KR100848565B1

KR100848565B1 - An open loop winder and a winding method thereof

Info

Publication number: KR100848565B1
Application number: KR1020070032921A
Authority: KR
Inventors: 정기남
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-07-25

Abstract

An open loop winder and a winding method thereof are provided to reduce volume thereof and cost for installation and maintenance thereof without necessitating an installation of an additional tension sensor. An open loop winder and a winding method thereof include a controller(40). The controller includes a power detection unit(41), a standard power determining unit(42), a diameter calculation unit(43), and a frequency determining unit(44). The power detection unit detects power consumed by rotation of the winder by varying frequency. The standard power determining unit determines a standard power based on an output power of a motor and a power loss of the winder. The diameter calculation unit calculates or estimates a diameter of a product wound by the winder by rotating the winder with the standard power. The frequency determining unit determines a target frequency according to the diameter of the product.

Description

An open loop winder and a winding method according to the present invention

도 1은 종래 기술에 따른 장력 센서를 이용한 폐루프 권취 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a closed loop winding system using a tension sensor according to the prior art.

도 2는 도 1에 있어서의 최종 속도 지령을 결정하는 방법을 보인 블록도.FIG. 2 is a block diagram showing a method of determining a final speed command in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템의 구성도.3 is a block diagram of an open loop winding system according to the present invention.

도 4는 도 3의 제어 유닛의 개략적인 구성을 보인 블록도.4 is a block diagram showing a schematic configuration of the control unit of FIG.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****

30: 제어 유닛 31: 권취 유닛30: control unit 31: winding unit

40: 제어 유닛 41: 전력 검출 유닛40: control unit 41: power detection unit

42: 기준 전력 결정 유닛 43: 직경 연산 유닛42: reference power determination unit 43: diameter calculation unit

44: 주파수 결정 유닛44: frequency determination unit

본 발명은 개루프 권취 시스템에 관한 것으로서, 특히 별도의 장력 센서 없이 정출력 제어하여 제품을 안전하게 권취하는 개루프 권취 시스템 및 이에 의한 권취 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an open loop winding system, and more particularly, to an open loop winding system for winding a product safely by constant power control without a separate tension sensor and a winding method thereof.

공장에서 제조되는 많은 제품, 예를 들어 철강, 철선, 섬유, 식품, 제지 등,은 생산 과정 중 최종 단계에서 권취 공정을 거치게 된다. 이러한 권취 공정을 통해 제품을 생산함에 있어서, 일반적으로 연속 라인에 의해 기계가 멈추지 않고 계속해서 제품을 생산한다. 계속해서 권취 공정을 진행하게 되면, 동일한 회전 속도로 권취를 하더라도, 시간이 경과함에 따라 권취 유닛에 권취되는 제품의 직경이 커지게 되고, 직경에 비례하여 선속이 증가하게 된다. 일정한 회전 속도로 운전을 하더라도 직경이 커지고, 선속이 증가하게 되면, 권취 유닛에 권취되는 제품의 품질이 나빠지거나, 제품이 끊어질 수 있고, 전체 시스템의 고장의 원인이 된다. 따라서, 연속 라인에 의한 권취 공정은 일정한 선속 운전을 해야 하고, 일정 선속 운전을 하기 위해서는 권취되는 제품의 직경이 커짐에 따라 회전수를 줄여주어야만 한다.Many products manufactured in factories, such as steel, wire, fiber, food, paper, etc., are wound up at the end of the production process. In producing the product through this winding process, the machine is generally produced continuously without stopping the machine by the continuous line. If the winding process is continued, even if winding at the same rotational speed, as the time passes, the diameter of the product wound on the winding unit increases, and the line speed increases in proportion to the diameter. Even when operating at a constant rotational speed, if the diameter is increased and the ship speed is increased, the quality of the product wound on the winding unit may be deteriorated, the product may be broken, and the entire system may be broken. Therefore, the winding process by the continuous line should be a constant speed operation, and in order to operate a constant speed operation, the number of revolutions should be reduced as the diameter of the product to be wound is increased.

