JPS5855122A - 巻取機の制御装置 - 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】 本発明は、直流電動機により駆動される中心軸のまわり
に長尺の材料をコイル状に巻取る巻取様で巻取過程を通
じて材料に作用する張力を所望の値に保つため、看取ら
れたコイルの直径を材料の線速度とコイルの角速度との
比として計算し、かつ計算されたコイル直径に関係して
直流電動機の電機子電流および磁束を変更し得る巻取機
の制御装置に関する。

織布、フィルム、線などを巻取る上記のような巻敞機に
おいて、直流電動機の電機子電流および磁束、従ってま
たトルク、を巻取過程を通じて一定に保つことは既に知
られている。この場合、巻取過程を通じて材料に作用す
る張力は双曲線状に変化する。

さらに、直流電動機に供給される電力を一定に保つこと
により、材料に作用する張力を一定に保つことも知られ
ている。この場合、電力の実際値は直流電動機の起電力
と電機子電流との積として求められ得る・また、電力目
標値は所望の張力と材料の線速度との積に応じて定めら
れる（たとえばドイツ連邦共和国特許第２０５７４９２
号明細書参照）。

この場合、直流電動機の起電力はその回転速度と磁束と
の積に比例しているので、たとえば張力を一定に保つた
めの制御が磁界の制御もしくは電機子電流の制御８によ
り行なわれ得る。コイル直径の変化範囲が大きい場合に
は、張力を所望の一定値に保つため、またはコイル直径
に対して所望の関数値に保つため、磁界オＳよび電機子
電流のｙ方の制御がしばしば必要とされる。

本発明の目的は、Ｗ頭ＦＷ？、載した種類の制御装置で
あって、簡坤な仕方で電機子ｔ’！５！および日東制御
のための目標値が、張力目標値と石河７動機の磁界弱め
とを互いに無関係に設定し得ろよ５Ｋ。

形成され得る制御装置を提供することである。このよう
な制御装＠によれば、−万では直ａｔ動機をその電力デ
ータに応じて最適条件で運転し、他方では、それと°ｆ
ｌ無関係に、材料の張力を所望のよ５に正ＮＫ制御する
ことが可能になる。

この目的は、本発明によれば、磁束目標値がフィル直径
の一次関数として、また電機子電流目標値がコイル直径
と磁束目標値との比の関数としてそれぞれ形成されるこ
とにより達成される。このよ５ＫＬ、、て、電機子電流
ＦＡ標値の設定を通じて張力目標値が、また磁束目標値
の設定を通じて磁界弱めがそれぞれ設定され得る。

回路構成を簡単にするため、電機子電流目標値および磁
束１ｉＩ４［値がそれぞれポテンシオメータを介して取
出されており、ポテンシオメータの設定により張力およ
び磁界弱めの設定が行なわれることは有利である。

以下１図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

第１図で、図示されていない供給装置から到来する長尺
の材料１（帯または線）は巻取機２０回転する中心軸の
まわりにコイル状に巻取られる。

巻取機２の中心軸は直流電動機３により駆動される。直
流電動機３の電機子電流；ユとその磁束ψと材料１に作
用する張力２と巻取られたコイルの直径ｄとの間には、
張力モーメン）　ｍｚを介して（ｌｌｍｚ　＝　Ｉａ・
ψ口ｚ　１１　ｄの関係式が成り立つ・従って、張力２
は（２１ｇ−１，・！ で表わされる。ψおよび最、はそれぞれ（３）ψ璽ψ。

十に２・ｆｌｄｌ （４目、−ｋｌ・７ ここに、ｋｌ、に２：比例定数、ψ。：磁束基本値、ｆ
（ｄｌ！フィル直径に関係する磁束変化分（磁界弱め）
に設定される。（２１Ｋ　（４１を代入すれば（５１ｘ
−に１ となる。すなわち、張力２は比例定数に１　　のみＫよ
り設定される・それに対して、コイル直径に関係する磁
界弱めは比例定数に、のみにより設定される。

