque command from the torque calculation circuit 90. However, in the most common example, the brake / generator load current is controlled by changing the duty cycle of synchronous rectification according to the load-current command L. This load current command L is usually generated by the same microprocessor and other circuits that calculate the required torque. FIG. 8 shows a method for calculating an appropriate load-current command L. The load-current command L originates from the error signal E in any of the conventional ways used for this purpose. The calculations may be done in a simple proportional relationship, or other linear transformation functions such as proportional + integral + derivative functions may be applied, or conceptually more sophisticated processing may be performed. In any case, the error signal E means the difference between the target generated current or torque and the measured generated current or torque. Block 96 represents this process. To emphasize the essence of the current feedback of the controller, FIG. 8 shows a subtraction process 98 for subtracting the output i of the current detector 94 from the target current i b to generate the error signal E. As shown in FIG. 8, the target current i b is calculated in step 100 from the target brake torque τ B. The exact equivalent current feedback action is performed by applying the inverse of the function calculated in step 100 to the current detector output i and subtracting the result from τ b to obtain the error value E.
This will be different from the error value E obtained with the illustrated method, but will be proportional to the error value E obtained with the illustrated method. In some embodiments of the invention, it is sufficient to multiply τ b by a proportional constant and simply calculate the target braking current i b from the target braking torque. However, this method does not consider the effect of magnetic circuit saturation. This magnetic circuit saturation creates a non-linear relationship between current and torque. Also, this method does not consider the uncertainty in the relationship between current and torque. This uncertainty is due to changes in temperature,
It is caused by the usual variability in the properties of the brake material, its dimensions, and to a certain extent aging effects. All of these effects tend to cause a deviation of the air gap field magnetic flux density from a target designed value, and this deviation results in the torque-current proportionality not being established. To compensate for these factors, in some embodiments of the invention, a load cell may be used between the generator frame and the roll stand arm and used as an indicator of braking torque. Many factors may actually need to filter or average such measurements. Therefore, they alone do not lend themselves to a sufficiently fast response.
In order to solve this problem, the sample torque value can be stored in a check table together with the measured values taken at the same time, and this check table can be used to more accurately target the target brake current i b . Convert the torque τ b , or
Alternatively, although not shown in FIG. 8, the detection (sense) obtained by subtracting from the target brake torque τ b
d) The error current E can be obtained by converting the detected current into the torque value τ. However, the invention proposes to use a simpler method of correcting the linearity and lack of reproducibility of the current-torque relationship. In particular, this correction is based on the measurement of magnetic flux density. FIG. 9 shows a typical reduction in generator torque due to the demagnetization effect of the cross-magnetization armature reaction, which is known to those skilled in the art. The band of the uncertainty 101 of the torque-current relationship due to temperature, manufacturing error, and temporal change in air gap magnetic flux density is shown. The uncertainty band resulting from the torque decrease with respect to the armature current and the deviation from the conceptually constant air gap magnetic flux density characteristic is shown in FIG.
Is shown in The deviation from the ideal value of the armature current due to armature reaction, temperature, manufacturing error, and aging can be determined from knowledge of the magnetic flux density B of the air gap. The magnetic flux density of the air gap is set by the detection winding set in the iron core slot of the armature (sense winding).
set) or by other means such as a Hall effect detector mounted on the surface of the armature core at the interface of the air gap. For example, a number of small unloaded sensing windings wound in one or more armature phases-or even a single winding-the product of magnetic flux density and angular velocity. Generates an output voltage proportional to. Therefore, dividing the generated voltage output V by the angular velocity ω of the brake generator produces a value proportional to the magnetic flux density. When this value is multiplied by the measured armature current, a value proportional to the brake torque is obtained. Thus, even if the relationship between torque and current is typically non-linear or drifts, torque readings that do not have these drawbacks can be obtained inexpensively. For this reason, FIG. 8 shows the torque-to-current conversion block 100, and this torque-to-current conversion block 100 shows the angular velocity ω of the brake-generator.
And the output voltage V of the magnetic flux detection winding. Signal lines 102 and 104 in FIG. 7 represent these inputs. Magnetic Flux Density If the air gap magnetic flux density is obtained using a non-velocity detector such as a Hall effect detector that provides an analog voltage V ', block 10 shown in FIG.
0'is used and no angular velocity input is required. The calculation of the target braking torque τ b begins with the determination of the target tension force T T. This is an input from a normal user, as indicated by the explanation "tension" in FIG. However, in many cases the more favorable known parameter is tension per unit width rather than tension. Actually,
The input may take the form of a web material name rather than an explicit number, which is converted to a tension value per unit width based on a pre-populated database. Block 106 of FIG. 8 represents a method of calculating the target tension T T from such parameters entered by the operator and the roll width W. Desired web tension T
From T , in order to determine the target value of the roll torque τ T that the web should exert on the roll and vice versa, block 1
