JPS6012215A - テ−ブルロ−ラ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数組のテーブルローラー←複数のローラーに
より構成される）の搬送制御に係り、特に誘導電動機お
よび可変電圧可変周波数制御装置（以下、「ｖｖｖＦ」
という）を組合せたシステム（以下、「組合せ交流シス
テム」という）で搬送制御するテーブルローラーの制御
装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般にテーブルローラーは圧延機の前面（上流側）およ
び後面（下流側）に配置され、圧延機に対して圧延材料
を噛込ませたり、圧延前、後の材して、圧ｇ機に材料を
噛込ませる速度、材料の尾端が圧延機をぬける速度、圧
延機との連動運転速度等を可変にするために、テーブル
ローラーを駆動する電動機を可変速制御する可変速制御
装置が用いられる。

このような用途に使用される可変速制御装置には、下記
のような特性が要求されることになる。

■　速度制御の範囲が広く、無段階に変速可能であるこ
と。

■　特に熱間圧ｇ機の前後面デープルローラーの場合に
おいて、圧延機に圧延材料か噛込んでいるときに前後面
テーブルローラー上に圧延材料が載っている状態が、圧
延を繰り返すたびに発生する。このような場合には、圧
＃；機の駆動パワーがテーブルローラーの駆動パワーに
比較して大であるため、テーブルローラーの速度が圧延
材料を介して圧延機のロール周速に拘束される。そのた
め、テーブルローラーに機械的に結付している・電動機
の実際の速度（回転数）と、テーブルローラー用可変速
制御装置に与えられている速度基準信号により決る速度
との間に差がある場合には、その電動機に過負荷状態が
発生することになる。このような状態においても、過負
荷状態をすみやかに脱出し、正常運転を持続することが
可能であること。

なお、上記の状態は、異なるテーブルローラーの組の間
に材料がまたがり、各々の速度基準に差がある場合にも
発生する。

このような場合には、従来は複数組のテーブルローラー
を各々直流電動機で駆動し、その可変速制御装置として
直流レオナード（以下、直流電動機と直流レオナードの
組合せを「直流システム」と呼ぶ）が用いられ、上記■
、■の景求を満足している。

しかし、この直流システムをテーブルローラーの搬送制
御に用いる場合には、電動機の数か多くなる（例えば、
鉄鋼の圧延プラントでは数百側に及ぶ）ので、直流′電
動機の保守に多大の労力とコストを要する欠点がある。

そこで近年は、上記の直流システムの欠点を除くために
、ｇｉ’を動機およびその可変速制御装置としてＶＶＶ
Ｆが用いられるようになっている。なお、一般にＶＶＶ
Ｆは、その出力として速度基準信号に見合った出力電圧
Ｍおよび出力周波数（ｆ）を発生し、その比（以下ｒＶ
／ｆ比」という）が与えられる速度基準の全領域に対し
てほぼ一定になるよう制御する０そして、このように制
イ叶された出力゛電圧Ｍおよび出力周波数（ｆ）を導導
′亀動機に印加し、これを可変速制御する。

第１図乃至第３図を参照して、誘導゛ぼ動機の可変速制
御にＶＶＶＦ’を用いた従来装置を説明する。

第１図（ａ）は従来装置の一構成例によって材料が圧延
される様子を説明する図である。圧延材料ｌは圧下装置
２（ロードセル３を備えている）により作動させられる
上ロール４ａと下ロール４ｂに挾まれて圧延される。そ
の際、圧延材料１は圧延機の上流側においては、１組の
テーブルローラー５ａ〜５ｂによって速度ｖ１　で搬送
され、圧延機の下流側においては、１組のテーブルロー
ラー５Ｃ〜５ｄ　およびもう１組のテーブルローラー５
ｅ〜５ｆによって速度■２　で搬送されている。なお、
上ロール４ａと下ロール５ｂの間のギャップは圧下装置
２によって設定され、これによって圧延機周速ＶＭおよ
び搬送速度Ｖ１．Ｖ、が決定される。また、ロードセル
３は圧延材料１が圧延機の上ロール４ａおよび下ロール
４’ｂに噛込まれたときに、どの程度の圧延荷重Ｆが加
えられているかを検出するものである。また、テーブル
ローラーは複数個のローラーからなる組が、複数存在す
るのが通常であ−る。