이렇게 다양한 분야에 적용되는 권취기(Winder)는 크게 두 종류로 분류할 수 있다. 하나는 로드셀(Load cell)이나 DANCER와 같은 장력 센서를 이용한 폐루프 권취기(Closed Loop Winder)이고, 다른 하나는 장력 센서 없는 개루프 권취기(Open Loop Winder)이다.Winders applied to various fields can be classified into two types. One is a closed loop winder using a tension sensor such as a load cell or a DANCER, and the other is an open loop winder without a tension sensor.

먼저, 첨부한 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 폐루프 권취기의 동작을 설명한다.First, with reference to the accompanying drawings will be described the operation of the closed loop winding machine according to the prior art.

도 1은 종래 기술에 따른 장력 센서를 이용한 폐루프 권취 시스템의 구성도로서, 이에 보인 바와 같이, 폐루프 권취 시스템은 간단히 권취 유닛(11)과, 전동기와, 인버터와, 제어 유닛과, 장력 센서(10)로 구성된다. 여기서, 장력 센서(10)는 DANCER이나, 로드셀에서도 동일하게 설명될 수 있다.1 is a configuration diagram of a closed loop winding system using a tension sensor according to the related art, and as shown in the drawing, the closed loop winding system is simply a winding unit 11, an electric motor, an inverter, a control unit, and a tension sensor. It consists of (10). Here, the tension sensor 10 may be described in the same manner as the DANCER and the load cell.

인버터 출력 측에 전동기가 연결되고, 전동기에 기어, 벨트 등으로 연결되거나, 혹은 직접 권취 유닛이 연결된다. 인버터가 전동기를 회전시키면 권취 유닛이 회전하여 전단에서 생산되는 제품이 권취 유닛에 감기게 되는 구성이다. 또한, 선속 및 장력을 일정하게 유지하기 위해 권취 유닛의 전단에 장력 센서인 DANCER가 연결된다.An electric motor is connected to the inverter output side, and a motor, a gear, a belt, or the like, or a direct winding unit is connected to the motor. When the inverter rotates the motor, the winding unit rotates so that the product produced at the front end is wound on the winding unit. In addition, the tension sensor DANCER is connected to the front end of the winding unit in order to keep the ship speed and tension constant.

종래 기술에 따른 폐루프 권취 시스템의 동작을 DANCER를 중심으로 살펴보면 다음과 같다. 권취 시스템 전단에서 생산된 제품은 DANCER를 거쳐 권취 유닛에 권취된다. 만약 권취 유닛의 선속보다 높은 회전 속도로 회전하게 되어 제품의 장력이 너무 세면, DANCER의 위치가 기준 위치보다 위로 올라가고, 반대로 권취 유닛의 선속보다 낮은 회전 속도로 회전하게 되어 제품의 장력이 너무 약하게 되면, DANCER의 위치가 기준 위치보다 아래로 내려간다. 선속과 동일한 속도로 회전을 해야 원하는 DANCER의 위치 지령에 DANCER가 위치하고, 일정한 장력으로 제품을 권취할 수 있다. 따라서, 폐루프 궤환 시스템의 인버터(또는 제어 유닛)는 DANCER의 궤환값을 입력받아 DANCER가 정해진 위치에 위치하도록 전동기의 운전 속도를 제어한다.Looking at the operation of the closed loop winding system according to the prior art centered on the DANCER as follows. The product produced at the front of the winding system is wound on the winding unit via DANCER. If the tension of the product is too high because it rotates at a higher rotational speed than the winding speed of the winding unit, the position of DANCER rises above the reference position, and conversely, if the tension of the product becomes too weak because the rotation speed is lower than the speed of the winding unit The position of DANCER is lower than the standard position. Rotation should be done at the same speed as the ship speed so that the DANCER can be positioned at the desired DANCER position command and the product can be wound with a constant tension. Therefore, the inverter (or control unit) of the closed loop feedback system receives the feedback value of the DANCER and controls the operation speed of the motor so that the DANCER is positioned at a predetermined position.