The desired tension is simply multiplied by the roll radius R, as shown at 08. The roll radius is detected directly with ultrasonic waves, optical detectors or feeler rollers. (The roll radius R must be measured at the point where the web leaves the roll to avoid inaccuracies that could otherwise be caused by roll eccentricity.) However, what is needed is FIG. As shown, drive roll 110, web 1
It has a nip roll 112 driving 13 and a sensor of the type such as an angle-position encoder provided on one of these rolls, which sensor is already provided to provide a web speed indication for another purpose. There is something. Therefore, the radius value R is determined by simply dividing the resulting velocity value by the angular velocity of the brake, as shown in block 114. The roll may be somewhat eccentric. As a result, the change in the roll radius that occurs with each rotation is superimposed on the change in the long period of the roll radius that occurs due to the web rewinding. Since these fluctuations significantly affect the torque, it is important to measure the radius accurately.
The electronics used to calculate the radius are usually faster than necessary to calculate in real time, but measurements of web speed and roll angular velocity, for example due to web vibration and drive roll slippage. Has a small error. For this reason, some embodiments of the present invention record the eccentricity observed in previous rotations and provide it forward (with appropriate compensation for intervening web removal) in real time. Get a more accurate estimate of the radius. As a realization of this method, FIG. 7 shows the entry of the "web thickness" to be used for web removal compensation. However, FIG. 8 does not explicitly show the “feedforward” confirmation at block 114. Regardless of how the radius R is determined, the output τ T of the operation represented by block 108
Displays the roll torque that produces the desired web tension. In some applications, the roll torque-the product of web tension and roll radius-may not be the same value as the brake torque. In particular, the roll torque is the sum of the brake torque and the inertia torque, and is τ T = τ b + Jα, where J is the roll inertia moment and α is the angular acceleration. Angular acceleration is the result of an increase in roll angular velocity as the roll radius increases, as long as the web velocity remains constant and large, but this angular acceleration is usually negligible. However, for example, the influence on the inertia torque caused by the eccentricity of the roll is significant. Assuming the web velocity is exactly constant, the roll should undergo angular acceleration and deceleration if there is some eccentricity. Without proper control this is not a problem, the accelerations and decelerations are less than the accelerations and decelerations that the roll eccentricity produces in the absence of large roll inertia, and web tension and possibly web speed is a problem. The result is a periodic vibration. Therefore, if it is necessary to maintain a constant value despite the tensioned eccentricity, it must be compensated, which is why the operation represented by block 115 is provided. The operation of this block subtracts the inertia torque Jα from the target roll torque τ T to give the target brake torque τ b . The inertia torque J is calculated by differentiating the angular velocity ω immediately in front of it.
The angular acceleration α required to calculate α is obtained. The moment of inertia J is a function of R, and J (R) = (1/2) πρW (R 4 −Rc 4 ), where ρ is mass density, W is roll width, and Rc is roll core rod. Is the radius of. The operator usually inputs the roll width W clearly and also inputs the initial mass Mg, the initial diameter Di, the half initial radius Ri and the core rod diameter Dc, and the half radius Rc of the core rod. To input the density ρ. The initial mass Mg is given by Mg = πρW (Ri 2 −Rc 2 ), From this equation, the mass density is easily determined, Becomes Blocks 117 and 118 perform these calculations. In practice, omitting Rc in the previous equation causes a small error, and this practical equation is adopted to eliminate the need for the operator to input the diameter of the core rod. This completes the description of the response operation to the operation command. The response to other commands is almost the same. The main difference is
The use of a numerical value of the target tension T T , which has a time-varying characteristic, as opposed to the tension explicitly entered by the operator. However, during a stop or emergency stop operation, the regenerative braking torque obtained at roll angular velocities below the minimum operating speed is less than the torque required to stop completely without excessive coasting or curving of the web material. . In generator mode operation, the brake output decays non-uniformly with speed, and the roll speed decays exponentially in the absence of web tension that can occur in the event of an emergency stop due to web breakage. Will be seen. For example, the illustrated roll of 80 inches (about 203.2 cm) wide and 60 inches (about 152.4 cm) diameter will reach zero speed in a web break emergency stop, usually in about 10 seconds, without web tension. In the worst case where a stop command is issued when is at operating speed and the roll diameter is perfect,
The web material will bend about 58 feet. However, some installations require stronger braking in response to a stop or emergency stop command. The mode selector switch 118 (FIG. 7) and the power supply 120 are “plug brakes”.
g) ”. In this plug brake, the brake acts as a motor against the rotation of the roll, and the rectifier acts as an inverter in synchronism with the brake to generate a brake torque even at an extremely low roll speed. In the example described above, when applying the plug brake torque, the exponential end of the roll velocity decay curve was truncated and only 14 feet of material was bent, resulting in only a small amount of bending. It can be stopped in 2.7 seconds. From the above, it is clear that the use of the device of the present invention increases the possibility of taking advantage of the dynamic braking over a wide area around the roll stand. Moreover, by using current feedback to control the brake, it is possible to obtain an accurate and responsive tension control without using the expensive method of measuring web tension directly. Therefore, it is obvious that the present invention brings about remarkable effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるブレーキが設けられたロールスタ
ンドの側面図である。
FIG. 1 is a side view of a roll stand provided with a brake according to the present invention.

