JP3204867B2 - 圧延機駆動用電動機の速度制御装置 - Google Patents
圧延機駆動用電動機の速度制御装置Info
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- JP3204867B2 JP3204867B2 JP04454095A JP4454095A JP3204867B2 JP 3204867 B2 JP3204867 B2 JP 3204867B2 JP 04454095 A JP04454095 A JP 04454095A JP 4454095 A JP4454095 A JP 4454095A JP 3204867 B2 JP3204867 B2 JP 3204867B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多段式圧延設備の各圧
延機を駆動する電動機を制御するに当たり、負荷の増大
に応じて速度を低下させるための垂下量を決定し、この
垂下量によって電動機の速度基準を補正する圧延機駆動
用電動機の速度制御装置に関する。
延機を駆動する電動機を制御するに当たり、負荷の増大
に応じて速度を低下させるための垂下量を決定し、この
垂下量によって電動機の速度基準を補正する圧延機駆動
用電動機の速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の速度制御装置として図４
に示すものがあった。これは多段式圧延設備の２スタン
ドと、そのスタンド間張力に関与する速度制御系を示し
たものである。ここで、被圧延材（以下、単に材料とも
言う）10は圧延機11，12の順で圧延され、Ａ矢印方向に
搬送される。圧延機12は電動機13によって駆動される。
電動機13の電流を検出するために電流検出器14が設けら
れ、その検出信号が演算器19に加えられる。演算器19は
検出電流に対応する垂下量Ｎd を演算して速度制御装置
20に加える。速度制御装置20は、ライン速度、圧延条件
等を加味して予め決定された速度基準ＶREF から垂下量
Ｎd を減算し、得られた値に一致するように電動機13の
電流を制御する。これにより、例えば、電動機の電流値
の増大に応じて一次関数的に速度を低下させる、いわゆ
る、垂下特性が得られる。
に示すものがあった。これは多段式圧延設備の２スタン
ドと、そのスタンド間張力に関与する速度制御系を示し
たものである。ここで、被圧延材（以下、単に材料とも
言う）10は圧延機11，12の順で圧延され、Ａ矢印方向に
搬送される。圧延機12は電動機13によって駆動される。
電動機13の電流を検出するために電流検出器14が設けら
れ、その検出信号が演算器19に加えられる。演算器19は
検出電流に対応する垂下量Ｎd を演算して速度制御装置
20に加える。速度制御装置20は、ライン速度、圧延条件
等を加味して予め決定された速度基準ＶREF から垂下量
Ｎd を減算し、得られた値に一致するように電動機13の
電流を制御する。これにより、例えば、電動機の電流値
の増大に応じて一次関数的に速度を低下させる、いわゆ
る、垂下特性が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】金属圧延設備の多段式
圧延設備においては、材料を噛込んだ状態で起動する際
の各圧延機の揃速性が重要で、それが不十分であるとス
タンド間で板たるみや過張力が発生する。周知の如く、
板たるみは板厚精度に影響を及ぼし、過張力は板破断を
招いたり、ロールに傷をつけて歩留まりを低下させたり
する。
圧延設備においては、材料を噛込んだ状態で起動する際
の各圧延機の揃速性が重要で、それが不十分であるとス
タンド間で板たるみや過張力が発生する。周知の如く、
板たるみは板厚精度に影響を及ぼし、過張力は板破断を
招いたり、ロールに傷をつけて歩留まりを低下させたり
する。
【０００４】ところで、材料の先端が圧延機に噛込まれ
るとき、この圧延機を駆動する電動機の電流は瞬間的に
増大するが、その上流の圧延機においては既に材料が通
過し終わっているため、その瞬間の電動機電流の増大は
僅かである。従って、隣接する圧延機のうち、下流側圧
延機が材料を噛込む瞬間は、上流側圧延機の速度を垂下
させないまま、下流側圧延機のみの速度を垂下させる状
態になる。
