JPS5820230B2 - 直流電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延機、抄紙機等の巻取機、熱間圧延機のルー
パ等に用いられる直流電動機の速度制御装置に関するも
のである。

従来、この種の装置の構成は第１図に示すように、速度
基準値ＳＲと速度フィードバック値、すなわち電動機速
度値ＳＦが、それぞれ抵抗１および２を介して、演算増
幅器３に加えられ、この演算増幅器３にはこれと並列に
フィトバックインピーダンスとして、抵抗４とコンデン
サ５が直列接続されている。

そして、この演算増幅器３の出力ＳＣはダイオード６と
、リレーコイル７Ａの励磁または非励磁で閉、開するリ
レー接点７の並列回路に出力され、この回路の出力ＳＬ
は抵抗８を介して演算増幅器９に加えられる。

また、電流基準値ＣＲおよび電流フィードバック値ＣＦ
は抵抗１０および１１を介して演算幅器９に印加され、
この演算増幅器９のフィードバックインピーダンスとし
てコンデンサ１２が接続される。

さらに、演算増幅器９の出力側は、サイリスク１３の点
弧時期を制御するゲート制御回路１５に接続されている
。

なお、１４はサイリスク１３により直流電源を供給され
て回転する直流電動機である。

上記構成により演算増幅器３は、速度基準値ＳＲと、速
度フィードバック値ＳＦとの差に比例した積分値を出力
する機能を有し、演算増幅器９は電流フィードバック値
ＣＦと抵抗８を介する入力ＳＬとの和と、電流基準値Ｃ
Ｒとの差の積分値を出力する機能を持っている。

したがって、上記構成によれば、直流電動機１４を運転
するとき速度基準値ＳＲが速度フィードバック値、すな
わち電動機速度値ＳＦより大きく、リレーの接点７が開
路されているときは、ダイオード６により演算増幅器３
の出力はカットオフされている。

したがって、このときは電流基準値ＣＲと等しい電流フ
ィードバック値ＣＦが流れ名。

すなわち、直流電動機１４は電流制御されている。

逆に速度基準値ＳＲが電動機速度ＳＦより小さいときは
、リレーの接点７が開路されていてもダイオード６に順
方向電圧がかかつて導通し、演算増幅器３の出力ＳＣは
演算増幅器９の入力ＳＬとなる。

このときの入力ＳＬは電流基準値ＣＲと逆方向の極性を
もたせているため、直流電動機１４の電流は減少し電動
機速度ＳＦが下り、再び速度基準値ＳＲの方が電動機速
度ＳＦより大きくなり電流制御に復帰する。

この回路を速度制限付電流制御回路（ＳＬＣ回路）と呼
んでいる。

しかしながら、上記従来装置においては次のような不都
合さがある。

たとへは、巻取機に巻取られる鋼板を圧延機と巻取機間
で所望の張力をもたせるために巻取用電動機が電流制御
されているとする。

そして鋼板の尾端が圧延機から抜けると、巻取用電動機
は負荷が軽くなり速度が上昇する。

このとき単純な電流制御系では、速度上昇を押えること
ができず危険、Ｌなるが、上述のＳＬＣ回路では設定さ
れた速度基準値ＳＲを超えると電流を減少させることが
できる。

この状態を第２図について説明すると、鋼板の尾端が時
刻Ｔ１ で圧延機を抜けるまでは速度基準値ＳＲ速度フ
ィードバック値ＳＦであるから第１図のコンデンサ５は
（ト）に充電され演算増幅器３の出力ＳＣは演算増幅器
３出し得る最大（ト）電圧を出している。

鋼板の尾端が抜けるＴ１以后は巻取用電動機の速度が上
昇し時刻Ｔ２で速度基準値ＳＲと、電動機速度値ＳＦが
等しくなり、時刻Ｔ２以后は速度基準値ＳＲより電動機
速度値ＳＦの方が大きくなる。

このとき、コンデンサ５が放電しはじめ時刻Ｔ３で増幅
器３の出力ＳＣは零となる。

時刻Ｔ３以后は出力ＳＣは（ハ）となり、ダイオード６
が導通し演算増幅器９への入力ＳＬが、零から（→にな
って電動機電流ＣＦが少なくなり、電動機速度値ＳＦも
下がりはじめる。

ここで問題となるのは、電動機速度値ＳＦが速度基準値
ＳＲと等しくなる時刻Ｔ２では下がらず、演算増幅器３
の出力ＳＣが零となる時刻Ｔ３まで上昇しつづけること
である。

すなわち、電動機速度値ＳＦを下げる指令はＴ２で出る
べきところ、ΔＴ１遅れてＴ３で出ることになる。

ここでΔＴ１−Ｔ３−Ｔ２である。

この遅れはコンデンサ５が充電されていることによる。

次に、リレーの接点７を閉路して、通常の速度制御とし
て用いるときの問題点を第３図について説明すると、尾
端の自動減速制御や尾端の位置を定位置で停止させる自
動尾端定位置停止制御の精度を上げるためなどの目的で
、速度制限付電流制御回路から速度制御回路に時刻Ｔ４
で切りかえるとき、すなわちダイオード６の両端をリレ
ーの接点７で短絡すると、今までダイオード６でカット
オフされていた演算増幅器３の出力が、演算増幅器９へ
の入力ＳＬとなり、電動機１４の速度が上昇する。