【図2】スタンドのベースとアクチュエーターを取除い
た状態で図1のロールを示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the roll shown in FIG. 1 with a stand base and an actuator removed.

【図3】本発明の実施例のロールスタンドの芯棒に位置
決めされた状態のブレーキの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the brake positioned on the core rod of the roll stand according to the embodiment of the present invention.

【図4】図3の4−4線で切取ったブレーキの部分断面
図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the brake taken along line 4-4 of FIG.

【図5】図3と同様に本発明の他の実施例を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the present invention similar to FIG.

【図6】発電機の負荷回路の図解ダイヤグラムである。FIG. 6 is a schematic diagram of a load circuit of a generator.

【図7】図1ないし図4に示されたブレーキを制御する
ために使用する制御装置のブロックダイヤグラムであ
る。
7 is a block diagram of a controller used to control the brake shown in FIGS.

【図8】制御装置の処理回路で行われる計算を表したブ
ロックダイヤグラムである。
FIG. 8 is a block diagram showing a calculation performed by a processing circuit of the control device.

【図9】発電機トルクと電機子電流の間の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between generator torque and armature current.

【図10】発電機エアーギャップの磁束密度と電機子電
流の間の関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density in the generator air gap and the armature current.

【図11】図8の目標発電機電流を確定する動作の別の
実施例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the operation for determining the target generator current shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロール用スタンド 11 ベース 12 ロ
ールスタンドアーム 14 アクチュエーター 16 芯棒 18 コ
アチャック 22 ロール 24 床 26 ブ
レーキ 28 突出部 30 回転防止アーム 32
ピン 36 ローター 38 中空軸 40 デ
ィスク 44 永久磁石 52 ステーター
10 Roll Stand 11 Base 12 Roll Stand Arm 14 Actuator 16 Core Rod 18 Core Chuck 22 Roll 24 Floor 26 Brake 28 Projection 30 Anti-rotation Arm 32
Pin 36 Rotor 38 Hollow shaft 40 Disc 44 Permanent magnet 52 Stator

───────────────────────────────────────────────────── 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 H02P 15/00 H02P 15/00 H (71)出願人 595154568 359 North Road,Bedfo rd,Massachusetts 01730,United Statesof America─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02P 15/00 H02P 15/00 H (71) Applicant 595154568 359 North Road, Bedford, Massachusetts 01730, United States of America