도 2는 도 1에 있어서의 최종 속도 지령을 결정하는 방법을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 자동 DANCER 위치 제어기(20)로부터 출력된 DANCER의 위치와 외부로부터 입력된 선속 지령을 근거로 직경 연산 유닛(21)을 통해 직경을 연산하고, 실제 회전수 목표값 결정 유닛(22)을 거쳐 최종 속도 지령을 하게 된다.FIG. 2 is a block diagram showing a method of determining the final speed command in FIG. 1, and as shown in FIG. 1, based on the position of the DANCER output from the automatic DANCER position controller 20 and the line speed command input from the outside. The diameter is calculated through the diameter calculating unit 21, and the final speed command is given via the actual rotation speed target value determining unit 22.

폐루프 권취기에 의한 방식은 개루프 권취기에 의한 방식보다 정밀하지만, 상기와 같이 로드셀이나 DANCER와 같은 장력 센서가 부가적으로 필요하게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 장력 센서를 사용하면 전체 시스템의 부피가 커지고, 설치 및 유지 보수 등에 있어서 추가 비용이 발생하는 문제점이 있다.The closed loop winding machine is more precise than the open loop winding machine, but as described above, there is a problem in that a tension sensor such as a load cell or a DANCER is additionally required. Accordingly, when the tension sensor is used, there is a problem that the volume of the entire system is increased and additional costs are generated in installation and maintenance.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 본 발명의 목적은 별도의 장력 센서 없이 일정 선속을 유지하여 제품을 안전하게 권취하는 개루프 권취 시스템 및 이에 의한 권취 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention, which was devised to solve the above problems, is to provide an open loop winding system and a winding method by which a product is safely wound by maintaining a constant speed without a separate tension sensor.

상기와 같은 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동기의 출력 전력 및 권취 유닛의 손실 전력을 검출하고, 이를 근거로 정출력 운전을 하여 직경을 연산함과 동시에 목표 운전 주파수를 결정하는 개루프 권취 시스템 및 이에 의한 권취 방법이다.The present invention for achieving the above object, the open-loop winding to detect the output power of the electric motor and the loss power of the winding unit, and to calculate the diameter by performing a constant output operation on the basis of this, System and the winding method thereby.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템은, 회전에 의해 제품을 권취하는 권취 유닛과, 상기 권취 유닛과 연결되고, 상기 권취 유닛을 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 인가하는 인버터와, 운전 주파수를 결정하고, 상기 결정된 운전 주파수를 근거로 상기 인버터를 제어하는 제어 유닛으로 구성된다. 여기서, 상기 제어 유닛은 상기 전동기의 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력을 검출하고, 상기 검출된 전력 값들을 근거로 상기 제품의 직경을 연산하고, 상기 운전 주파수를 결정한다.An open loop winding system according to the present invention for achieving the above object includes a winding unit for winding a product by rotation, an electric motor connected to the winding unit, and driving the winding unit, and a direct current voltage to the electric motor. And an inverter for converting the voltage into an alternating voltage and applying the same, and a control unit for determining an operating frequency and controlling the inverter based on the determined operating frequency. Here, the control unit detects the output power of the motor and the self-loss power of the winding unit, calculates the diameter of the product based on the detected power values, and determines the operating frequency.

또한, 상기 제어 유닛은, 전동기의 상기 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력을 검출하는 전력 검출 유닛과, 상기 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력을 근거로 기준 전력을 결정하는 기준 전력 결정 유닛과, 상기 기준 전력 또는 현재 출력 전력을 근거로 상기 권취 유닛에 권취되는 상기 제품의 직경을 연산하는 직경 연산 유닛과, 상기 연산된 직경을 근거로 상기 전동기의 목표 운전 주파수를 결정하는 주파수 결정 유닛으로 구성된다. 여기서, 기준 전력은 전동기의 출력 전력과 운전 주파수에 따른 권취 유닛의 자체 손실 전력의 차인 것이 바람직하다.The control unit may further include a power detection unit that detects the output power of the electric motor and its own loss power of the winding unit, and determines a reference power to determine a reference power based on the output power and the self loss power of the winding unit. A unit, a diameter calculating unit for calculating a diameter of the product wound on the winding unit based on the reference power or a current output power, and a frequency determining unit for determining a target operating frequency of the electric motor based on the calculated diameter. It consists of. Here, the reference power is preferably the difference between the output power of the electric motor and the self-loss power of the winding unit according to the operating frequency.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템의 동작 및 효과를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the operation and effect of the open-loop winding system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 인버터와, 전동기와, 상기 전동기에 연결되고, 제품을 권취하는 권취 유닛(31)과, 상기 인버터의 출력을 제어하는 제어 유닛(30)으로 구성된다.3 is a configuration diagram of the open-loop winding system according to the present invention. As shown therein, a winding unit 31 connected to an inverter, an electric motor, the electric motor, and winding a product and an output of the inverter are shown. It consists of the control unit 30 which controls.

