JPS58109351A - Tension controller - Google Patents

Tension controller

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JPS58109351A
JPS58109351A JP56207490A JP20749081A JPS58109351A JP S58109351 A JPS58109351 A JP S58109351A JP 56207490 A JP56207490 A JP 56207490A JP 20749081 A JP20749081 A JP 20749081A JP S58109351 A JPS58109351 A JP S58109351A
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tension
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field magnetic
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Tadashige Furuta
古田 忠重
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B65H23/1888Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling web tension

Abstract

PURPOSE:To efficiently utilize the torque of an electric motor, by controlling the field flux and armature current of the motor as functions of the speed of a line and making the field flux large enough to increase the tension of a strip. CONSTITUTION:It is made possible that the field flux and armature current of a DC motor 3 for driving tension bridle rolls 1 are controlled as functions of the speed (v) of a line. Even if the speed (v) of the line is low, the field flux is made large enough to increase the tension T of a strip 2. According to this constitution, the torque of the motor 3 is very efficiently utilized depending on the speed (v) of the line.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はストリッグ材等の処理材料に所定の張力をかけ
るテンションプライドルロールlK動用直流電動機の張
力制御装置の改良に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a tension control device for a tension pry roll lK driving DC motor that applies a predetermined tension to a processing material such as a string material.

発明の技術的背景 従来、ス) IJッゾ材等の処理材料に所定の圧力をか
けるテンショアプライドルロールの張力制御方法として
は、直流電動機の界磁磁束を固定とし該電動機の電機子
電流を張力基準に比例するよう制御することにょシ、所
望の張力を得るような張力制御方法が採用されている。
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, as a tension control method for a tensile pry roll that applies a predetermined pressure to a processed material such as IJZZO material, the field magnetic flux of a DC motor is fixed and the armature current of the motor is adjusted to the tension. A tension control method is employed to obtain a desired tension by controlling it in proportion to a reference.

かかる方法を式で説明すると次のようになる。This method can be explained using the following formula.

まず、直流電動機においては次の式が成立つ。First, the following equation holds true for a DC motor.

τ=[I  Xφ×!           ・・・(
1)ここで、τ:電動機トルク、Kl :定数。
τ=[I Xφ×! ...(
1) Here, τ: electric motor torque, Kl: constant.

φ:界磁磁束、I:電機子電流。φ: Field magnetic flux, I: Armature current.

また、電動機トルクτは次式にて表わされる。Further, the motor torque τ is expressed by the following equation.

τ=に、XTXd        ・・・(2)ここで
、Tニストリ、ゾ材にかかる張力。
τ=, XTXd... (2) Here, T is the tension applied to the material.

d :テンションプライドルロールのロール径。d: Roll diameter of tension pry roll.

K1 :定数。K1: Constant.

上記(1) S (2)式よシ、張力Tはとなる。According to the above equations (1) and (2), the tension T is as follows.

つぎに、(3)式においてテンションプライドルロール
のロール径dは一定であるので、界磁磁束φを固定をす
ることによシ、ストリップ材にかかる張力丁と電機子電
流Iは比例する。故に、電ロ一 様子電流Iを張力基準に比例させて制御することにより
、所望の張力を得ることができる。
Next, in equation (3), since the roll diameter d of the tension ply roll is constant, by fixing the field magnetic flux φ, the tension force applied to the strip material and the armature current I are proportional. Therefore, a desired tension can be obtained by controlling the electric current I in proportion to the tension reference.