従って、これらの比例定数により張力および磁界弱めを
それぞれ最も望ましい値に設定することができる。

第２図には、上記の原理を実現するＴ−めの基本回路が
示されている。除算モジ、−ル４で、材料ｌの線速度マ
と電動機３の回転速度（すなわちコイルの角速度）ｎと
の比として、フィルの直径ｄに比例する値が形成される
。差動増＠器１６で、コイル直径ｄとその最小直Ｑｄｒ
１１１ｎ　　との差が形成される。この差からポテンシ
オメータ７により、コイル直径に関係する磁束狡化分Δ
ψ、が設定される。

比例定数に、の設定に応じて、値Δψ、　ｗ−９１２・
ｆ（”　ｍ１ｎ）　Ｋ相当する電圧が得られる・この電
圧に加算モジュールｔで磁束基本値ψ。に比例する電圧
が加算されて、磁束目標値 ｔｐ、　ｗ　ｃｐ。＋　Ｊ　・ｆ　（ｄ−ｄ＋ｎ１ｎ）
が得られる。

フィル直径ｄＫ比例する電圧は除算そジュール５にも与
えられ、そこでコイル直径ｄと磁束＠標値ψ、この比を
表わす電圧が形成される。この電圧はポテンシオメータ
６に与えられ、そこで比例定数に！をかけられる。こう
して ’８１ｋ　−ｋｌ・（− Ｓ で表わされる電機子電流目標値が得られる・こうして、
前記のように、ＩＪ力は比例定数ｋｌのみにより設定さ
れ、また、それとは無関係Ｋ。

フィル直径に関係する磁界弱めは比例定数に！の木によ
り設定され得る０ 第３図に示されている回路では、速度計用発電機８ＶＣ
より材料１の線速度マに比例する電圧が発せられ、除算
モジー−ル４に与えられる６同じ（この除算モジ、−ル
４には、電動機３と連結された速度計用発電機１７によ
り発せられた電圧、すなわち回転速度実際値ｎＫ比例す
る電圧が与えられる。Ｖ対ｎの比として除算モジ、−ル
４で、コイル直径ｄＫ比例する値が形成される。除算モ
ジーール４に含まれている関数発生器は始動の際のコイ
ル直径信号のステ、ブ状変化を防止するのに用いられる
ｏ１イル直径ｄＫ相当するτ圧は除算モジュール５内で
、直流電動機３の磁束目標値ψ、に相当する電圧ｔＣよ
り除算されるので、この除算モジュール５の出力端には
ｆｌｔｖψ、ｆｆ比例する電圧が生ずる。ポテンシオメ
ータ６を介してその比例定数ｋｌの設定に応じて空出さ
れた電機子電流目標値Ｉ。は調節器１０内で電機子電流
実際値１ａと比較され、Ｗ椅子Ｖ流Ｆｉｌ　Ｉ装置１１
を介して直流電動機３の電機子電流を制御するのに用い
られる口巻取開始時に既にコイル直径に関する値を制御
装置に与え得るように、巻取開始時ＶＣは、計算により
求められる値ｄのかわりにポテンシオメータ９により設
定された＊ｄｏが用いられる−　この値ｄＯの電圧は、
材料の線速度および１イルの角速度から実際のフィル直
径の計算が可能になった時点でスイツチＳにより切離さ
れる。このポテンシオメータ９から取出され得る値は巻
取開始時の初期直径に相当する。