第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す如く材料を圧延する
従来装置の一構成例のブロック図で、第１図（ａ）と同
一要素は同一符号で示しである。圧延機の上ロール４ａ
および下ロール４ｂは圧延機用駆動電動機６により駆動
され、各々のテーブルローラー５ａ〜５　ｂ　、　５　
ｃ〜５　ｄ　、　５　ｅ〜５　ｆはそれぞれ対応する誘
導電動機７ａ〜７ｂ、７ｃ〜７ｄ、７ｅ〜７ｆ（例えは
、かご形誘４電動機）により駆動される。そして、圧延
機用駆動電動機６は圧延機用可変速制御装置８により速
度が可変制御され（以下、この組合せを［圧＃；機駆動
システム」と呼ぶ）誘２４電動機７ａ〜７ｆはそれぞれ
の組ごとにＶＶＶＦ９ａ　、９ｂ　、９ｃにより速度が
可変制御される。

なお、圧延機用可変制御装置８には圧延機駆動システム
用設定速度基準発生器１０から速度基準信号ＲＥＦ：が
与えられ、ＶＶＶＦ９ａ　、９ｂ　、９ｃにはＶＶＶＦ
用設定連設定速度基準発生器１１、１１　ｂ　、　１１
　ｃから速度基準信号ＲＥＦ２，３．４が与えられる。

〔背景技術の問題点〕

第２図は第１図に示す構成例において、圧延機の周速Ｖ
Ｍ　と圧延材料１の速度Ｖｔ　、　Ｖｔの関係を説明す
るグラフである。なお、横軸には時刻ｔをとり、縦軸に
は速度（５ＰＥＥＤ）をとる。また、Ｔｌは圧延材料１
が圧延機の上ロール４ａと下ロール４ｂとの間に噛込才
れている期間を示し、Ｔｔ　は圧延機およびテーブルロ
ーラーが運転している期間を示している。

第２図に示す如く、圧延機周速ＶＭ　と材料速度Ｖ、、
Ｖ、の間にはＶｔ　＞　ＶＭ　＞　Ｖ□なる関係が成立
する。

そこで、第１図に示す如く圧延機用可変速制御装置８お
よびＶＶ’ＶＦ　９　ａ　、　９　ｂ　、　９　ｃに設
定速度基準信号ＲＩｉＥＦ　１〜ＲＥ、Ｅｉ”　４を与
えて制御しているが、これら設定値と実際の圧延材料の
速度きは必ずしも一致しない。その要因としては、■圧
延機の上。

下ロール４ａ、４ｂのロールの摩耗、テーブルローラー
５ａ〜５ｆの摩耗、■ロールの形状、周速ＶＭ　と速度
Ｖ、、Ｖ！の関係が明確Ｏこ把握しくこくいことによる
誤差（例えば、Ｈ形鋼のカリバーロール圧延において、
ワーキンクロール径の把握を正確に行うのは難しい。ま
た、材料の先進率や後進率の設定を正確に行うのは離し
い。）、等がある。

他方、圧延材料１とテーブルローラー５ａ〜５ｆの関係
においては、特に熱間圧延機による鉄、非鉄金属の圧延
においてスリップが発生しないことがある。その理由は
、誘導電動機７ａ〜７ｆの最大出力トルクが、圧延材料
１０重さとテーブルローラ７５ａ〜５ｆの間の摩擦係数
で決るスリップ開始のトルクより小さいことが多いから
である。

その結果、圧延材料の速度とテーブルローラーの速度は
一致し、かつ圧延機周速■ｙに拘束されることになる。

第３図は、第１図および第２図に示す構成例において、
誘導電動機のスリップ（Ｓ）と出力トルク（τ）の関係
（以下、「Ｓ−τ特性」という）およびスリップ（Ｓ）
と電動機主回路′電流（１）の関係（以下、「Ｓ−■特
性」という）を説明するグラフである。なお、横軸はス
リップ（Ｓ）を示し、縦軸は出力トルク（τ）および主
回路′電流（Ｉ）を示す。

第３図において、Ｓ＝１は誘導１ｉｌｔ１機に所定の周
波数の電力を与えた場合において、誘導電動機が停止し
ているとき、すなわち起動直前の状態である。

１＞８＞０は誘導・区動磯に・電力が供給され、カ行運
転している状態である。

Ｓ；０は誘導電動機が、その極数（Ｐ）および与えられ
る周波数（ｆ）で決まる規定回転数（ｎ８）で回転して
いる状態で、ｎ８＝１２ｏｆ／Ｐ　の関係が成立する０ ０＞Ｓ＞−１は誘導電動機から電力が生じているとき、
すなわち回生運転の状態を示す。