도 4는 도 3의 제어 유닛의 개략적인 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 전력 검출 유닛(41)과, 기준 전력 결정 유닛(42)과, 직경 연산 유닛(43)과, 주파수 결정 유닛(44)으로 구성된다.FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the control unit of FIG. 3, and as shown therein, the power detection unit 41, the reference power determination unit 42, the diameter calculation unit 43, and the frequency. It consists of the determination unit 44.

전력 검출 유닛(41)은, 제품이 없을 때 주파수를 가변시켜 권취 유닛의 회전에 따라 소모되는 전력을 검출한다. 이렇게 검출된 소모 전력이 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력이 된다. 또, 전력 검출 유닛(41)은 전동기에 연결된 권취 유닛의 회전에 따라 소모되는 전력을 검출한다. 보다 용이하게는 전동기의 출력 전력을 이용하는 것이 바람직하다.The power detection unit 41 detects power consumed by the rotation of the winding unit by varying the frequency when there is no product. The power consumption thus detected becomes the self-loss power of the winding unit. In addition, the power detection unit 41 detects power consumed in accordance with the rotation of the winding unit connected to the electric motor. It is preferable to use the output power of an electric motor more easily.

기준 전력 결정 유닛(24)은, 상기 전력 검출 유닛(41)을 통해 검출된 상기 전동기의 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력을 근거로 기준 전력을 결정한다. 여기서, 기준 전력은 상기 권취 유닛에 제품이 권취될 때, 상기 제품에 의해 실제 소모되는 전력을 의미한다. 따라서, 기준 전력은 전체 시스템의 부하 변동 및 연결 상태를 고려하여야 하나, 간단히 상기 전동기의 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력의 차로써 결정되는 것이 바람직하다.The reference power determination unit 24 determines the reference power based on the output power of the electric motor detected through the power detection unit 41 and the self-loss power of the winding unit. Here, the reference power refers to the power actually consumed by the product when the product is wound around the winding unit. Thus, the reference power should take into account the load fluctuations and the connection state of the whole system, but is preferably determined as the difference between the output power of the motor and the self-loss power of the winding unit.

직경 연산 유닛(43)은, 상기 기준 전력 결정 유닛(24)을 통해 결정된 상기 기준 전력으로 일정하게 권취 유닛을 회전시킴으로써, 상기 권취 유닛에 권취되는 제품의 직경을 수학적으로 연산하거나 예측할 수 있다. 또, 직경 연산 유닛(43)은, 검출된 현재 출력 전력을 입력받고, 상기 기준 전력과 상기 기준 전력에 따라 연산된 제품의 직경을 근거로 현재 출력 전력에 따른 제품의 직경을 연산한다. 이 경우에, 각 출력 전력에 따른 직경의 비는 현재 출력 전력에서 현재 운전 주파수에 따 른 권취 유닛의 자체 손실 전력을 뺀 값과 기준 전력의 비에 비례한다.The diameter calculating unit 43 can mathematically calculate or predict the diameter of the product wound on the winding unit by constantly rotating the winding unit at the reference power determined through the reference power determination unit 24. In addition, the diameter calculating unit 43 receives the detected current output power and calculates the diameter of the product according to the current output power based on the reference power and the diameter of the product calculated according to the reference power. In this case, the ratio of the diameters for each output power is proportional to the ratio of the reference power to the current output power minus the self-loss power of the winding unit according to the current operating frequency.