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロールを保持するロール用スタンドであ
って、 ベースと、 前記ベースに装着されかつアームの軸受ブロックを備え
たロールスタンドアームと、 ロールのコア連結具内で終端しかつ前記アームの軸受ブ
ロック内でロールスタンドアームにより支持される芯棒
と、 永久磁石式発電機と、を備え、 前記永久磁石式発電機が、 発電機軸受ブロックを備えたステーターと、 前記発電機軸受ブロック内で支持された中空のローター
軸を有していて前記ローター軸で前記ステーターを支持
し、かつ前記芯棒を受入れ前記芯棒に固定されていて前
記芯棒で発電機を支持する軸方向に伸長する凹部を形成
するローターと、を備えてなるロール用スタンド。
1. A roll stand for holding rolls, a base, a roll stand arm mounted on the base and having a bearing block for the arm, and a roll stand arm terminating in a core connector of the roll and comprising: A core rod supported by a roll stand arm in the bearing block; and a permanent magnet-type generator, wherein the permanent magnet-type generator includes a stator having a generator bearing block, and a permanent magnet-type generator in the generator bearing block. It has a supported hollow rotor shaft, supports the stator with the rotor shaft, receives the core rod, is fixed to the core rod, and extends in the axial direction to support the generator with the core rod. A roll stand comprising a rotor forming a recess.
【請求項2】 請求項1記載のロール用スタンドであっ
て、 前記ローターが前記ローターの回転に伴ってステーター
内に時間的変動性の磁界を生じる永久磁石を有し、 前記ステーターがローターの回転により生じる時間的変
動性の磁界内に配置された電機子巻線を有していること
を特徴とするロール用スタンド。
2. The roll stand according to claim 1, wherein the rotor has a permanent magnet that generates a time-varying magnetic field in the stator as the rotor rotates, and the stator rotates the rotor. A stand for a roll having an armature winding arranged in a time-varying magnetic field generated by.
【請求項3】 請求項2記載のロール用スタンドであっ
て、前記永久磁石が前記電機子巻線の半径方向外側に配
設されていることを特徴とするロール用スタンド。
3. The roll stand according to claim 2, wherein the permanent magnets are arranged radially outside the armature winding.
【請求項4】 請求項1記載のロール用スタンドであっ
て、前記ロールのコア連結具がコアチャックを備えてい
ることを特徴とするロール用スタンド。
4. The roll stand according to claim 1, wherein the core connector of the roll includes a core chuck.
【請求項5】 ロールを保持するロール用スタンドであ
って、 ベースと、 前記ベースに装着されかつアームの軸受ブロックを備え
たロールスタンドアームと、 ロールのコア連結具内で終端しかつ前記アームの軸受ブ
ロック内で前記ロールスタンドアームにより支持される
芯棒と、 前記アームの軸受ブロックから軸方向に離れて配置され
た永久磁石発電機とを備え、 前記永久磁石発電機が、 前記ロールスタンドアームに装着され支持されているス
テーターと、 前記芯棒で支持されるように前記芯棒に軸方向に堅固に
固定されたローター軸を有するローターと、を備えてな
るロール用スタンド。
5. A roll stand for holding rolls, comprising: a base; a roll stand arm mounted on the base and having a bearing block for the arm; A core rod supported by the roll stand arm in a bearing block; and a permanent magnet generator axially arranged apart from the bearing block of the arm, wherein the permanent magnet generator is attached to the roll stand arm. A roll stand comprising: a stator that is mounted and supported; and a rotor having a rotor shaft that is rigidly fixed to the core rod in the axial direction so as to be supported by the core rod.
【請求項6】 請求項5記載のロール用スタンドであっ
て、 前記ローターが前記ローターの回転に伴ってステーター
内に時間的変動性の磁界を生じる永久磁石を有し、 前記ステーターがローターの回転により生じる時間的変
動性の磁界内に配置された電機子巻線を有していること
を特徴とするロール用スタンド。
6. The roll stand according to claim 5, wherein the rotor has a permanent magnet that generates a time-varying magnetic field in the stator as the rotor rotates, and the stator rotates the rotor. A stand for a roll having an armature winding arranged in a time-varying magnetic field generated by.
【請求項7】 請求項6記載のロール用スタンドであっ
て、 前記永久磁石が前記電機子巻線の半径方向外側に配設さ
れていることを特徴とするロール用スタンド。
7. The roll stand according to claim 6, wherein the permanent magnets are arranged radially outside the armature winding.
【請求項8】 請求項5記載のロール用スタンドであっ
て、前記ロールのコア連結具がコアチャックを備えてい
ることを特徴とするロール用スタンド。
8. The roll stand according to claim 5, wherein the core connecting member of the roll includes a core chuck.