るとき、この圧延機を駆動する電動機の電流は瞬間的に
増大するが、その上流の圧延機においては既に材料が通
過し終わっているため、その瞬間の電動機電流の増大は
僅かである。従って、隣接する圧延機のうち、下流側圧
延機が材料を噛込む瞬間は、上流側圧延機の速度を垂下
させないまま、下流側圧延機のみの速度を垂下させる状
態になる。
【０００５】上述した従来の速度制御装置は電動機に流
れる全電流に対応させて垂下量を決定していたので、例
えば、板厚が厚い時には下流側の速度垂下量が大き過ぎ
て板たるみが発生しやすく、板厚の薄い時には下流側の
速度垂下量が小さ過ぎて過張力になりやすいと言う問題
があった。
れる全電流に対応させて垂下量を決定していたので、例
えば、板厚が厚い時には下流側の速度垂下量が大き過ぎ
て板たるみが発生しやすく、板厚の薄い時には下流側の
速度垂下量が小さ過ぎて過張力になりやすいと言う問題
があった。
【０００６】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、材料噛込時に発生しやすい板たるみ及び
過張力を抑制することのできる、揃速性に優れた圧延機
駆動用電動機の速度制御装置を得ることを目的とする。
されたもので、材料噛込時に発生しやすい板たるみ及び
過張力を抑制することのできる、揃速性に優れた圧延機
駆動用電動機の速度制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】多段式圧延設備の各圧延
機を駆動する電動機を制御する場合、負荷の増大に応じ
て速度を低下させるための垂下量を決定し、この垂下量
によって電動機の速度基準を補正するに当たり、請求項
１に記載の圧延機駆動用電動機の速度制御装置は、電動
機の電流を検出する電流検出手段と、検出された電流か
ら電動機の速度に関与するスタンド間の張力分電流を演
算する手段と、演算された張力分電流に対応させて垂下
量を演算する手段とを備える。
機を駆動する電動機を制御する場合、負荷の増大に応じ
て速度を低下させるための垂下量を決定し、この垂下量
によって電動機の速度基準を補正するに当たり、請求項
１に記載の圧延機駆動用電動機の速度制御装置は、電動
機の電流を検出する電流検出手段と、検出された電流か
ら電動機の速度に関与するスタンド間の張力分電流を演
算する手段と、演算された張力分電流に対応させて垂下
量を演算する手段とを備える。
【０００８】請求項２に記載の圧延機駆動用電動機の速
度制御装置は、電動機の電流を検出する電流検出手段
と、検出された電流から電動機の速度に関与するスタン
ド間の張力分トルクを演算する手段と、演算された張力
分トルクに対応させて垂下量を演算する手段とを備え
る。
度制御装置は、電動機の電流を検出する電流検出手段
と、検出された電流から電動機の速度に関与するスタン
ド間の張力分トルクを演算する手段と、演算された張力
分トルクに対応させて垂下量を演算する手段とを備え
る。
【０００９】
【作用】請求項１に記載の圧延機駆動用電動機の速度制
御装置においては、圧延機駆動用電動機の検出電流に基
づいて張力分電流を演算し、演算された張力分電流に対
応させて垂下量を演算しているので、板厚の大小により
電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低く抑え
た速度制御が実現され、これによって揃速性が改善され
る。
御装置においては、圧延機駆動用電動機の検出電流に基
づいて張力分電流を演算し、演算された張力分電流に対
応させて垂下量を演算しているので、板厚の大小により
電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低く抑え
た速度制御が実現され、これによって揃速性が改善され
る。
【００１０】請求項２に記載の圧延機駆動用電動機の速
度制御装置においては、圧延機駆動電動機の検出電流に
基づいて張力分トルクを演算し、演算された張力分トル
クに対応させて垂下量を演算しているので、板厚の大小
により電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低
く抑えた速度制御が実現され、これによって揃速性が改
善される。
度制御装置においては、圧延機駆動電動機の検出電流に