주파수 결정 유닛(44)은, 상기 직경 연산 유닛(44)을 통해 연산된 제품의 직경을 근거로 목표 운전 주파수를 결정한다. 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템은 각 운전 주파수에 따른 출력 전력을 일정하게 유지하는 운전을 함으로써, 상기 운전 주파수는 상기 직경 연산 유닛(44)을 통해 연산된 직경에 비례하여 결정된다.The frequency determining unit 44 determines the target operating frequency based on the diameter of the product calculated through the diameter calculating unit 44. The open loop winding system according to the present invention operates by keeping the output power constant according to each driving frequency, so that the driving frequency is determined in proportion to the diameter calculated by the diameter calculating unit 44.

도 3과 같이, 인버터의 출력단에 전동기가 연결되고, 상기 전동기에 기어 또는 벨트로 연결되거나, 직접 권취 유닛(31)이 연결되어 있다. 따라서, 전동기의 회전에 따라 제품이 권취 유닛(31)에 권취된다. 권취 유닛(31)에 제품을 권취하는 경우에 권취되는 제품의 직경에 따라 회전 속도를 변경하지 않으면, 제품의 직경에 비례하여 선속이 증가한다. 또한, 증가한 선속에 따라 출력 전력, 즉 전체 시스템의 소모 전력이 증가하게 된다. 본 발명은 이러한 점에 착안하여, 초기에 직경의 변화가 거의 없는 단계에서 일정한 회전 속도로 회전시켜 출력 전력, 즉 시스템의소모 전력을 검출한다. 또한, 미리 검출한 주파수별 권취 유닛의 자체 손실 전력 값만큼 상기 소모 전력을 보정하여 출력 전력, 즉 기준 전력을 일정하게 유지한다. 일정 출력 전력으로 운전하여 실제 직경을 연산하고, 연산된 직경을 근거로 새로운 목표 운전 주파수를 결정한다.As shown in FIG. 3, an electric motor is connected to the output terminal of the inverter, and a gear or a belt is connected to the electric motor, or a winding unit 31 is directly connected. Therefore, the product is wound around the winding unit 31 as the electric motor rotates. When winding up the product in the winding unit 31, unless the rotational speed is changed according to the diameter of the product to be wound, the line speed increases in proportion to the diameter of the product. In addition, as the line speed increases, output power, that is, power consumption of the entire system, increases. With this in mind, the present invention initially detects the output power, that is, the power consumption of the system, by rotating at a constant rotational speed in a step where there is little change in diameter. In addition, the power consumption is corrected by the self-loss power value of the winding unit for each frequency detected in advance to maintain the output power, that is, the reference power. By operating at a constant output power, the actual diameter is calculated, and the new target operating frequency is determined based on the calculated diameter.

상기 권취 유닛의 자체 손실 전력은 주파수 및 적용 기기에 따라 달라지고, 제품이 없는 상태에서 미리 검출하여 결정된다. 즉, 기준 전력은 제품에 부가되는 순수한 출력 전력만을 의미하므로, 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력을 제외하여야 한다. 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력은 다음과 같이 검출되고 결정된다.The self-loss power of the winding unit depends on the frequency and the applied device, and is determined by detecting in advance in the absence of the product. That is, since the reference power means only pure output power added to the product, self-loss power of the winding unit should be excluded. The self-loss power of the winding unit is detected and determined as follows.

먼저, 제품이 없는 상태에서 비어 있는 권취 유닛을 최대 주파수로 회전시켜, 출력 전력을 검출한다. 다음으로, 상기 최대 주파수의 1/2 주파수로 회전시켜, 출력 전력을 검출한다. 시스템의 다른 요인들을 무시하면, 주파수와 권취 유닛의 자체 손실 전력은 선형성이 있다. 즉, 주파수에 따라 권취 유닛의 자체 손실 전력을 선형적으로 증가한다.First, the empty winding unit is rotated at the maximum frequency in the absence of the product to detect the output power. Next, it rotates at 1/2 frequency of the said maximum frequency, and detects an output power. Neglecting other factors in the system, the self-loss power of the frequency and winding unit is linear. In other words, the self-loss power of the winding unit increases linearly with frequency.