【請求項9】 請求項5記載のロール用スタンドであっ
て、前記ローター軸が、前記芯棒を受入れかつ前記芯棒
に固定されていて、軸方向に剛性のある連結具を与える
軸方向に伸長する凹部を形成することを特徴とするロー
ル用スタンド。
9. A roll stand according to claim 5, wherein said rotor shaft receives said core rod and is fixed to said core rod in an axial direction to provide a connector having axial rigidity. A roll stand characterized by forming an extending recess.
【請求項10】 ウェブ材のロールを回転可能に支持す
るロール用スタンドにおいて使用され、前記ロール用ス
タンドに回転可能に装着されたロールの回転により駆動
される発電機の形態のロール用スタンドに取付けるブレ
ーキを制御する制御装置であって、 発電機により駆動されるように連結されかつ負荷制御信
号を付与することにより可変となる可変負荷と、 発電機が負荷に伝える電流を検出しそれを表示する電流
−検出器出力を発生させる電流検出器と、 前記発電機の角速度とロールの半径との組合せ、発電機
の角速度とウェブ速度との組合せ、及びウェブ速度とロ
ール半径とロール半径を表示する別の検出器の出力との
組合せの内の少なくとも1つの組合せを検出する検出器
回路と、 ウェブ張力を別個に計測することなく前記別の検出器出
力から目標ブレーキトルクを確定し、目標ブレーキトル
クと電流検出器の出力で表示されたブレーキトルクとの
間の差に比例した誤差値を計算する誤差量定回路と、 前記誤差値に応答して誤差値を減少させる方向に負荷を
制御する負荷制御装置と、を備えてなる制御装置。
10. A roll stand used in a roll stand for rotatably supporting a roll of web material and mounted on a roll stand in the form of a generator driven by rotation of a roll rotatably mounted on said roll stand. A control device for controlling a brake, which is connected so as to be driven by a generator and which is variable by applying a load control signal, and a current which the generator transmits to the load is detected and displayed. Current-a detector that produces a detector output, a combination of the angular velocity of the generator and the radius of the roll, a combination of the angular velocity of the generator and the web speed, and another that displays the web velocity, the roll radius and the roll radius. A detector circuit for detecting at least one of the combinations with the detector outputs of the An error amount determination circuit that determines the target brake torque from the output of the generator and calculates an error value proportional to the difference between the target brake torque and the brake torque displayed by the output of the current detector, and a response to the error value. And a load control device that controls the load in a direction to reduce the error value.
【請求項11】 請求項10記載の制御装置であって、 前記発電機が、負荷電流が流れる電機子巻線を有し、 前記検出器回路が磁束密度検出器を有していて、前記電
機子巻線により影響を受ける磁束密度を計測し、そして
前記誤差量定回路が、電流検出器出力に比例した数値
を、磁束密度検出器で計測された磁束密度で目標ブレー
キトルクを割ることにより得られた数値に比例した数値
と比較して誤差数値を計算する、ことを特徴とする制御
装置。
11. The control device according to claim 10, wherein the generator has an armature winding through which a load current flows, and the detector circuit has a magnetic flux density detector. The magnetic flux density affected by the child winding is measured, and the error determination circuit obtains a value proportional to the current detector output by dividing the target brake torque by the magnetic flux density measured by the magnetic flux density detector. A controller that calculates an error numerical value by comparing it with a numerical value that is proportional to the calculated numerical value.
【請求項12】 請求項10記載の制御装置であって、 前記発電機が、負荷電流が流れる電機子巻線を有し、 前記別の検出器が電機子巻線により発生する磁束密度を
計測する磁束密度検出器を有し、そして前記誤差量定回
路が、目標ブレーキトルクに比例した数値と、磁束密度
検出器により計測された磁束密度に電流検出器出力を掛
けた結果に比例した数値とを比較して誤差数値を計算す
ることを特徴とする制御装置。
12. The control device according to claim 10, wherein the generator has an armature winding through which a load current flows, and the another detector measures a magnetic flux density generated by the armature winding. And a value proportional to the target brake torque, and a value proportional to the result of multiplying the magnetic flux density measured by the magnetic flux density detector by the current detector output. A control device characterized by calculating the error numerical value by comparing with.