基づいて張力分トルクを演算し、演算された張力分トル
クに対応させて垂下量を演算しているので、板厚の大小
により電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低
く抑えた速度制御が実現され、これによって揃速性が改
善される。
【００１１】
【実施例】以下、図面に示す実施例によって本発明を詳
細に説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を、適
用対象圧延機と併せて示したブロック図であり、図中、
従来装置を示す図４と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。図１において、荷重検出器15は
下流側の圧延機12の圧延荷重を検出するもので、その検
出信号が圧延電流演算器16に加えられる。圧延電流演算
器16は圧延荷重に対応する圧延電流を演算して減算器17
に加える。減算器17は電流検出器14によって検出された
電動機13の全電流を被減算入力、圧延電流演算器16の圧
延電流を減算入力として差電流を求める。減算器18は減
算器17の出力を被減算入力、シミュレーション等により
予め求められるメカロス分，加減速分電流等を減算入力
としてその差電流、すなわち、張力分電流を求める。演
算器19は張力分電流に対応する垂下量Ｎd を演算して速
度制御装置20に加える構成になっている。
細に説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を、適
用対象圧延機と併せて示したブロック図であり、図中、
従来装置を示す図４と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。図１において、荷重検出器15は
下流側の圧延機12の圧延荷重を検出するもので、その検
出信号が圧延電流演算器16に加えられる。圧延電流演算
器16は圧延荷重に対応する圧延電流を演算して減算器17
に加える。減算器17は電流検出器14によって検出された
電動機13の全電流を被減算入力、圧延電流演算器16の圧
延電流を減算入力として差電流を求める。減算器18は減
算器17の出力を被減算入力、シミュレーション等により
予め求められるメカロス分，加減速分電流等を減算入力
としてその差電流、すなわち、張力分電流を求める。演
算器19は張力分電流に対応する垂下量Ｎd を演算して速
度制御装置20に加える構成になっている。
【００１２】上記のように構成された本実施例の動作に
ついて以下に説明する。被圧延材10は圧延機11で圧延さ
れ、続いて、圧延機12で圧延される。このうち、圧延機
12の圧延荷重が荷重検出器15によって検出される。圧延
電流演算器16は検出された圧延荷重から次式によって圧
延電流ＩR を求める。
ついて以下に説明する。被圧延材10は圧延機11で圧延さ
れ、続いて、圧延機12で圧延される。このうち、圧延機
12の圧延荷重が荷重検出器15によって検出される。圧延
電流演算器16は検出された圧延荷重から次式によって圧
延電流ＩR を求める。
【００１３】
【数１】 ただし ＩR ：圧延電流 ａ：トルクアーム Ｐ：圧延荷重 ｋ：電動機によって決まる定数 φ：磁束密度 である。この場合、トルクアームａは圧延トルクと圧延
荷重との比であり、予め算出することができ、磁束密度
φは電動機駆動系をシミュレーションすることによって
決定することができる。
荷重との比であり、予め算出することができ、磁束密度
φは電動機駆動系をシミュレーションすることによって
決定することができる。
【００１４】また、下流側の圧延機12を駆動する電動機
13の全電流Ｉa が電流検出器14で検出される。この全電
流Ｉa は多数の成分電流の和として次式で表される。 Ｉa ＝ＩR ＋Ｉacc ＋ＩML＋ＩT …(2) だだし Ｉacc ：加減速分電流 ＩML ：メカロス分電流 ＩT ：張力分電流 である。
13の全電流Ｉa が電流検出器14で検出される。この全電
流Ｉa は多数の成分電流の和として次式で表される。 Ｉa ＝ＩR ＋Ｉacc ＋ＩML＋ＩT …(2) だだし Ｉacc ：加減速分電流 ＩML ：メカロス分電流 ＩT ：張力分電流 である。
【００１５】張力分電流ＩT はスタンド間の材料に張力
を発生させるための電流である。また、スタンド間の張