권취 유닛의 자체 손실 전력을 검출한 후, 일정 운전 주파수를 입력하여 일정한 속도로 권취 유닛을 회전시킨다. 일정한 시간 동안 소모 전력을 검출하고, 상기 운전 주파수에 따른 권취 유닛의 자체 손실 전력 값만큼 보정하여 기준 전력을 결정한다. 결정된 기준 전력으로 제품의 직경이 만경이 될 때까지 일정하게 유지한다.After detecting the self-loss power of the winding unit, a constant operating frequency is input to rotate the winding unit at a constant speed. The power consumption is detected for a predetermined time, and the reference power is determined by correcting the power loss value of the winding unit according to the operating frequency. With the determined reference power, the product is kept constant until its diameter is reached.

상기에서 결정된 기준 전력을 일정하게 유지하여, 일정 시간 동안 운전하여 검출된 제품의 직경을 기준으로 하여, 실제 전력이 기준 전력과 상이하더라도 전력 값이 변화함에 따라 직경도 선형적으로 변화하므로, 권취 유닛에 권취되는 직경은 용이하게 연산된다.Based on the diameter of the product detected by driving for a predetermined time by keeping the reference power determined above, the diameter changes linearly as the power value changes even if the actual power differs from the reference power. The diameter wound on is easily calculated.

또한, 목표 운전 주파수는 초기에 설정된 운전 주파수에 따라 연산된 제품의 직경을 기준으로 하고, 상기 연산된 제품의 직경이 변화함에 따라 결정된다.In addition, the target driving frequency is based on the diameter of the product calculated according to the initially set driving frequency, it is determined as the diameter of the calculated product changes.

본 발명에 따른 개루프 권취 시스템의 권취 방법은, 운전 주파수에 따른 전동기의 출력 전력을 검출하는 단계와, 상기 운전 주파수에 따른 권취 유닛의 자체 손실 전력을 검출하는 단계와, 상기 출력 전력과 상기 권취 유닛의 자체 손실 전력과의 차를 기준 전력으로 결정하는 단계와, 상기 기준 전력 및 상기 출력 전력을 근거로 상기 권취 유닛에 권취되는 제품의 직경을 연산하는 단계와, 상기 연산된 직경을 근거로 목표 운전 주파수를 결정하는 단계로 구성된다.A winding method of an open loop winding system according to the present invention includes detecting an output power of an electric motor according to an operating frequency, detecting an own loss power of the winding unit according to the operating frequency, and outputting the winding power. Determining a difference between the unit's own loss power as a reference power, calculating a diameter of a product wound in the winding unit based on the reference power and the output power, and based on the calculated diameter Determining the operating frequency.

운전 주파수에 따른 전동기의 출력 전력을 검출하는 단계는, 전동기에 의해 회전하여 제품을 권취하는 권취 유닛의 소모 전력을 초기 설정 주파수로 일정 시간 동안 운전하여 검출한다.In the detecting of the output power of the motor according to the driving frequency, the power consumption of the winding unit, which is rotated by the motor and winds up the product, is operated by a predetermined frequency for a predetermined time to be detected.

운전 주파수에 따른 권취 유닛의 자체 손실 전력을 검출하는 단계는, 제품이 없는 상태에서 주파수를 가변시켜 가면서, 전동기의 회전에 따른 권취 유닛의 소모 전력을 실험적으로 검출한다. 또, 최대 주파수로 회전시켜 출력 전력을 검출하고, 최대 주파수의 1/2 주파수로 회전시켜 출력 전력을 검출한 후 선형화하여 각 주파수에 따른 권취 유닛의 자체 손실 전력에 관한 식을 세울 수 있다.The step of detecting the self-loss power of the winding unit according to the driving frequency experimentally detects the power consumption of the winding unit according to the rotation of the motor while varying the frequency in the absence of the product. In addition, the output power may be detected by rotating at the maximum frequency, the output power may be detected by rotating at 1/2 the frequency of the maximum frequency, and then linearized to establish an equation regarding the self-loss power of the winding unit according to each frequency.

기준 전력을 결정하는 단계는, 현재 운전 주파수에 따라 검출된 출력 전력과 권취 유닛의 자체 손실 전력을 근거로 기준 전력을 결정하는 단계로서, 상기 기준 전력은 다른 부가적인 환경 요인을 제외하면 출력 전력과 자체 손실 전력의 차로 결정된다.Determining the reference power is to determine the reference power based on the detected output power according to the current operating frequency and the self-loss power of the winding unit, the reference power is the output power, except for other additional environmental factors It is determined by the difference of its own lost power.