第1図は、この種の従来方式のテンションプライドルロ
ールの張力制御装置の構成を示すものである。図におい
て、1はストリップ材2に所定の張力をかけるためのテ
ンションプライドルロール、3は該ロール1の駆動用直
流電動機、4はストリップ材2の張力基準T1を出力す
る張力基準装置、5はライン加減速時に必要な電動機ト
ルクT2を演算して出力しライン加減速によるストリッ
プ材2の張力変動をなくする加減速補償装置、6は張力
基準装置4と加減速補償装置5の出力’rl 、’r1
を加算する加算器、7は加算器6の出力に対応した大き
さに上記直流電動機3の電機子電流を制御する電機子電
流制御装置を夫々示すものである。
FIG. 1 shows the configuration of a tension control device for a conventional tension pry roll of this type. In the figure, 1 is a tension pry roll for applying a predetermined tension to the strip material 2, 3 is a DC motor for driving the roll 1, 4 is a tension reference device that outputs a tension reference T1 for the strip material 2, and 5 is a line An acceleration/deceleration compensator calculates and outputs the motor torque T2 required during acceleration/deceleration to eliminate tension fluctuations in the strip material 2 due to line acceleration/deceleration; 6 is the output 'rl,' of the tension reference device 4 and the acceleration/deceleration compensator 5; r1
An adder for adding , and an armature current control device 7 for controlling the armature current of the DC motor 3 to a magnitude corresponding to the output of the adder 6 .

かかる構成の張力制御装置においては、界磁磁束を固定
とし電機子電流を張力基準に比例するよう制御すること
で、所望の張力を得るようにしている。
In the tension control device having such a configuration, a desired tension is obtained by fixing the field magnetic flux and controlling the armature current so that it is proportional to the tension reference.

背景技術の問題点 ところで、上述した従来の張力制御装置においては次の
ような問題がある。直流電動機の逆起電力Eは次式にて
表わされる。
Problems with the Background Art The conventional tension control device described above has the following problems. The back electromotive force E of the DC motor is expressed by the following equation.

K=Kl  Xφ×ロ            ・・・
(4)ここで、11:電動機回転数。
K=Kl Xφ×ro...
(4) Here, 11: Motor rotation speed.

Kり :定数。Kri: Constant.

また、テンションプライドルロール1の駆動用直流電動
機30回転数nは次式となる。
Further, the rotation speed n of the DC motor 30 for driving the tension pry roll 1 is expressed by the following equation.

a=ヤ/πd           ・・・(5)ここ
で、ヤニライン速度。
a=Y/πd...(5) Here, Yani line speed.

この(5)式を(4)式に代入すると、E=に、Xφ×
τ7        ・・・(6)この(6)式におい
て、界磁磁束φ固定とし、テンションプライドルロール
1のロール径dは一定であるので、(6)式は次式の如
く表わされる。
Substituting this equation (5) into equation (4), we get E=Xφ×
τ7 (6) In this equation (6), the field magnetic flux φ is fixed and the roll diameter d of the tension pry roll 1 is constant, so the equation (6) can be expressed as the following equation.

K=に4 Xν          ・・・(7)こζ
で、K4 =に$ Xφ×」−二定数。
K= to 4 Xν...(7) thisζ
Then, K4 = $Xφ×''-two constants.

πd そして、直流電動機3の逆起電力EFi(7)式かられ
かるようにライン速度豐に比例し、ライン速度!が最大
ライン速度−1Xとなった時に逆起電力Eは最大の値−
1!となる。このこと社、ライン速度!が最大ライン速
ttt v−、、よシも低い状態においては、電動機ト
ルクを有効に利用していないことを示している。すなわ
ち、電動機が可能な限シの最大トルクを出し得るのは、
ライン速度τが最大ライン速度vmaxとなった時のみ
である。
πd And, as can be seen from equation (7), the back electromotive force EFi of the DC motor 3 is proportional to the line speed, and the line speed! When becomes the maximum line speed -1X, the back electromotive force E has the maximum value -
1! becomes. This company, line speed! This shows that the electric motor torque is not effectively utilized when the maximum line speed ttt v- is very low. In other words, the maximum torque that an electric motor can produce is:
This is only when the line speed τ reaches the maximum line speed vmax.

発明の目的 本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的はライン速度に応じて電動機トルクを有効的に利
用することができる張力制御装置を提供することにめる
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a tension control device that can effectively utilize motor torque in accordance with line speed.

