JPS5817053A - リ−ル駆動電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、材料を巻取り、又は巻戻す巻取り　。

機又は巻戻し機を所定の速度で駆動するリール駆動用電
動機の制御装置に関する。

従来、リール駆動用電動機の制御には、巻取り又は巻戻
しされる材料の張力を一定に確保するために、コイル最
小径（コイル内径）と最大径の比を界磁範囲にもたせた
直流電動機を使用する方式が採用されている。すなわち
、一定とすべき材料張力をＦとすると、 Ｆ＝工　　　　　　　　　　　・・・・・・・　（１）
但し、Ｔけ電動機のトルク Ｄはフィル径 となり、又、電動機のトルクＴＫは Ｔ＝Ｋｉ工　　　　　　　　　１０１００１．（匂但し
、Ｋけ定数 玉は界磁磁束 工は電機子電流 なる関係があり電動機の界磁をコイル径に従って調整す
ることによって材料に加わる張力を一定制御するように
したものである。

しかしながら、大型コイルを処理する高速ラインが要求
されている現在では、コイル最小径（コイル内径）と最
大径との比を界磁範囲にもた−せることは、直流電動機
のワク番をいたずらに太きくしてしまい、又界磁用電源
を構成する整流装置の整流上にも難点があった。

この発明は、上記のような不具合に鑑みてなされたもの
であり、電動機の界磁範囲を越える制御が要求さ九るコ
イル径の材料に対しても、一定張力のもとに所定速度で
巻取り、又は巻戻しし得るリール駆動電動機の制御装置
を提供することを目的としている。

第１図は、この発明を適用した場合のリール駆動直流電
動機の主回路電流工、界磁磁束上、電動機回転数Ｎ及び
コイル径りの関係を示している。

ここで、Ｄｏはコイル内径、ＤＭはコイル最大外径、Ｄ
Ｉは電動機定格の最高回転数時におけるコイ／Ｌ／径で
ある。

従来装置では、コイル径がＤＩからＤｏΩ範囲のみ制御
可能であったが、本発明でけＤＭからＤｏの範囲まで可
能にしている。

第１図に示す通り、本発明の制御方式は界磁磁束工を、
コイル径がＤＯからＤＩへ移り変わる闇はコイル径に比
例させ、ＤＩからＤＭへ移り変わる聞は強め界磁で一定
値に制御する。他方主回路電流工はコイル径が加からＤ
Ｉへ移り変わる間は張力設定値に比例した一定値に制御
しており、ＤＩからＤＭへ移り変わる間はコイル径に比
例した値に制御する。

このことは、リール駆動電動機を定出力、即ち電動機主
回路電流と逆起電力の積を一定に制御する原理の延長で
あり、従来のライン速度に電動機逆起電力を比例させ張
力設定値に主回路電流を比例させる制御方式の改良であ
る。

さて、第２図に本発明の一実施例をグロック図で示して
いる。図において、（１）　Ｆｉ巻取られる材料、（２
）はローラ、（３）は材料（１）を巻取る巻取機、（４
）はこの巻取機を駆動するリール駆動電動機、（５）　
Ｉ／′ｉこの電動機の界磁巻線、（６）は材料張力Ｆを
設定する設定器、（７）はテーパ張力設定回路、（８）
、（９）は乗算器、（１０）、（１１）はゲインチェン
ジャ、（１２）　、　（１３）ｄ加算器、（１４）　ｄ
加算器（１２）の出力に応じた電流信号を発生する電流
制御回路、（１５）　＃′ｉこの電流制御回路の発生す
る電流信号に応じた電流を電動機（４）の主回路へ供給
する主回路電源装置、（１６）はこの主回路電源装置か
ら供給される電流を変成し、上記加算器（１２）へフィ
ードバックする変流器、（１７）は増幅器、（１８）は
界磁巻線（５）へ界磁電流を供給する界磁電源装置、（
１９）はこの界磁電源装置から供給される界磁電流を変
成する変流器、（２０）は界磁の磁束飽和特性を模擬し
た関数発生回路、（２１）は電動機（４）に直結され、
電動機（４）の回転数に比例した信号を発生する回転発
電機、（２２）はローラ（２）に直結され、材料（１）
の速度に比例した信号を発生する速度発電機、（２３）
　、　（２４）は判断計算回路、（２５）は回転発電機
（２１）の出力を受け、コイル径を導出する演算回路で
ある。

即ち、電動機（４）の主回路電流（電機子電流）は、電
流制御回路（１４）により制御される主回路電源装置（
１５）により供給される。設定器（６）　ＶＣより設定
された電動機（４）の設定張力は、テーパ張力設定回路
（７）により材料張力に応じた信号に変換され、さらに
、乗算器（８）により後述する判断計算回路（２３）の
発生する信号を乗算され、ゲインチェンジャ（１０）及
び加算器（１２）を介して電流制御回路（１４）に供給
される。電流制御回路（１４）は、ゲインチェンジャ（
１０）及び加算器（１２）を介して供給される信号に従
って主回路電源装置（１５）の出力を制御し、電動機（
４）に所定の出力を供給せしめる。又、主回路電源装置
（１５）の出力は、変流器（１６）により変成され、加
算器（１２）へ７４−ドパンクされている。

他方、電動機（４）の逆起電力は、電動機（４）の界磁
巻線（５）に流れる界磁電流を界磁電源装置（１８）、
増幅器（１７）、ゲインチェンジャ（１１）及び関数発
生回路（２０）により乗算器（９）の出力に応じて制御
されている。関数発生回路（２０）の機能は、界磁電流
と磁束の飽和特性を模擬している。

この発明の最も特徴とするところは、図中に示す判断計
算回路（２３）、（２４）及び演算回路（２５）を設け
た点であり、それぞれ、第３図及び第４図にそれらの詳
細を示している。