力は各スタンドの圧延機の揃速性が不十分であると発生
し、何もしないで放置しておくと過張力となって材料を
破断させることになる。従って、この張力分電流ＩT に
応じて垂下量Ｎd を決定すれば、従来装置のように全電
流に引きずられて過大な垂下をさせることがなくなる。
そこで、(2) 式を変形すると次式が得られる。 ＩT ＝Ｉa −ＩR −Ｉacc −ＩML …(3) 減算器17は電流検出器14で検出された全電流Ｉa から圧
延電流ＩR を減算する。また、もう一つの減算器18は電
流（Ｉa −ＩR ）から加減速分電流Ｉacc 及びメカロス
分電流ＩML等を減算する。この結果、演算器19には張力
分電流ＩT に相当する信号が加えられる。なお、全電流
Ｉa にはスタンド間の材料の重量等による電流も成分と
して含まれるが、他と比較して小さいためにメカロス
分、加減速分電流等と表してある。
を発生させるための電流である。また、スタンド間の張
力は各スタンドの圧延機の揃速性が不十分であると発生
し、何もしないで放置しておくと過張力となって材料を
破断させることになる。従って、この張力分電流ＩT に
応じて垂下量Ｎd を決定すれば、従来装置のように全電
流に引きずられて過大な垂下をさせることがなくなる。
そこで、(2) 式を変形すると次式が得られる。 ＩT ＝Ｉa −ＩR −Ｉacc −ＩML …(3) 減算器17は電流検出器14で検出された全電流Ｉa から圧
延電流ＩR を減算する。また、もう一つの減算器18は電
流（Ｉa −ＩR ）から加減速分電流Ｉacc 及びメカロス
分電流ＩML等を減算する。この結果、演算器19には張力
分電流ＩT に相当する信号が加えられる。なお、全電流
Ｉa にはスタンド間の材料の重量等による電流も成分と
して含まれるが、他と比較して小さいためにメカロス
分、加減速分電流等と表してある。
【００１６】演算器19はこの張力分電流ＩT を変数とし
て、次式により垂下量Ｎd を演算する。 Ｎd ＝ｆ（ＩT ） …(4) (4) 式は電動機及びその制御系の特性を加味して適切な
関数が使用される。このようにして得られた垂下量Ｎd
を速度基準ＶREF の補正量として速度制御装置20はＶ
REF −Ｎd に一致するように電動機13の電流を制御す
る。この結果、揃速性が不十分であることに起因してス
タンド間張力を発生させる電流のみによって垂下量Ｎd
が決定される。
て、次式により垂下量Ｎd を演算する。 Ｎd ＝ｆ（ＩT ） …(4) (4) 式は電動機及びその制御系の特性を加味して適切な
関数が使用される。このようにして得られた垂下量Ｎd
を速度基準ＶREF の補正量として速度制御装置20はＶ
REF −Ｎd に一致するように電動機13の電流を制御す
る。この結果、揃速性が不十分であることに起因してス
タンド間張力を発生させる電流のみによって垂下量Ｎd
が決定される。
【００１７】因みに、圧延機11，12間の被圧延材10の張
力が過大になれば、荷重検出器15によって検出される圧
延荷重Ｐは小さくなる。そして、圧延電流演算器16で演
算される圧延電流ＩR も小さくなり、演算器19の垂下量
Ｎd は増大する。従って、電動機13の速度は下げられて
被圧延材10の張力を減少させるように作用する。
力が過大になれば、荷重検出器15によって検出される圧
延荷重Ｐは小さくなる。そして、圧延電流演算器16で演
算される圧延電流ＩR も小さくなり、演算器19の垂下量
Ｎd は増大する。従って、電動機13の速度は下げられて
被圧延材10の張力を減少させるように作用する。
【００１８】かくして、本実施例によれば、板厚の大小
により電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低
く抑えた速度制御が実現され、これによって揃速性が改
善される。
により電流の変化分が異なったとしても、張力変動を低
く抑えた速度制御が実現され、これによって揃速性が改
善される。
【００１９】ところで、上記実施例では電動機の電流を
対象として説明したが、この電動機の電流ＩとトルクＴ
との間には次式の関係がある。 Ｔ＝τ・Ｉ …(5) ただし、τはトルク定数である。
対象として説明したが、この電動機の電流ＩとトルクＴ
との間には次式の関係がある。 Ｔ＝τ・Ｉ …(5) ただし、τはトルク定数である。