速度基準値ＳＲと電動機速度値ＳＦが等しくなる時刻Ｔ
ｓから演算増幅器３の出力ＳＣは減少しはじめ零となる
時刻Ｔ６以后電動機１４の速度が下がりはじめる。

この場合も上述と同様に速度制御に切りかへたとき速度
が上昇し、速度上昇を押える信号の出るべき時刻Ｔ５に
は出ず、ΔＴ２おくれて時刻Ｔ６ に出ることとなる。

ここでΔＴ２＝ Ｔ６−Ｔ５である。

すなわち制御時刻の遅れが生じるため、巻取時に危険が
伴うなどの欠点があった。

本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、演算増幅器の出力を制御する回路を
設置するこにより、速度制限付電流制御回路での速度上
昇、および速度制御回路へ切換えたときの速度上昇を少
なくして時刻遅れの制御による不具合いをなくする装置
を提供することを目的としている。

以下、本発明の一実施例を第４図について説明すると、
第１図と同一符号は同一または相当部分を示し、演算増
幅器３のフィードバック回路に、従来の構成によるフィ
ードバックインピーダンスである抵抗４およびコンデン
サ５と並列に、ダイオード１６と、リレーの接点１７の
直列回路が接続されている。

なお、リレーの接点１７はリレーコイル１８を励磁すれ
ば閉路し、非励磁では開路するものとする。

前述の従来の回路においては電流制御中はコンデンサ５
が充電されており、ダイオード６でカットオフされ、演
算増幅器９の入力ＳＬが零となっているので、速度上昇
をおさへる信号の出るのが遅れる不具合があったが、こ
れを解消するためには、演算増幅器９の入力ＳＬが零と
なるとき、ダイオード６の入力、すなわち演算増幅器３
の出力も零としておけばよい。

すなわちダイオード１６を第４図に示す極性で接続して
いる。

第５図は第２図に相当する線図であり、本発明によれば
電動機速度値ＳＦが速度基準値ＳＲより小さい通常の電
流制御時でも、演算増幅器３の出力ＳＣはリレーの接点
１７が閉路されている限り、ダイオード１６により常に
零となる。

したがって、電動機速度値ＳＦが速度基準値Ｓはり大き
くなる時刻Ｔ２で演算増幅器３の出力は直ちに零か臼→
極性となり、電動機１４の速度はこれ以上上昇しなくな
る。

すなわち第２図のΔＴ１に相当する時間を零とすること
ができる。

次に第６図は従来の装置による線図第３図に相当する線
図であり、速度制限付電流制御回路から速度制御に時刻
Ｔ４で切換えるときは、リレーの接点７を閉路し、リレ
ーの接点１７を開路すると、演算増幅器３は比例＋積分
動作となるので、速度基準値ＳＲと電動機速度値ＳＦと
の差を零とする制御となり、時刻Ｔ、で速度基準値ＳＲ
と電動機速度値ＳＦは等しくなり、したがって、第３図
のΔＴ２に相当する時間は零となる。

すなわち、速度制限付電流回路とするときはリレーの接
点７を開路し、リレー接点１７を閉路すればよく、速度
制御回路とするときはリレーの接点７を閉路し、リレー
接点１７を開路すればよい。

また、リレーの接点７および１７は、それぞれリレーコ
イル７Ａ。

１８を励磁、非励磁することにより、閉路または開路す
ることができ、この切替タイミングは例えば鋼板巻取制
御時、鋼板尾端が圧延機を抜けた時点など速度制限付電
流制御と速度制御との切換えが必要なタイミングに行え
ばよい。

なお、上記実施例では、巻取電動機を用いた場合につい
て説明したが、速度制限付電流制御回路を用いる種々の
用途の電動機制御において同様の効果を奏する。

以上のように、本発明によれば、速度制限付電流制御回
路および速度制御回路への切換時における望ましくない
速度上昇を押えることができるので、上記制御回路によ
って制御される電動機で移送される材料、たとへは鋼板
や紙の品質を高め、かつまた安全性の高い装置が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の速度制限付電流制御回路の回路図、第２
図は第１図における回路の各部の出力の時間的経過を表
わす線図、第３図は第１図の回路において速度制御に切
換へた時の各部用力の時間的経過を表わす線図、第４図
は本発明の一実施例による速度制限付電流制御回路の回
路図、第５図、および第６図は、第４図における回路の
各部の出力の時間的経過を表わし、それぞれ第２図およ
び第３図に対応した線図である。 ＳＲ：速度基準値、ＳＦ：速度フィードバック値（電動
機速度）、１，２：抵抗、３：演算増幅器、４：抵抗、
５：コンデンサ、６：ダイオード、７：リレー接点、７
Ａ：リレーコイル、ＳＣ：演算増幅器３の出力、８：抵
抗、９：演算増幅器、ＳＬ：演算増幅器９の入力、ＣＲ
：電流基準値、ＣＦ：電流フィードバック値、１０，１
１：抵抗、１２：コンデンサ、１８：サイリスク、１４
：直流電動機、１５：ゲート制御回路、１６：ダイオー
ド、１７：リレー接点、１８：リレーコイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源回路に設けられたサイリスクを介して電流制御
   または速度制御される直流電動機、該直流電動機の電流
   基準値と電流フィードバック値および速度基準値と速度
   フィードバック値をそれぞれ演算増幅しかつ積分して出
   力する電流制御回路と速度制御回路、およびこの速度制
   御回路の出力を速度制限付電流制御または速度制御のい
   づれかへ切換えて上記電流制御回路へ出力する切換回路
   を備えた直流電動機の速度制御装置において、上記速度
   制御回路に並列に、フィードバック順方向のダイオード
   と上記切換回路の作動と逆の開閉作動をする継電器によ
   り構成したフィードバック回路を配設したことを特徴と
   する直流電動機の速度制御装置。