JPS5815421Y2 - 巻取機制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、巻取機制御装置、特に巻取軸駆動巻取機にお
いて巻取径が変化してもはＸ一定張力で巻取る巻取機の
改良した制御装置に関するものである。

従来の制御方式は直接ダンサロールによって張力を検出
して制御するものや、タッチロールなどで巻取径を検出
して制御するもの、電機子電圧および界磁電流を制御す
るもの、又は操作用電動機を回転させ、可変抵抗器を摺
動して巻取径に比例する電流指令で制御するものなどが
あるが、巻取機械系に余分な機構が付加されたり、電気
制御系が複雑になるという欠点と巻取径の検出にタッチ
ロールなどを使用すると巻取材料に直接タッチロールを
接触させてロールの機械的な偏差量を電気量に対応させ
るために巻取材料を損傷させたり、あるいは巻取径が真
円にならない場合など誤差が生じ、精密な巻取径が検出
不能となる欠点があり、更に操作用電動機を回転させ、
可変抵抗器を摺動して巻取径に比例する電流指令で制御
するものは摺動部をもつため、その摺動部の損耗等から
くる装置の保守性・信頼性の向上という面に欠点があっ
た。

本考案の巻取機の制御装置（以下本考案装置と称す）は
、上記様々の欠点を除去するためになされたもので、巻
取軸駆動分巻電動機の回転数と巻取ライン速度の検出で
巻取軸駆動分巻電動機の制御を行うもので、ダンサ−ロ
ールによる張力検出を行わず、かつ直接巻取径を検出せ
ず、巻取径比例信号を得るために操作用電動機などを使
用した機械的機構、又は複雑な回路をもたず更に界磁電
流制御なども行わない改良した巻取機制御装置を提供す
るものである。

本考案装置の特徴は、巻取軸駆動分巻電動機に結合され
た巻取軸回転数検出用回転発電機の出力電圧と、巻取ラ
イン速度に対応した電圧を発生する巻取ライン速度検出
用回転計発電機の出力電圧とで巻取径を演算し、電流指
令として用いることにより、はＸ一定張力に制御するも
のである。

以下、本考案装置の一実施例を第１図につき説明すると
、送出電動機４にて駆動されるローラ１゜１′にて条材
２が所定の条材速度Ｖで送り出され巻取駆動直流分巻電
動機７に減速機２０を介して直結した巻取軸３に嵌合し
た巻芯３′で上記条材２を巻取りつつ、該条材２の巻取
径の変化分を検出しつつ張力制御を行なう巻取機の制御
装置において、上記送出電動機４に直結され、上記条材
２の条材速度Ｖを検出する巻取ライン速度検出用回転発
電機５０発生電圧と上記巻取軸駆動直流分巻電動機７に
直結され、上記巻取軸３０回転数を検出する巻取軸回転
数検出用回転発電機６０発生電圧とを定電流比制御徐算
器８および低電圧優先回路で形成された回転損失補償回
路４にそれぞれ印加せしめ、該定電流比制御除算器８で
条材２の巻取径りを演算し、上記定電流比制御除算器８
からの演算信号と巻芯径設定器１０の設定信号とをリミ
ッタ回路９に付加し、巻芯径における初期張力分を差し
引いた後、巻芯径における初期張力分と巻芯径増大に伴
うトルク分とを加算するべく張力設定器１５の可変抵抗
器１７と連動した可変抵抗器１６を介した上記リミッタ
回路９の出力信号の他、上記可変抵抗器１７０巻芯径に
おける初期張力分に相当する設定信号、固定損失補償設
定器１８の設定信号および上記回転損失補償回路１４の
出力信号をともども加減算回路１９に付加し、該加減算
回路１９で固定損失分を含めた真の張力分を演算し、上
記加減算回路１９の出力信号を電流制御回路１３を介し
て上記巻取軸駆動直流分巻電動機７の駆動電源であるサ
イリスタ変換器１２へ電流指令として加えられ、そして
みかげ上の電機子電流Ｉを直流電流検出器１１で検出し
てフィードバック制御を行う。

本考案装置で何故一定張力制御がおこなえるのか理論的
に説明すると、巻取径りと条材速度Ｖとの関係は次式で
定する。

■＝πＤｎ ・・・・・・・・・（１）Ｖ
二条材速度、Ｄ：巻取径、ｎ：巻取軸駆動直流分巻電動
機の回転数、（１）式から巻取径りの変化分は条材速度
Ｖと巻取軸駆動直流分巻電動機７０回転数ｎの比で定渣
ることは明らかである。