【００２０】図２はこの考えに従って電動機のトルクを
対象とする本発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。図中、図１と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。ここでは電流検出器14によって
検出された電動機13の全電流に対して、電動機トルク演
算器21が(5) 式に従って電動機トルクを演算する。ま
た、圧延トルク演算器22は荷重検出器15によって検出さ
れた圧延荷重Ｐに対して、実質的に(1),(5) 式の演算を
行って圧延トルクを演算する。加算器23はこの圧延トル
クに、メカロス分トルク及び加減速分トルク等を加算
し、減算器24に加える。減算器24は電動機トルク演算器
21で演算された電動機トルクから加算器23の出力分を減
算し、実質的に(3) 式の張力分電流ＩT にトルク定数τ
を乗算したと同等の張力分トルクを演算器26に与える。
演算器26はこの張力分トルクに対応する垂下量Ｎd を演
算して速度制御装置20に加える。
対象とする本発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。図中、図１と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。ここでは電流検出器14によって
検出された電動機13の全電流に対して、電動機トルク演
算器21が(5) 式に従って電動機トルクを演算する。ま
た、圧延トルク演算器22は荷重検出器15によって検出さ
れた圧延荷重Ｐに対して、実質的に(1),(5) 式の演算を
行って圧延トルクを演算する。加算器23はこの圧延トル
クに、メカロス分トルク及び加減速分トルク等を加算
し、減算器24に加える。減算器24は電動機トルク演算器
21で演算された電動機トルクから加算器23の出力分を減
算し、実質的に(3) 式の張力分電流ＩT にトルク定数τ
を乗算したと同等の張力分トルクを演算器26に与える。
演算器26はこの張力分トルクに対応する垂下量Ｎd を演
算して速度制御装置20に加える。
【００２１】かくして、図２に示した実施例において
も、図１に示した実施例と同様、板厚の大小により電流
の変化分が異なったとしても、張力変動を低く抑えた速
度制御が実現され、これによって揃速性が改善される。
も、図１に示した実施例と同様、板厚の大小により電流
の変化分が異なったとしても、張力変動を低く抑えた速
度制御が実現され、これによって揃速性が改善される。
【００２２】上記各実施例はスタンド間張力の小さい熱
間圧延設備を対象としたが、冷間圧延設備ではスタンド
間の材料にある程度の張力を残して垂下させる必要があ
る。図３は冷間圧延設備に適用する本発明の第３実施例
の構成を示すブロック図である。図中、図１と同一の要
素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実
施例は張力バイアス分電流を加味して垂下量を演算する
べく、減算器18と演算器19との間に減算器25が付加され
ている。これにより、減算器18から出力される張力分電
流から張力バイアス分電流が減算されて演算器19に加え
られ、スタンド間の圧延材にある程度の張力を残して電
動機の速度を垂下させることができる。
間圧延設備を対象としたが、冷間圧延設備ではスタンド
間の材料にある程度の張力を残して垂下させる必要があ
る。図３は冷間圧延設備に適用する本発明の第３実施例
の構成を示すブロック図である。図中、図１と同一の要
素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実
施例は張力バイアス分電流を加味して垂下量を演算する
べく、減算器18と演算器19との間に減算器25が付加され
ている。これにより、減算器18から出力される張力分電
流から張力バイアス分電流が減算されて演算器19に加え
られ、スタンド間の圧延材にある程度の張力を残して電
動機の速度を垂下させることができる。
【００２３】かくして、図３に示した実施例において
も、張力変動を低く抑えた速度制御が実現され、これに
よって揃速性が改善されると共に、圧延材にある程度の
張力を残す冷間圧延にも適用可能な速度制御装置が得ら
れる。