５＝−１はｇｓｎ動機が、規定回転数（ｎｓ）の２倍の
速度で回転している状態である。

また、第３図においてτ１００％、τ２００チは誘導電
動機の出力トルクがそれぞれ１００％、２００％である
ことを示し、５＝８１　は出力トルクが１００％のとき
に対応し、Ｓ”Ｓｔ　は出力トルクが２００％のときに
対応している。さらに、１１ｏｏｓ　、　Ｉ　２００チ
は誘導電動機の出力トルクが、それぞれ１００％。

２００チ発生するのに必要な主回路・電流を示している
Ｏ ところで、上記の如きテーブルローラーの駆動に用いら
れる誘導電動機は、スリップが５ｌ＝（１，０１〜０．
０３　程度のものである。それに対し、実際のスリップ
が０゜２〜０．３０オーダになる場合の主回路電流は、
ｌ１００％のときの５〜６倍の電流となる。

従って、従来の交流システムにおいては、設定速度基準
信号ＲＥＦ２　、　ｇＦ３　、　ｆ’ｌＦ４が谷々のテ
ーブルローラ−５ａ〜５ｆの組の上の圧延材料１の速度
Ｖ、、Ｖ、と一致しないときには、大きな主回路電流が
生じることになる（例えば、速度の差が加チすなわちＳ
　＝　０．２のときには工１００チの数倍になる）。し
かも、このようなシステムにおいては圧延が繰り返して
実行されるため、電動機の規定のＲ，Ｍ、Ｓ値を越えて
過負荷保護が働く。こうして、ある誘導電動機に過負荷
保護が働くと他の電動機の負担が大きくなり、次々に他
−Ｊ電動機からＶＶＶＦが切離され、遂には圧延を継続
できなくなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、テーブル
ローラーの搬送制御に交流システムを採用した場合に、
テーブルローラーを駆動する誘導電動機に過負荷状態か
現れることがなく、安定的にテーブルローラーを搬送制
御することのできるテーブルローラーの制御装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を実現するため本発明は、圧延機のロールの
圧延荷重と、誘４＝亀動機の実際の速度と、外部から与
えられる設定速度基準とにもとづいてテーブルローラー
の組ごとの修正速度基準をめ、これによって４導１動機
を制御するようにしたテーブルローラーの制御装置を提
供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、第４図および第５図を参照して本発明の一実施例
を説明する。第４図は同実施例のブロック図で、第１図
と同一要素は同一符号で示しである。テーブルローラー
５　ａ〜５　ｂ　、　５　ｃ〜５　ｄ　。

５ｅ〜５ｆに対応する誘導電動機７ｂ、７ｃ、７ｅには
速度検出器５１　ａ　、　５１　ｂ　、　５１　ｃが機
械的に結合され、それらの出力ＳＰｓ　、　ＳＰｔ　、
　ＳＰａはそれぞれ修正速度基準発生器５２ａ　、　５
２ｂ　、　５２ｃに与えられる。

才た、ロードセル３で検出された圧延荷重は、ロードリ
レー３１を介してロードリレー出力信号し虫として修正
速度基準発生器５２ａ　、　５２ｂ　、　５２ｃに与え
られる。修正速度基準発生器５２ａ　、　５２ｂ　、　
５２ｃは、それぞれ設定速度基準信号）？ＥＦ　２　、
　ＲＥＦ　３　。

ＲＥＦ　４により定まる誘導電動機７ａ〜７ｆの規定回
転＃（ｎｓ）と実際の材料速度から定まる回転数の差を
検出し、ロードリレー信号Ｌ／ＲがＯＮの間はその回転
数がなくなるように修正速度基準信号ＲＥＦ１２．部Ｆ
’１３　、　ＲＥＦ’１４を演算し、それぞれｖｗＦ　
９　ａ　、　９　ｂ　、　９　ｃに与える。

これによって、例えば圧延機の上流側の誘導電動機７ａ
、７ｂに関し、回転数指令と実際の材料速度■ｌ　（現
実の回転数）に差があっても、圧延機の上、下ロール４
ａ　、４ｂの間に圧延材料１が噛込んだタイミングから
修正速度基準信号ＲＥＦ　１２を実際の材料速度ｖｉ　
に合わせ、過負荷状態をなくして安定な圧延制御を行な
うことができる。