よって巻取ライン速度検出用回転発電機５の発生電圧は
条材速度Ｖに、また巻取軸回転数検出用回転発電機Ｓの
発生電圧は巻取軸駆動直流分巻電動機７の回転数ｎに比
例するから上記両発生電圧を定電流比制御除算器８に印
加せしめることによって巻取径りの変化分を演算するこ
とができる。

他方張力Ｔと条材速度Ｖと巻取軸駆動直流分巻電動機７
の出力との間には次式が成立する。

ＴＶ＝ＥｃＩａ −・”（２）Ｅｃ：巻取軸
駆動直流分巻電動機誘導起電力、Ｉａ：電機子電流 Ｅｃ−＝に〆ｎ ・・・・・・・・・（３）Ｋ
：定数、メ：磁束、ｎ：回転数 （３）式を（２）式に代入し変形すると、■ Ｔ （−） ＝に＄Ｉ ａ −・−＝＜４）（４
）式を（１）式に代入すると、 πＴＤ＝にグＩａ ・・・・・・・・（５）上
記（５）式において巻取軸駆動直流分巻電動機７の磁束
を電圧制御回路（図示していない）で一定に保たれてい
るとすると、巻取径りの変化に対して張力Ｔを一定に保
持するには電機子電流Ｉａを巻取径りに比例するように
制御すればよい。

以上述べてきたように巻取ライン速度検出用回転発電機
５０発生電圧と、巻取軸駆動直流分巻電動機７０回転数
を検出する巻取軸回転数検出用回転発電機６０発生電圧
とを定電流比制御除算器８に印加して巻取径りを演算し
、設定電流比制御除算器８の出力信号を張力設定器１５
、加減算回路１９および電流制御回路１３を介して巻取
軸駆動直流分巻電動機７の駆動電源であるサイリスタ変
換器１２へ電流指令として加え上記巻取軸駆動直流分巻
電動機７の電機子電流Ｉａを制御することによって一定
張力制御を行うことができる。

このように本考案装置は従来のごとくダンサロールなど
による張力検出を用いず、更に巻取径の検出に機械的手
段を使用して行わずに制御するものであるので、制御系
は簡単になりしかも材料を損傷する恐れもなくなる利点
がある。

更に従来の方法では巻取径比が大きなものには良好に適
用し得なかったが、本考案装置によれば軸速度比（巻取
径比と巻取ライン速度比との積）が１００倍程度まで容
易に適用でき、巻取駆動分巻電動機回転数と巻取ライン
速度検出のみで張カ一定はリミッタ回路９に含む可変抵
抗器（図示せず）を調整してゲインを減少させることに
よりテーパ→脹力制御が容易に行え、かつテーパー張力
特性を任意に調整できる。

また定電流比制御除算器を使用するため実用上回路が簡
単となり、即応性の良好なしかも直線性のよい安価な制
御装置を提供できる。

更に巻取機の機械損を巻取ライン速度と軸速度を比較す
ることによって速度比例機械損失補償を安定に制御でき
る利点がある。

しかも操作用電動機にて可変する可変抵抗器をもたない
ため、その可変抵抗器の摺動部の摺動よりくる保守の煩
わしさや、信頼性の欠如がなくなるという利点がある。

また、低電圧優先回路を採用しているため、巻取物の破
断等が生じた場合であっても軸回転が逸走するのを防止
できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例による巻取機の回路構成
図を示す。 ３′・・−・・巻芯、５・・・・・・ライン速度検出用
回転発電機、６・・・・・・巻取軸回転数検出用回転発
電機、７・・・・・・巻取軸駆動分巻電動機、８・・・
・・・定電流比制御除算器、９・・・・・・リミッタ回
路、１０・・・・・・巻芯径設定器、１１・・・・・・
直流電流検出器、１２・・・・・・サイリスタ変換器、
１３・・・・・・電流制御回路、１４・・・・・・回転
損失補償回路、１５・・・・・・張力設定器、１６，１
７・・・・・・可変抵抗器、１８・・・・・・固定損失
補償設定器、１９・・・・・・加減算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 条材の巻取径の変化分を検出して張力制御を行う巻取機
   の制御装置において、巻取ライン速度検出用回転発電機
   ６の発生電圧と巻取軸回転数検出用回転発電機６０発生
   電圧とをそれぞれ定電流比制御除算器８と低電圧優先回
   路で形成した回転損失補償回路１４に印加し、リミッタ
   回路９と張力設定器１５とを介した上記定電流比制御除
   算器８の演算記号と上記回転損失補償回路１４の出力信
   号および固定損失補償設定器１８の設定出力信号とを加
   減算回路１９に付加せしめ、該加減算回路１９の出力信
   号で巻取軸駆動直流分巻電動機７を駆動するサイリスタ
   変換器１２を制御する巻取機制御装置。