先ず、判断計算回路（２３）及び（２４）の機能は、材
料（１）の速度日を検出する速度発電機（２２）及び電
動機（４）の回転数を検出する回転発電機（２１）Ｋよ
り、材料速度（ライン速度）Ｓ及び電動機回転数Ｎを入
力し、定数８Ｒ（ライン最高速度）及びＮＴ（電動機の
定格最高回転数）により判断と計算を行う。

判断条件は、次の２つのケースに分れる。

第１のケース　　ＳＲ，Ｎ１３・ＮＴ　　　・吐・・（
３７第２のケース　　５Ｒ−Ｎ＜８−ＮＴ　　　、・−
・、、、（４）父、判断計算回路（２３）の機能は第１
のケースで７３Ｒ・Ｎ ｔｆ７−７ＮＴを計算して出方し、第２のケースでは１
を出力する。判断計算回路（２４）の機能は、第１のケ
ースでＩ／ｉ１を出力し、第２のケースでは□　　−Ｈ
ｒ を演算し、出力する。

上記判断条件の（３）式、（４）式は次のように変形す
ＳＲ Ｄｔｉ　及び　Ｄ”　ｉ　ＮＴより 第１のケース　　Ｄｌ：４Ｄ　　　　・・・・・・（５
）第２のケース　　Ｄｌ（Ｄ’　　　　・・・川・（６
）となる。

又、演算装置（２５）の機能は、第４図にボすとおり、
回転発電機（２１）からの電動機回転数Ｎを人力し、コ
イル径りを導出する。

Ｄ　＝＝　Ｄｏ−）　２ｈｌ　Ｎ　ｄｔ　　　　　　　
　　・・市・（７）は 但し、Ｄｏｔコイノに内径 りは材料の厚さ 結局、このフィル外径りと設定器（６）の張力設定値Ｆ
及び判断計算回路（２３）の出方を乗算し六値に従って
電動機（４）の主回路電流が制御される。又、演算装置
（２５）＋７）出力（コイル外径Ｄ）と判断計算回路（
２４）の出力を乗算し、た値に従って電動機界磁磁束を
制御している。

すなわち、本発明の制御装置にあっては、主回路電流工
を、コイル径がＤｏがらＤｌへ移り変わる闇は張力設定
値に比例しな一定値に制御し、ＤｒからＤＭへ移り変わ
る間はコイル径に比例した値に制御する。又、界磁磁束
正を、コイル径がＤｏからＤＩへ移り変わる間はコイル
径に比例させ、ＤＩからＤＭへ移り変わる間は強め界°
磁で一定値に制御する。

ここで、第１図のうイル径ＤＩよりＤｏの範囲ではライ
ン最高速度ｓＢで運転を行う走電動機の最高回転数ＮＴ
を越えるため、ライン速度８けＮＴを越えない範囲で運
転を行わねばならない。従って回転発電機（２１）より
ＮＴを検出して速度Ｓの増加を停止さす補助的な機能を
備えておく必要がある。

なお、上記実施例の説明では、材料（１）を巻取る場合
について説明したが、巻戻す場合についても同様である
。

以上のように、この発明によれば材料速度日。

電動機回転数Ｎの信号を受け、これらの信号とライン最
高速度ｓＢ及び電動機の定格最高回転数ＮｔとＳＲ−Ｎ により演算を行い、１あるいはＢ−Ｎｒなる出力を選択
的に発生する第１及び第２の判断計算回路を設け、電動
機の主回路電流指令に第１の判断計算回路の出力を乗算
した値に従って主回路電流を、界磁電流指令に第２の判
断計算回路の出力を乗算した値に従って界磁を制御する
ものとしている。

従って、電動機の制御範囲が拡大でき、従来のものに比
して制御可能なコイル径の範囲を増大することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の主回路電流と磁束の状
態変化を示す特性図、第２図は本発明の一実施例の制御
構成を示すグロック図、第３図は第２図に不す判断計算
回路の詳細を示すグロック図、第４図は第２図の演算装
置の詳細を示すブロック図である。 図において、（１）　＃′ｉ材料、（３）　／／ｉ巻取
機、（４）は電動機、（６）は設定器、（７）はテーパ
張力設定器、（８）、（９）は乗算器、（１４）ｔ／ｉ
電流制御回路、（１５）は主回路電源装置、（１８）は
界磁電源装置、（’２３）、（２４）は判断計算回路、
（２５）は演算装置である。 なお、各図中同一符号は同一あるいけ相当部分を示すも
のとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 材料の張力を一定に保ちつつ、巻取りまたは巻戻される
   材料のコイル径を最大巻径から所定の最小巻径に漸減調
   整するリール駆動電動機の制御装置において、上記電動
   機の回転数Ｎを検出する回転発電機、上記材料の走行速
   度Ｓを検出する速度発電機、この速度発電機及び上記回
   転発電機の出力を受け、これらの出力とライン最高速度
   ８Ｒ及び電動機の定格最高回転数ＩＴにより演算を行な
   い１日！・Ｎ あるいはＢ　８Ｍｙを選択的に出力する第１及び第２の
   判断計算回路、材料張力とコイル径とに応な信号を受け
   、所定の主回路電流指令を導出する張力設定回路、この
   張力設定回路の主回路電流指令と上記第１の判断計算回
   路の出力を乗算する乗算回路、この乗算回路の出力に従
   って上記主回路電流を供給する主回路電源装置、コイル
   径に応じた信号と上記第２の判断計算回路の出力とを乗
   算演算する乗算器、この乗算器の出力に従って上記電動
   機の界磁巻線に界磁電流を供給する界磁電源装置を備え
   たことを特徴とするリール駆動電動機の制御装置。