差動増幅器１６でコイル直径ｄとその最小直径ｄｍｌ。

どの差が形成される。この差からポテンシオメータ７を
介して、その比例定数に２の設定ＫＥＹじて、フィル直
径に関係する磁界弱め Δ９）、　−に２　”　（ｄ　　’、ｎ１Ｈ）が得られ
る。この磁界弱め△ψ８に加算モジー−ル１５で磁束基
本値ψ。が加算され、その結果得られた磁束目標値ψ５
が、ｌ０ＶＫ制限された上で、調節器１３内で磁束実際
値ψと比較される。その差に関係して、界磁電流１６の
し整装置１２を介して直流電動機３の磁束が制御される
Ｏ界磁電流輸と電動機の磁束ψとの間の非直線関係を考
慮に入れるため、輸とψとの間に必要な関数を持たせる
関数発生器１４が用いられている。

精度を向上するため、破線で示されて（・るよ５に、磁
束ψの実際値は起電力ｅと回転速度ｎとの比として除算
モジー−ル１８でも求められ得る・こうして構成される
磁束制御ループは界１．ｄ電流宙ＩＪ御ループの下位に
おかれる。

前記のように、張力２の設定はポテンシオメータｆ）Ｋ
おける比例定数ｋｌの設定により行なわれる。

破線で示されているように、除算モジ、−ル５の前に関
数発生器１９を追加すれば、張力２を１イル直径ｄＪ”
関係して変更することもで會る・このような張力制御も
村々の用途で必要とされるの

【図面の簡単な説明】

第１図Ｇ丁本発明の原理説明に用いられる図、第２図は
本発明による目標値形成のためのＸ理回路図、第３図は
本発明による制御装置の回路図であるＯ １・・・材料、２・・・巻取機、３・・・直流電動機、
４．５・・・除算モジュール、６．７・・・ポテンシオ
メータ、８・・・速度計発τ機、９・・・ポテンシオメ
ータ、１０・・・調節器、１１・・・電機子電流調整装
置、１２・・・界磁電流！ＩＩＩ装置、１３−Ｆ、Ｑ筒
器、１４・・・関数発生器・１５・・・加算モジ、−ル
、１６・・・差動増幅器、１７・・・速度ｔｔ発電機、
１８・・・除算モジーー／し、量、・・・電機子電流実
際値、′ｉ８．・・・電機子電流目標値・ｉ６”’界磁
電流・ｄ・・・フィル直径、ｎ・・・回転速度、Ｖ・・
・材料の締速Ｉｔｂｘ・・・張力、ψ・・・磁束実際値
、ψ、・・・磁束目標値。 ＦＩＧ　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直流電動機により駆動される中心軸のまわりに長大
   の材料をコイル状に巻取る巻取機で巻取過程を通じて材
   料に作用する張力を所望の値に保まため、巻取られたフ
   ィルの直径を材料の線速度とコイルの角速度との比とし
   て計算し、かつ計算されたコイル直径に関係して直流電
   動機の電機子電流および磁束を変更し得るＩＩＲ機の制
   御装置において、磁束ａｍ値（ψＳ）がコイル直径（１
   ）の−次間数として、また電機子電流＠標値（−１）が
   コイル直径（ｄ）と磁束目標値（ψ、）との比の関数と
   してそ　　。 れぞれ形成されることを特徴とする巻取機の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の壱版様の制御装置にお
   いて、磁束目標値（ψＳ）がコイル直径（ｄ）のみに関
   係していることを特徴とする巻取機の制御装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の巻取機の制御装置にお
   いて、磁束目標値（９，）がコイル直径（ｄ）とその最
   小直径（ｄｍｌｎ）との差に対応する電圧からポテンシ
   オメータ（７）を介して取出された電圧（△ψｓ）　Ｋ
   磁束基本値に対応する電圧（９ｏ）を加算して形成され
   、また電機子電流目標値（ｌ、、）がコイル直径（ｄ）
   と磁束目標値（ψ、）との比に対応する電圧からポテン
   シオメータ（６）を介して取出された電圧として形成さ
   れることを特徴とする巻取機の制御装置・ ４）巻取開始時にはフィル直径（ｄ）のかわりにその所
   与の最小直径（ｄｍｉｎ）が用いられることを特徴とす
   る巻取機の制御装置。