JPS61269696A - レオナ−ド装置 - 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） 本発明はレオナード装置に係り、特に抄紙機のプレスパ
ートにおいて主モータとヘルパモータの負荷分担を最適
化するのに好適なレオナード装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来から抄紙機のプレスパート等においては、第６図の
システム図に示すような、ロールによる布板の駆動シス
テムが用いられてきた。同図に示すように、布板２の主
ロール４とヘルパロール６゜８によって矢印六方向に駆
動される。主ロール４、ヘルバロール６．８はそれぞれ
主モータ１４、ヘルパモータ１６．１８によって回転さ
せられる。

主ロール４の回転速度は速度検出器１０によって検出さ
れる。

第７図は第６図に示した駆動システムに適用されてきた
従来のレオナード装置の概略構成図である。同図に示す
ように、速度検出器１０で検出された主モータ１４の速
度は速度制御回路２０にフィードバック信号として与え
られる。速度１ｉ１Ｊ　１１１回路２０はこのフィード
バック信号を速度設定器２２に設定された速度基準信号
と突き合せ、サイリスタ装置３０に制御信号を送出する
。サイリスタ装＠３０は主モータ１４、ヘルパモータ１
６゜１８の電機子電圧を制御する。一方、界磁制御ユニ
ット２４．２６．２８はそれぞれ主モータ１４、ヘルパ
モータ１６．１８の界磁を制御する。なお、ヘルパモー
タ１６．１８には負荷増加時の各モータの垂下特性を合
せるべく主回路抵抗４６．４８が挿入されている。一方
、界磁制御ユニット２６゜２８には各モータの負荷分担
を調整すべく調整器３６．３８が設けられている。

かかる構成によれば、１台のモータで駆動する場合、他
のロールのＧＤ２も１本のロールにかかってくるため大
型のモータが必要となってくるのに対して、ヘルパモー
タ１６．１８に分散して負荷を受は持つことができるた
め、個々のモータが小型でよくなるというメリットがあ
る。さらに、布板２との間のスリップも、ヘルパモータ
１６゜１８を使うことにより、駆動接触面を大きくとる
ことができるため、軽減することができるという利点も
ある。さらに、ヘルパモータ１６．１８の界磁を調整器
３６．３８によって変化させることにより、主モータ−
４、ヘルパモータ１６．１８の負荷分担を調整すること
ができる。

ところが、主モータ−４、ヘルパモータ１６゜１８の垂
下特性が合っていないと負荷分担のバランスが変化する
という問題点がある。

主モータ−４、ヘルパモータ１６．１８として用いられ
る直流分巻電動機は一般に負荷が増えると速度が低下す
るという特性を持っている。この垂下特性は第８図に示
す通りである。同図において、横軸は電機子電流Ｉ　、
縦軸はトルクＴ及び角速度ωを示すものである。負荷増
大に伴い角速度ωはＲＩ、だけ低下する。

このため、例えば主モータ−４の特性とヘルパモータ１
６．１８の特性が第９図に示すように、負荷増大時の速
度低下がそれぞれ１０％と５％という具合に異なってい
たとすると、全体の負荷が重くなり電機子電流Ｉ、が増
えてきたとき、すべてのモータは布板２を介して機械的
に結合されているため、速度低下の少ないヘルパモータ
１６゜１８により多くの負荷が集まる。このため、各モ
ータの垂下特性が大きく違っていると特定のモータが過
負荷となり、システムを構成し得ないという問題点が出
てくる。

このような問題点に対処すべくヘルパモータ１６．１８
の電機子に主回路抵抗４６．４８を直列接続する。つま
り、第９図に示すような垂下特性のばらつきに対しては
、ヘルパモータ１６゜１８の主回路に１００％電流で５
％の電圧降下を生ずる主回路抵抗４６．４８を入れてや
れば、ヘルパモータ１６．１８の特性は主モータ１４と
まったく同じとなり、負荷バランスの変化はなくなる。

しかしながら、主モータ１４とヘルパモータ１６．１８
の垂下特性が全く同一特性となることはなく、主回路抵
抗４６．４８の値の算出と製作に時間と費用を必要とす
るという問題点がある。