発明の概要 上記目的を達成するために本発明では、ストリップ材等
の処理材料に所定の張力をかけるテンションプライドル
ロールを駆動する直流電動機の界磁磁束および電機子電
流をライン速度の関数として制御し、ライン速度が低い
場合にも界磁磁束を大きくとつてストリップ材への張力
、を増すことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention controls the field magnetic flux and armature current of a DC motor that drives a tension pry roll that applies a predetermined tension to a processing material such as a strip material as a function of line speed. , even when the line speed is low, the field magnetic flux is increased to increase the tension on the strip material.

発明の実施例 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。Examples of the invention An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described below.

第2図は、本発明による張力制御装置の構成例をプロ、
り的に示したもので、第1図と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここで祉異なる部分について
のみ述べる。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the tension control device according to the present invention.
The parts that are the same as those in FIG.

図において、11はライン速度τ、前記テン可能な界磁
磁束基準φ8を演算する界磁磁束基準演算回路、12は
この界磁磁束基準演算回路11の出力φ工に対しその上
限を最大界磁磁束φwaxでリミ、トシて出力するリミ
ッタ−,13はこのリミッタ−12の出力φに対応した
大きさに上記直流電動機3の界磁磁束を制御する界磁電
流制御装置である。一方、14は上記IJ ミ、ター1
2の出力φを最大界磁磁束’m&Xで割算して出力する
第1の割算器、15および16は夫々上記張力基準装置
4おiび加減速補償装置5からの出力丁!およびT茸を
、上記第1の割算器14の出力KlKで各別に割算する
第2および第3の割算器で、こ0jl12および第3の
割算器15および16の各出力を前記加算器σへ夫夫人
力する。
In the figure, 11 is a field flux reference calculation circuit that calculates the line speed τ and the possible field flux reference φ8, and 12 is a field flux reference calculation circuit that calculates the upper limit of the output φ of the field flux reference calculation circuit 11 to the maximum field The limiter 13 which limits and outputs the magnetic flux φwax is a field current control device that controls the field magnetic flux of the DC motor 3 to a magnitude corresponding to the output φ of the limiter 12. On the other hand, 14 is the above IJ mi, ter 1
A first divider 15 and 16 which divides the output φ of 2 by the maximum field magnetic flux 'm&X and outputs the result are the outputs from the tension reference device 4i and the acceleration/deceleration compensator 5, respectively. and T mushroom respectively by the output KlK of the first divider 14, and the respective outputs of this 0jl12 and the third divider 15 and 16 are divided by the output KlK of the first divider 14, respectively. The husband and wife input power to the adder σ.

かかる如き構成において、界磁磁束基準演算回路11と
リミッタ−12にょシ、次に述べる界磁磁束基準φを演
算する。前記(6)式より次式が戟)立つ。
In such a configuration, the field magnetic flux reference calculation circuit 11 and the limiter 12 calculate the field magnetic flux reference φ, which will be described below. From the above equation (6), the following equation is established.

5  v            ・・・(8)ここで
、K、=Yr、定数。
5 v...(8) Here, K, = Yr, constant.

界磁磁束基準演算回路11において、次式(9)式の演
算を行なう。
The field magnetic flux reference calculation circuit 11 calculates the following equation (9).

つまD、(9)式においては最大逆起電力Em、、tで
直流電動機3は使用゛可能であるので、ライン速度Vよ
シ強め可能な界磁磁束基準φを演算する。
Finally, in Equation (9), the DC motor 3 can be used with the maximum back electromotive force Em, t, so a field magnetic flux reference φ that can be made stronger than the line speed V is calculated.

また、界磁磁束基準演算回路11の出力φをすミツター
12にて、強め可能な直流電動機3の最大界磁磁束輻、
!にてその上限をリミットする。
In addition, the output φ of the field magnetic flux reference calculation circuit 11 is adjusted by the limiter 12 to increase the maximum field magnetic flux of the DC motor 3,
! The upper limit is limited by .