【請求項13】 請求項10記載の制御装置であって、 前記誤差量定回路が、前記別の検出器からのロール半径
値を決定しかつ目標張力とロール半径値との積に比例し
た目標トルク値を計算することにより目標ブレーキトル
クを決定することを特徴とする制御装置。
13. The control device according to claim 10, wherein the error determination circuit determines a roll radius value from the other detector and is a target proportional to a product of a target tension and a roll radius value. A control device characterized in that a target brake torque is determined by calculating a torque value.
【請求項14】 請求項13記載の制御装置であって、 前記別の検出器がウェブ速度及び発電機角速度を検出
し、そして前記誤差量定回路が、前記検出された角速度
に対する前記検出されたウェブ速度の比に比例した数値
を計算することによりロール半径値を決定することを特
徴とする制御装置。
14. The control device according to claim 13, wherein the another detector detects a web speed and a generator angular velocity, and the error quantifying circuit detects the detected angular velocity with respect to the detected angular velocity. A controller for determining a roll radius value by calculating a numerical value proportional to a ratio of web speeds.
【請求項15】 請求項10記載の制御装置であって、 前記誤差量定回路が、前記別の検出器の出力からロール
の慣性トルクを決定し、目標ロールトルクと慣性トルク
の間の差を計算することにより目標ブレーキトルクを決
定することを特徴とする制御装置。
15. The control device according to claim 10, wherein the error amount determining circuit determines an inertia torque of a roll from an output of the another detector, and calculates a difference between the target roll torque and the inertia torque. A control device characterized in that a target brake torque is determined by calculation.
【請求項16】 請求項10記載の制御装置であって、 前記別の検出器がウェブ速度と発電機角速度を検出し、
そして前記誤差量定回路が、検出された発電機角速度に
対する検出されたウェブ速度に比例した数値計算するこ
とによりロール半径値を決定し、前記検出された発電機
角速度を微分することにより角加速度の数値を決定し、
そしてロール半径と前記決定された角加速度の値からロ
ールの慣性トルクを決定することを特徴とする制御装
置。
16. The control device according to claim 10, wherein the other detector detects a web speed and a generator angular speed,
Then, the error determination circuit determines the roll radius value by performing a numerical calculation proportional to the detected web speed with respect to the detected generator angular velocity, and determines the angular radius of the acceleration by differentiating the detected generator angular velocity. Decide the number,
Then, the control device is characterized in that the inertial torque of the roll is determined from the roll radius and the value of the determined angular acceleration.
【請求項17】 ロール用スタンドに取付けるブレーキ
組立体にして、 アーム軸受ブロックを形成するようにロールスタンドア
ームの本体に装着するための軸受カートリッジと、 ロールのコア連結具内で終端しかつ軸受カートリッジ内
で支持され、前記軸受カートリッジが前記ロールスタン
ドアームに装着されたとき、ロールスタンドアームによ
り支持される芯棒と、 アームの軸受ブロックから軸方向に隔置された永久磁石
式発電機とを備え、前記永久磁石式発電機が、 前記軸受カートリッジがロールスタンドアームに装着さ
れたとき、前記ロールスタンドアームにより前記軸受カ
ートリッジに装着されるステーターと、 前記芯棒により支持されるように前記芯棒に軸方向に堅
く固定されたローター軸を有するローターと、を備えて
いるロール用スタンドに取付けるブレーキ組立体。
17. A bearing cartridge for mounting on a roll stand for mounting on a roll stand arm body to form an arm bearing block, and a bearing cartridge terminating in a roll core connector. A core rod that is supported inside and that is supported by the roll stand arm when the bearing cartridge is mounted on the roll stand arm; and a permanent magnet generator that is axially spaced from the arm bearing block. When the bearing cartridge is mounted on a roll stand arm, the permanent magnet generator includes a stator mounted on the bearing cartridge by the roll stand arm, and a core rod supported by the core rod. A rotor having a rotor shaft that is rigidly fixed in the axial direction. Brake assembly to be attached to the Le stand.
【請求項18】 請求項17記載のロール用スタンドに
取付けるブレーキ組立体にして、 前記ローターは、前記ローターが回転するにつれて前記
ステーターに時間変動する界磁を発生する永久磁石を有