さらに、ヘルパモータ１６．１８の主回路に挿入した主
回路抵抗４６．４８に電流が流れると熱損失が発生し、
エネル１！−効率の悪化を招くという問題点もある。

（発明の目的）　　− 従って、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し
、主モータとヘルパモータを有する系で、ヘルパモータ
の主回路電流をトランジスタにより制御することによっ
て、主回路抵抗を用いることなく各モータの特性の違い
を補償し、あらゆる負荷条件に対して正確な負荷分担の
設定を可能としたレオナード装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本゛発明は主モータとヘル
パモータを機械的に結合して成る駆動系と、主モータに
対するヘルパモータの負荷分担率を設定する手段と、主
モータ電流に基いて負荷分担率に応じたヘルパモータの
電流基準を発生する演篇手段と、この演算手段の出力信
号に基いてヘルパモータを電流制御する手段とを備えた
レオナード装置を提供するものである。

さらに、本発明は、機械的に連結された主モータとヘル
パモータのそれぞれに並列接続される電流制御手段と、
主モータとヘルパモータの発電ブレーキ電流を検出して
これを各モータの定格電流以下の所定値に制限すべく電
流制御手段を制御する制限手段とを備えたレオナード装
置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るレオナード装置の概略
構成図である。同図に示すように、サイリスタ装置３０
から出力された直流電圧は、電流の立上りを抑え平滑化
するためのりアクドル５０を介して系に供給される。供
給された直流電圧は主モータ１４．ヘルパモータ１６．
１８に与えられる。主モータ１４に対しては、回路切離
し用の接触器５４．電流検出用のシャント抵抗６４を介
して直流電圧が供給される。一方、ヘルパモータ１６．
１８に対しては、接触器５６．５８、シャント抵抗６６
．６８及び主回路電流制御用の１〜ランジスタ装置７６
．７８を介して直流電圧が供給される。各トランジスタ
装置７６．７８はそれぞれ逆直列接続の一対のトランジ
スタと、各トランジスタに対して逆並列に接続された一
対のダイオードとからなっている。この回路構成のトラ
ンジスタ装置７６．７８を設けることによりヘルパモー
タ１６．１８を両方向の電流に対して制御することがで
きるようにしている。

第２図は第１図に示したトランジスタ装置７６用の制御
回路のブロック図である。同図に示ずように、シャント
抵抗６４．６６を介して検出された電流Ａ、Ｂは主回路
と制御回路を絶縁するアイソレータ９４，９６を介して
電流フィードバック信号Ａ’　、Ｂ’　として制御回路
に取り込まれる。

電流フィードバック信号Ａ′は負荷分担の設定信号を発
生する負荷分担設定器６０の出力信号と掛算器７０で乗
算される。この乗算信号は一定以上の信号にリミットを
かけるリミッタ７２を介して減算器８０に与えられ、電
流フィードバック信号Ｂ′と比較され、その差分信号が
ペースドライバ８２に供給される。ペースドライバ８２
は入力された差分信号に応じてチョッパしたベース信号
りを発生し、トランジスタ装置７６に供給する。なお、
トランジスタ装置７８に対しても、同様構成の制御回路
を通じて、ベース信号が供給される。

かかる構成において、次にその作用を説明する。

先ず、主モータ１４の電流に対して、ヘルパモータ１６
に何％の負荷を負わせるかを負荷分担設定器６０に設定
する。主モータ１４の電流Ａはシャント抵抗６４により
検出され、アイソレータ９４を介して電流フィードバッ
ク信号Ａ′　となる。

電流フィードバック信号Ａ′に対しては負荷分担設定器
６０からの負荷分担率が掛算器７０で掛算され、ヘルパ
モータ１６の電流基準が作られる。

リミッタ７２は電流基準がヘルパモータ１６の定格を超
えないように制限する作用を有づる。リミッタ７２を介
して得られた電流基準は、シャント抵抗６６により検出
されたヘルパモータ１６の電流Ｂをアイソレータ９６に
入力して得られた電流フィードバック信号Ｂ′と減算器
８０で比較され、制御信号としてペースドライバ８２に
与えられる。

ペースドライバ８２は制御信号に対応したチョッパ信号
を発生し、トランジスタ装＠７６のベースにベース信号
りとして送出する。

なお、接触器５４，５６．５８は異常電流検出時の開放
用として作用する。

また、トランジスタ装置７６．７８は両方向の電流に対
して制御可能な構成となっているが、これはヘルパモー
タ１６．１８の力行／制動のいずれの場合でも負荷分担
制御を行なうことを可能とするためである。

上述のような制御の結果、ヘルパモータ１６゜１８に対
しては、予め設定された負荷分担設定器の電流が流れる
ため、主モータ１４、ヘルパモータ１６．１８による効
率的な負荷分担が可能となリ、モータの過電流、過負荷
に対しても効果的な保護を行なうことができる。また、
各ヘルパモータ１６．１８の電流が制御されているため
、トータルの負荷を考えてモータ容量をぎりぎりまで小
さくすることができる。