このリミッタ−12の出力φとライン速度τとの関係を
示すと籐3図のようになる。
The relationship between the output φ of the limiter 12 and the line speed τ is shown in Figure 3.

第3図において、ライン速度νl″!!では界磁磁束基
準φは最大界磁磁束φmやとすることができ、ライン速
度ツが” ”” vrnaxまでは最大逆起電力8m1
工とするため、上記(9)式の界磁磁束基準φとなる。
In Fig. 3, at the line speed νl''!!, the field magnetic flux reference φ can be set to the maximum field magnetic flux φm, and the maximum back electromotive force is 8 m1 when the line speed is up to `` '' vrnax.
Therefore, the field magnetic flux reference φ of the above equation (9) is used.

この図かられかるように、ライン速度νが最大ライン速
度−axにおいては界磁磁束φはφ番となる。つtシ、
従来の張力制御装置においては界磁磁束φは固定である
ので、最大ライン速t ’wax tでテンションプラ
イドルロール1の運転を可能にするには界磁磁束φをφ
・にする必要があるが、本構成では従来の張力制御装置
に比べて界磁磁束φを大きくすることができるので、(
1)式かられかるように電動機トルクτを大きくとるこ
とができ、また(3)式かられかるようにストリッグ材
2にかかる張力Tを大きくとることが可能となる。
As can be seen from this figure, when the line speed ν is the maximum line speed −ax, the field magnetic flux φ becomes the number φ. Tsutshi,
In the conventional tension control device, the field magnetic flux φ is fixed, so in order to enable the tension pry roll 1 to operate at the maximum line speed t'wax t, the field magnetic flux φ is changed to φ.
・However, with this configuration, the field magnetic flux φ can be increased compared to the conventional tension control device, so (
As seen from equation (1), it is possible to increase the motor torque τ, and as shown from equation (3), it is possible to increase the tension T applied to the string material 2.

一方、リミッタ−12の出力φが界磁磁束基準となシ、
界磁電流制御装置13によシ界磁磁束φを得ることがで
きる。また、割算器14において次式01式の割算を行
なう。
On the other hand, if the output φ of the limiter 12 is the field magnetic flux reference,
A field magnetic flux φ can be obtained by the field current control device 13. Further, the divider 14 performs division according to the following equation 01.

Kll”’φ/φmax            ”’
αQそして、張力基準装置4の出力であるストリッツ張
力基準T、を、割算器15において割算器14の出力K
llにて割ることにより、界磁磁束φがφ  に比べて
小さくなった分を、電機予電ax 流基準I t−1/’Kl 1倍することによシ一定の
ストリップ材2に対する張力が得られる。また、加減速
補償装置5の出力T!についても、張力基準’rt と
同様に割算器16においてK11Kて割DTs/Ltと
する。さらに、各割算器15.16の出力Ts /Kt
t  + Ts /Kttを加算器6にて加算し、電機
子電流制御装置7は加算器6の出力に対応した大きさに
、電機子電流Iを制御して所望の張力を得ることができ
る。
Kll”'φ/φmax ”'
αQ Then, the stritz tension reference T, which is the output of the tension reference device 4, is divided into the output K of the divider 14 in the divider 15.
By dividing by ll, the field magnetic flux φ is smaller than φ, and by multiplying it by 1, the tension on a constant strip material 2 is can get. Also, the output T! of the acceleration/deceleration compensator 5! Similarly to the tension reference 'rt, K11K is divided by DTs/Lt in the divider 16. Furthermore, the output Ts/Kt of each divider 15.16
The adder 6 adds t + Ts /Ktt, and the armature current control device 7 controls the armature current I to a magnitude corresponding to the output of the adder 6 to obtain a desired tension.