第５図は第４図に示す修正速度基準発生器５２ａのより
詳細な回路図で、第１図および第４図と同一要素は同一
符号で示しである。なお、他の修正速度７７！−準発生
器５２ｂ、５２ｃについても基不構成は同一である。リ
レーアンプ１０１ａは設定速度基準信号ＲＥＦ　２と速
度検出器５１ａの出力ＳＰＩとを比較し、それらに差が
あればリレーＲＹ、をピックアップさせる。リレーＲＹ
、がピックアップすると接点１０１ｂは閉になる。接点
１０１　ｂと直列接続された接点１０１ｃはロードリレ
ー３１の出力によって開閉し、ロードセル３が圧延材料
１を１ｍｌ込んだタイミングでロードオンを検出したと
きに閉になる。リレー１０１ｄは接点１０１　ｂ　、　
１０１　ｃが閉のときにピックアップする。接点１０１
　ｅはリレー１０１ｄがピックアップのとき閉になり、
接点１０１ｆはリレー１０１ｄがピックアップのときに
開となる。

次に、第５図に示す回路の動作を説明する。圧延材料１
が上、下ロール４ａ　、４ｂの間に噛み込まれ、設定速
度基準信号ＲＥＦ　２と速度検出器５１　ａの出力ＳＰ
Ｉの間に差があると１．接点１０１ｂおよび接点１０１
　ｅが閉となる。するとリレー１０１　ｄがピックアッ
プし、その出力接点１０１ｅが閉となり接点１０１　ｆ
が開となる。従って、ＶＶ％’Ｆ９ａに与えられる修正
速度基準信号ＲＥＦ　１２は、設定速度基準信号ＲＥＦ
　２から実際の速度に対応する信号ＳＰＩへ切換る。

上記の結果、ＶＶＶＦ９ａの修正速度基準信号ＲＥＦ１
２は、圧延機の上、下ロール４ａ、４ｂおよび圧延機駆
動システムにより拘束された実際の圧延材料１の速度に
対応することになる。こうして、誘導電動機７ａ、、７
ｂのスリップＳを、Ｓ＝０附近の値とすることができる
ので、これらの過負荷状態の発生を防ぐことができる。

なお、第５図に示す回路はシーケンサ、計算機のソフト
ウェア等によっても実現できる。

〔発明の効果〕

上記の如く本発明によれば、圧延機の圧延荷重、誘４電
＠機の実際の速度および設定速度基準にもとづいてテー
ブルローラーの組ごとの修正速度基準をめ、これによっ
て誘導′亀動機をｏＴ変速制御するようにしたので、圧
延機とテーブルローラーの間、あるいはテーブルローラ
ーと他の速度の異なる装置の間に圧延材料が介在し、圧
延材料の速度でテーブルローラーの速度が拘束される場
合に、その誘４電動機のスリップを最小に抑えることが
できる。これによって、テーブルローラーを駆動する誘
導電動機に過負荷状態が現れることがなく、安定的にテ
ーブルローラーを搬送制御することのできるテーブルロ
ーラーの制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一構成例の概要を説明する図、第２
図は第１図に示す装置の動作を説明するタイムチャート
、第３図は第１図に示す装置のＳ−τ特性お、よびＳ’
−Ｉ特性を説明するグラフ、第４図は本発明の一実施例
のブロック１図、第５図は第４図に示す実施例の要部の
回路図である。 １・・・圧延材料、２・・・圧下装置、３・・・ロード
セル、４ａ　、４ｂ・・・上、下ロール、 ５　ａ〜５　ｂ　、　５　ｃ〜５　ｄ　、　５　ｅ〜５
　ｆ−・テーブルローラー、６・・・圧延機用駆動電動
機、 ７８〜７ｆ・・・誘導電動機、 １０・・・圧延機駆動システム用設定速度基準発生器、
１１ａ〜ｌｌｃ・・・Ｗｗ用膜設定速度基準発生器３１
・・・ロードリレー、５２ａ〜５２ｃ・・・速度検出器
、１０１ａ・・・リレーアンプ、１０１ｄ・・・リレー
。 第１図（α） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ複数のローラーによって構成され、圧延材料を
   上流側から下流側へ搬送する複数組のテーブルローラー
   と、 この上流側のテーブルローラーと下流側のテーブルロー
   ラーの間に設けてなり、前記圧延材料を所定の圧延荷重
   で圧延する圧延ロールと、前記テーブルローラーを駆動
   する板数の誘導電動機と、 前記圧延ロールの圧延荷重を検出する荷重検出器と、 前記複数の誘導電動機のそれぞれの速度を検出する複数
   の速度検出器と、 前記荷重検出器の出力、外部から与えられる設定速度基
   準信号およびそれぞれ対応する前記チーて前記テーブル
   ローラーの組ごとの修正速度基準信号を発生させる装置
   と、 この修正速度基準信号にもとづいて前記テーブルローラ
   ーの組ごとに前記誘導電動機を制御する可変速制御装置
   とを備えるテーブルローラーの制御装置。