なお、第３図に示すように、各モータに対して、シャン
ト抵抗４２、トランジスタ５２とダイオード６２の逆並
列回路、抵抗器９２の直列回路を並置することにより、
接触器５４．５６．５８の開放時の発電ブレーキ電流を
定格電流に抑え、制動停止時間を短縮することができる
。

つまり、モータ停止操作によって接触器５４゜５６．５
８が開放すると負荷エネルギーにより主モータ１４、ヘ
ルパモータ１６．１８は発電機運転となる。この時、抵
抗器９２にはシャント抵抗。

４２、トランジスタ５２を介して電流が流れるが、この
電流をシャント抵抗４２で検出してトランジスタ５２の
ベース電流制御により定格電流に制御することにより、
各モータを定格電流に抑えつつその停止時間を最大限短
縮することができる。

すなわち、第４図の特性図に示すように、モータの停止
時間はモータの回転速度が低速になる程延びてしまい、
従って抄紙機のドライヤ設備などは停止まで長い時間が
かかつていた。ちなみに、第４図の縦軸はモータ速度Ｎ
と発電ブレーキ電流Ｉ　　横軸は時間ｔを示すものであ
る。つまり、Ｂ１ 従来の構成では、接触器５４，５６．５８をｔ１時点で
開放しても、抵抗器で吸収するエネルギーＰは、モータ
電圧を■、回路抵抗をＲとして■２ Ｐ−□　　　・・・・・・・・・（１）と電圧の２乗で
下ってしまい、従ってモータ速度の低下も低速になれば
なる程、延びてしまう。

これに対して、第３図に示すように、抵抗器に吸収させ
るエネルギーＰを −１２Ｒ と電圧と関係なく電流制御してやれば、第５図に示すよ
うに当然、モータ速度の低下速度は早まる。

上述のような効果を持たせるべく、抵抗器９２を小さな
値に選択し、トランジスタ５２のベース電流制御により
、モータからの発電ブレーキ電流を最大定格に制御して
やることによって、効率良く回転エネルギーを吸収して
モータ停止時間の短縮を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば複数台のモータで１
つの負荷を分担するに当り、予め設定された負荷分担率
に対応して各モータを制御することにより、効率的な負
荷配分とモータの保護を行うことを可能としたレオナー
ド装置を得ることができる。

ざらに、モータの発電ブレーキに電流制御を適用するこ
とによって、モータを過負荷とすることなくその停止時
間を可及的に短縮し、効率的な設備運用を可能とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレオナード装置の概略
構成図、 第２図は第１図に示したトランジスタのベース電流１Ｉ
ｉＩＪ１１１回路のブロック図、第３図は本発明の他の
実施例に係るレオナード装置の部分概略構成図、 第４図、第５図は第３図の構成の作用を説明する特性図
、 第６図は周知の０−ルによる布板の駆動システムのシス
テム図、 第７図は従来のレオナード装置の概略構成図、第８図、
第９図は第７図構成の動作を説明するためのモータの垂
下特性図である。 ２・・・布板、４・・・主ロール、６，８・・・ヘルパ
ロール、１０・・・速度検出器、１４・・・主モータ、
１６゜１８・・・ヘルパモータ、２０・・・速度制御回
路、３０・・・サイリスタ装置、４２・・・シャント抵
抗、５０・・・リアクトル、５２・・・トランジスタ、
５４．５６゜５８・・・接触器、６０・・・負荷分担設
定器、６４゜６６．６８・・・シャント抵抗、７０・・
・掛算器、７６゜７８・・・トランジスタ装置、８０・
・・減算器、８２・・・ペースドライバ、９２・・・抵
抗器。 第６図 Ｉα□ Ｉα− 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主モータとヘルパモータを機械的に結合して成る駆
   動系と、主モータに対するヘルパモータの負荷分担率を
   設定する手段と、主モータ電流に基いて前記負荷分担率
   に応じたヘルパモータの電流基準を発生する演算手段と
   、この演算手段の出力信号に基いて前記ヘルパモータを
   電流制御する手段とを備えたことを特徴とするレオナー
   ド装置。 ２、演算手段はヘルパモータの定格に応じて制限された
   電流基準を発生することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のレオナード装置。 ３、機械的に連結された主モータとヘルパモータのそれ
   ぞれに並列接続される電流制御手段と、主モータとヘル
   パモータの発電ブレーキ電流を検出して、これを各モー
   タの定格電流以下の所定値に制限すべく前記電流制御手
   段を制御する制限手段とを備えたことを特徴とするレオ
   ナード装置。