従って、上述したような構成とすればテンションプライ
Pルロール1を駆動する直流電動機3の界磁磁束および
電機子電流を2イン速度豐の関数として制御することが
可能となシ、ライン速度!が低い場合にも界磁磁束を大
きくとってストリップ材2に対する張力Tを増し、かく
してライン速度νに応じて電動機3トルクを極めて有効
的に利用することができる。
Therefore, with the above-described configuration, it is possible to control the field magnetic flux and armature current of the DC motor 3 that drives the tension ply roll 1 as a function of the line speed! Even when the line speed ν is low, the field magnetic flux is increased to increase the tension T on the strip material 2, and thus the torque of the motor 3 can be used very effectively in accordance with the line speed ν.

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、ライン速度に応じて
電動機トルクを有効的に利用することが+きる極めて信
頼性の高い張力制御装置が提供できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, as described in detail, an extremely reliable tension control device that can effectively utilize electric motor torque in accordance with line speed can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の張力制御装置を示す構成図、第2図は本
発明の一実施例を示す構成図、第3図はライン速度と界
磁磁束との関係例を示す図である。 1・・・テンションプライドルロール、2・・・ストリ
ップ材、3・・・直流電動機、4・・・張力基準装置、
5・・・加減速補償装置、6・・・加算器、1・・・電
機子電流制御装置、11・・・界磁磁束基準演算回路、
12・・・リミッタ−,13・・・界磁電流制御装置、
14.15.16・・・割算器。 第1図 第3図
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional tension control device, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between line speed and field magnetic flux. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tension pry roll, 2... Strip material, 3... DC motor, 4... Tension reference device,
5... Acceleration/deceleration compensator, 6... Adder, 1... Armature current control device, 11... Field magnetic flux reference calculation circuit,
12...Limiter, 13...Field current control device,
14.15.16...Divider. Figure 1 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ヌトリ、プ材等の処理材料に所定の張力をかけるテンシ
ョンプライドルロールを躯動する直流電動機と、前記処
理材料の張力基準を出力する張力基準装置と、ライン加
減速時に必要な電動機トルクを演算して出力する加減速
補償装置と、ライン速度、前記テンショアプライドルロ
ールのロール径および前記直流電動機の最大逆起電力を
基に強め可能な界磁磁束基準を演算する界磁磁束基準演
算回路と、この界磁磁束基準演算回路の出力に対しその
上限を最大界磁磁束でリミ、トシて出力するリミッタ−
と、このリミッタ−の出力に対応した大きさに前記直流
電動機の界磁磁束を制御する界磁電流制御装置と、前記
リミッタ−の出力を最大界磁磁束で割算して出力する第
1の割算器と、前記張力基準装置および加減速補償装置
からの出力、を前記第1の割算器の出力で各別に割算す
る第2および第3の割算器と、この第2および第3の割
算器の加算出力に対応した大きさに前記直流電動機の電
機子電流を制御する電機子電流制御装置とを具備したこ
とを%徴とする張力制御装置。
A DC motor drives a tension pry roll that applies a predetermined tension to processing materials such as nuts and plastics, a tension reference device outputs a tension reference for the processing material, and a tension reference device calculates the motor torque required during line acceleration and deceleration. an acceleration/deceleration compensator that outputs an acceleration/deceleration compensator, a field magnetic flux standard calculation circuit that calculates a field magnetic flux standard that can be strengthened based on the line speed, the roll diameter of the tension pry roll, and the maximum back electromotive force of the DC motor; A limiter that limits and sets the upper limit of the output of the field magnetic flux reference calculation circuit by the maximum field magnetic flux.
a field current control device that controls the field magnetic flux of the DC motor to a magnitude corresponding to the output of the limiter; and a first field current controller that divides the output of the limiter by the maximum field magnetic flux and outputs the result. a divider, second and third dividers that separately divide the outputs from the tension reference device and the acceleration/deceleration compensator by the outputs of the first divider; and an armature current control device for controlling the armature current of the DC motor to a magnitude corresponding to the addition output of the divider of No. 3.
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