し、 前記ステーターは、前記ローターの回転により生じる時
間変動界磁内に配置された電機子巻線を有していること
を特徴とするロール用スタンドに取付けるブレーキ組立
体。
18. A brake assembly to be mounted on a roll stand according to claim 17, wherein the rotor has a permanent magnet that generates a time-varying field in the stator as the rotor rotates, Has a armature winding arranged in a time-varying field generated by the rotation of the rotor, and is mounted on a roll stand.
【請求項19】 請求項18記載のロール用スタンドに
取付けるブレーキ組立体にして、前記永久磁石が前記電
機子巻線の軸方向外方に配設されていることを特徴とす
るロール用スタンドに取付けるブレーキ組立体。
19. A brake assembly to be mounted on the roll stand according to claim 18, wherein the permanent magnet is arranged axially outward of the armature winding. Brake assembly to install.
【請求項20】 請求項17記載のロール用スタンドに
取付けるブレーキ組立体にして、前記ロールのコア連結
具がコアチャックを備えていることを特徴とするロール
用スタンドに取付けるブレーキ組立体。
20. A brake assembly for mounting to a roll stand according to claim 17, wherein the core connecting member of the roll comprises a core chuck.
【請求項21】 請求項17記載のロール用スタンドに
取付けるブレーキ組立体にして、前記ローター軸が前記
芯棒を受る軸方向に伸長する凹部を形成し、かつ前記凹
部に固定されて軸方向に剛性を有する連結具を提供する
ことを特徴とするロール用スタンドに取付けるブレーキ
組立体。
21. A brake assembly to be mounted on a roll stand according to claim 17, wherein said rotor shaft is formed with a recess extending in the axial direction for receiving said core rod, and fixed to said recess. A brake assembly to be attached to a roll stand, wherein the brake assembly is provided with a rigid connector.
【請求項22】 軸から張出した形態で使用される発電
機であって、 永久磁石式発電機の軸受ブロックを有するステーター
と、 前記永久磁石式発電機の軸受ブロックで支持された中空
のローター軸を備えていて、前記ローター軸で支持され
かつ前記発電機を支持するように固定された軸を受るべ
く形成された軸方向に伸長する凹部を形成するローター
と、を備えてなる発電機。
22. A generator used in a form extended from a shaft, the stator having a bearing block of a permanent magnet type generator, and a hollow rotor shaft supported by the bearing block of the permanent magnet type generator. And a rotor forming an axially extending recess formed to receive a shaft supported by the rotor shaft and fixed to support the generator.
【請求項23】 請求項22記載の発電機であって、 前記ローターは、前記ローターが回転するにつれて前記
ステーターに時間変動する界磁を発生する永久磁石を有
し、 前記ステーターは、前記ローターの回転により生じる時
間変動界磁内に配置された電機子巻線を有していること
を特徴とする発電機。
23. The generator according to claim 22, wherein the rotor includes a permanent magnet that generates a time-varying magnetic field in the stator as the rotor rotates, and the stator includes a permanent magnet of the rotor. A generator having armature windings arranged in a time-varying field generated by rotation.
【請求項24】 請求項23記載の発電機であって、前
記永久磁石が前記電機子巻線の軸方向外方に配設されて
いることを特徴とする発電機。
24. The generator according to claim 23, wherein the permanent magnet is arranged axially outward of the armature winding.
【請求項25】 電機子電流を伝導する電機子巻線を備
えた発電機又はモーターの目標トルクを達成する方法に
して、 前記電機子巻線により発生した磁束密度を計測すること
と、 電機子電流を計測することと、 目標トルクと、計測された磁束密度並びに計測された電
機子電流の積に比例した数値との差に比例した誤差値を
計算することと、 前記誤差値を低減するように電機子電流を制御すること
と、を備えた方法。
25. A method of achieving a target torque of a generator or a motor comprising an armature winding that conducts an armature current, the method comprising: measuring a magnetic flux density generated by the armature winding; Measuring the current, calculating an error value proportional to the difference between the target torque and a numerical value proportional to the product of the measured magnetic flux density and the measured armature current, and reducing the error value. Controlling the armature current in the method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113148721A (en) * 2021-05-18 2021-07-23 安徽双盈纺织有限公司 Textile winding device capable of preventing cloth from being pulled and cloth pulling prevention method

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