상기 권취 유닛에 권취되는 제품의 직경을 연산하는 단계는, 일정한 출력 전력을 일정 시간 동안 유지하고, 이를 근거로 상기 제품의 직경을 연산한다. 즉, 상기 결정된 기준 전력을 일정하게 유지하여 직경을 검출한 다음, 이를 기준으로 현재 출력 전력과 상기 기준 전력의 비로 직경을 연산하는 것이 바람직하다.The step of calculating the diameter of the product wound in the winding unit, maintains a constant output power for a certain time, and calculates the diameter of the product based on this. That is, it is preferable to detect the diameter by keeping the determined reference power constant and then calculate the diameter based on the ratio of the current output power and the reference power.

목표 운전 주파수를 결정하는 단계는, 상기 연산된 제품의 직경에 근거하여 결정된다. 즉, 최초 일정 운전 주파수에 따라 연산된 제품의 직경을 기준으로 하 여, 직경의 변화에 따른 운전 주파수를 예측할 수 있고, 사용자가 원하는 권취 상태를 유지하기 위한 목표 운전 주파수를 결정한다.The step of determining the target driving frequency is determined based on the calculated diameter of the product. That is, the driving frequency according to the change of the diameter can be predicted based on the diameter of the product calculated according to the initial constant driving frequency, and the target driving frequency for maintaining the desired winding state is determined by the user.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템 및 이에 의한 권취 방법은, 별도의 장력 센서와 장력 궤환 장치가 없으므로, 전체 시스템의 부피를 감소시키고, 설치 및 유지 보수 등에 있어서 비용 절감의 효과가 있다.As described above, since the open loop winding system and the winding method according to the present invention do not have a separate tension sensor and a tension feedback device, it is possible to reduce the volume of the entire system and to reduce costs in installation and maintenance. There is.

또한, 본 발명에 따른 개루프 권취 시스템 및 이에 의한 권취 방법은, 별도의 장력 센서 없이 출력 전력 및 권취 유닛 자체의 손실 전력을 근거로 일정 선속을 유지하여 제품을 안전하게 권취하는 장점이 있다.In addition, the open-loop winding system and the winding method according to the present invention, there is an advantage to safely wound the product by maintaining a constant speed on the basis of the output power and the power loss of the winding unit itself without a separate tension sensor.

Claims

A winding unit for winding a product by rotation;

An electric motor connected to the winding unit and driving the winding unit;

An inverter converting a DC voltage into an AC voltage and applying the same to the electric motor; And

A control unit for determining an operating frequency and controlling the inverter based on the determined operating frequency,

The control unit detects the self-loss power of the winding unit by detecting the power consumed by the rotation of the winding unit by varying the frequency when there is no product,

Determine a reference power as a difference between the output power of the motor and the self-loss power,

And calculate the diameter of the product based on the output power of the motor, the self-loss power of the winding unit, and the reference power, and determine the operating frequency based on the calculated diameter of the product.

The method of claim 1, wherein the control unit,

A power detection unit for detecting the output power of the electric motor and the self-loss power of the winding unit;

A reference power determination unit that determines a reference power based on the output power and the self-loss power of the winding unit;

A diameter calculating unit which keeps the reference power constant and calculates the diameter of the product wound on the winding unit based on the reference power; And

And a frequency determining unit for determining a target operating frequency of the electric motor based on the calculated diameter.

The method of claim 2, wherein the diameter calculation unit,

And receiving the detected current output power and calculating the diameter of the product according to the current output power based on the reference power and the diameter calculated using the same.

The method of claim 2 or 3, wherein the reference power is,

An open loop winding system, characterized in that it is a difference between the output power and the self-loss power of the winding unit.

Detecting an output power of the motor according to the driving frequency;

Detecting a power loss of the winding unit according to the operating frequency by detecting a power consumed by the rotation of the winding unit by varying a frequency when there is no product;

Determining a difference between the output power and the self-loss power of the winding unit as a reference power;

Calculating a diameter of a product wound on the winding unit based on the reference power and the output power; And

Determining a target driving frequency based on the calculated diameter.