も、張力変動を低く抑えた速度制御が実現され、これに
よって揃速性が改善されると共に、圧延材にある程度の
張力を残す冷間圧延にも適用可能な速度制御装置が得ら
れる。
【００２４】なお、上記各実施例では圧延機駆動電動機
から見てその上流のスタンド間の圧延材に対する張力分
電流又は張力分トルクに応じて垂下量を決定したが、圧
延機駆動電動機がその下流のスタンド間の圧延材張力に
関与している場合には、その張力分電流又は張力分トル
クに応じて垂下量を決定すればよい。
から見てその上流のスタンド間の圧延材に対する張力分
電流又は張力分トルクに応じて垂下量を決定したが、圧
延機駆動電動機がその下流のスタンド間の圧延材張力に
関与している場合には、その張力分電流又は張力分トル
クに応じて垂下量を決定すればよい。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように本発
明によれば、材料噛込時に発生しやすい板たるみ及び過
張力を抑制することのできる、揃速性に優れた圧延機駆
動用電動機の速度制御装置が得られる。
明によれば、材料噛込時に発生しやすい板たるみ及び過
張力を抑制することのできる、揃速性に優れた圧延機駆
動用電動機の速度制御装置が得られる。
【図１】本発明の第１実施例の構成を、適用対象圧延機
と併せて示したブロック図。
と併せて示したブロック図。
【図２】本発明の第２実施例の構成を、適用対象圧延機
と併せて示したブロック図。
と併せて示したブロック図。
【図３】本発明の第３実施例の構成を、適用対象圧延機
と併せて示したブロック図。
と併せて示したブロック図。
【図４】従来の圧延機駆動用電動機の速度制御装置の構
成を、適用対象圧延機と併せて示したブロック図。
成を、適用対象圧延機と併せて示したブロック図。
１１，１２ 圧延機 １３ 電動機 １４ 電流検出器 １５ 荷重検出器 １６ 圧延電流演算器 １７，１８，２４ 減算器 ２３ 加算器 １９，２６ 演算器 ２０ 速度制御装置 ２１ 電動機トルク演算器 ２２ 圧延トルク演算器 ２５ 加算器
Claims (2)
- 【請求項１】多段式圧延設備の各圧延機を駆動する電動
機を制御するに当たり、負荷の増大に応じて速度を低下
させるための垂下量を決定し、この垂下量によって前記
電動機の速度基準を補正する圧延機駆動用電動機の速度
制御装置において、 前記電動機の電流を検出する電流検出手段と、 検出された電流から前記電動機の速度に関与するスタン
ド間の張力分電流を演算する手段と、 演算された張力分電流に対応させて垂下量を演算する手
段と、 を備えたことを特徴とする圧延機駆動用電動機の速度制
御装置。 - 【請求項２】多段式圧延設備の各圧延機を駆動する電動
機を制御するに当たり、負荷の増大に応じて速度を低下
させるための垂下量を決定し、この垂下量によって前記
電動機の速度基準を補正する圧延機駆動用電動機の速度
制御装置において、 前記電動機の電流を検出する電流検出手段と、 検出された電流から前記電動機の速度に関与するスタン
ド間の張力分トルクを演算する手段と、 演算された張力分トルクに対応させて垂下量を演算する
手段と、 を備えたことを特徴とする圧延機駆動用電動機の速度制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04454095A JP3204867B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 圧延機駆動用電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04454095A JP3204867B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 圧延機駆動用電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243618A JPH08243618A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3204867B2 true JP3204867B2 (ja) | 2001-09-04 |
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