JPS5840437B2 - アツエンキノ ソクドセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延機の速度制御装置に係り、特に負荷印加時
の速度降下すなわちインパクトドロップを補償した圧延
機の速度制御装置に関する。

一般に、圧延機の速度制御装置は第１図の如く構成され
る。

第１図において、１は圧延ロール、２は圧延材、３は圧
延ロール回転用電動機、４は電動機３の速度を検出する
速度検出器、５は設定速度ωｐと実速度との偏差を演算
する加算器、６は加算器５の出力によってその偏差を零
にすべき電流指令値を出力する速度制御部、７は速度制
御部６と電流検出器１１の出力との偏差を演算する加算
器、８は加算器７の出力を取込みその偏差を零にすべく
電圧指令値を出力する電流制御部、９は電流制御部８の
出力によりサイリスク装置１０の点弧角を制御する点弧
角制御部、１０は電動機３に電圧を印加するためのサイ
リスク装置、１１は電流検出器を示す。

この例での速度制御は、最初設定速度ωｐを与えて電動
機３を起動させ、速度検出器４からの出力信号と設定速
度ωｐとの差が零になる様に速度の負帰還制御を行なう
と共に、電流検出器１１の出力信号を取込み、それと電
流指令との差が零となる様に電流の負帰還制御を行なう
ことによりなされている。

この制御系をブロック図で示すと第２図の様になる。

第２図において、５′は第１図の加算器５に対応し、６
′第１図の速度制御部６に対応し、７′は第１図の加算
器７に対応し、８′は第１図の電流制御部８に対応する
。

９′は第１図の点弧角制御部９とサイリスク装置１０の
ゲインに相当する。

また、３′は第１図の電動機３に対応する。

なお、第２図における記号は次の通りである。

Ｋｎ；速度制御部の比例ゲイン Ｔｎ；速度制御部での積分制御の積分時間第１図の制御
装置を第２図のブロック図で説明すると、電動機に加わ
る負荷τ□が変化すると、電動機速度ωが変化し、この
速度変化を５′で検出して６′により電流パターン■、
を作り、この電流パターンＩ、と電動機を流れる実電流
の検出値■とを７′で比較し、その偏差によって８′お
よび９′で電流を制御して速度ωがωｐになる如く制御
される。

例えば熱間圧延において、圧延材が圧延機に絞込まれる
と電動機には圧延負荷がステップ状に加わり、これによ
って電動機速度は一担降下し、その後速度制御効果によ
って除々に速度が回復する。

この状態を示しているのが第３図である。

この様な速度降下を通常インパクトドロップと称してい
る。

圧延におけるインパクトドロップの原因としては、この
他にバックアップロールの偏芯、圧延材の厚み変化、ス
キッドマーク等における温度および硬度の変化等が考え
られる。

インパクトドロップによる弊害は、特に圧延スタンドを
複数含有する多段圧延機において顕著に現われる。

すなわち、インパクトドロップによって各スタンド間に
張力（あるいは圧縮力）が発生し、圧延材の板厚や形状
を悪化させる。

熱間圧延等の様に、板切れ防止等のため張力をほとんど
かけることができないものにおいては、インパクトドロ
ン！°は最大の問題となっている。

このインパクトドロップを補償するために、予め速度を
上昇させておく方法等も考えられるが、この方法は圧延
材絞込時のみの補償でしかなく、圧延中のインパクトド
ロップを防止することはできない。

また、圧延材絞込時は機械的ショックが大きく、圧延速
度を予め上昇しておくことはこれに逆行するもので好ま
しくない。

本発明は、上記した問題点に鑑みなされたもので、圧延
負荷が変動しても電動機の速度は変化させない圧延機の
速度制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動機に加わる負荷は圧延トルクに比例し、
しかもその圧延トルクは圧延荷重に比例するという圧延
理論に基き、圧延荷重を検出して電動機の回転に必要な
電流値に変換し、その電流値を指令値として電動機の電
流を制御すると共に、速度を変更する場合の制御回路と
して所定の速度値と実速度との偏差に応じて上記電流指
令値を補正する様にしたことを特徴とする。

本発明を更に詳細に説明するため、本発明の詳細な説明
する。

第４図は本発明の一実施例を示すものであり、第５図は
そのブ陥ツク線図である。

第４図において、１〜６，８〜１１は第１図の場合と同
様の機器であり、１２は圧延荷重を検出するロードセル
、１３はロードセル１２の出力を取込み負荷制御信号と
なる電流指令値を出力する負荷制御部である。

負荷制御部１３でのゲインＫ。は次式で与えられる。

また、負荷制御部１３は、上記ゲインＫＰを与えると共
に、−次進み遅れ要素によって電動機の実負荷がロール
と電動機間のシャフトを伝達して印加されるときの遅れ
を補償する。

この−次進み遅れ要素は ＴＰ□はシャフトのロール端において電動機の出力トル
クと圧延トルクの両者の位相が一致する様に調整される
。

１４は電動機３の速度を速度検出器４から入力し、実速
度ωがベース速度ω３以下のときは１を、ベース速度以
上のときはその比ω／ω８を出力する関数発生器である
。

１５は乗算器を示す。

この関数発生器１４と乗算器１５は、ベース速度以上に
おいては誘起電圧ζφが速度に反比例して変化するのを
補償するために設けている。

ζψが変化しない電動機においては不要である。

１６は乗算器１５の出力、速度制御部６の出力、および
電流検出器１１の負帰還量を加算する加算器を示す。

次にこの実施例の動作を説明する。圧延が開始されるま
では、ロードセル１２から入力される圧延荷重Ｐは零で
あり、負荷制御部１１の出力は零である。

この状態においては、電動機３の速度ωは速度制御部６
の動作により所定の速度ω２に保持されている。

次に、圧延が開始されると、ロードセル１２からの荷重
検出値Ｐによって負荷制御部１３が動作し、乗算器１５
によって関数発生器１４の出力との乗算がなされて速度
補正がなされ、加算器１６に電流指令値が出力される。

新たに加えられた乗算器１５の出力によって自動電流制
御のバランスがくずされるので、すなわち加算器１６に
おいて電流検出器１１の出力と速度制御部６および乗算
器１５の出力和との絶対値が一致しなくなるので、その
差分が加算器１６の出力として電流制御部８に与えられ
る。

電流制御部８では与えられた差分によって点弧角制御部
９に電圧指令値を出力し、この電圧指令値により点弧角
制御部９はサイリスク装置１０の点弧角を制御する。

これによって電動機３には印加された負荷τ、と釣合う
電流が流れる。

ここで大切なことは、実負荷τ、が圧延ロール１からシ
ャフトを介して実際に電動機３に印加されるまでの時間
と、ロードセル１２によって検出される圧延荷重が制御
系に加えられ電動機３に電流変化を生じさせるまでの時
間とがタイミング的に一致することである。

本発明の場合、負荷検出の手段として圧延荷重を検出す
るのでタイミングを一致させることが可能である。

すなわち、圧延材が圧延ロールに咬み込まれてからシャ
フトを介して電動機３に負荷τ□が伝わるまでの時間は
通常１００〜２００ｍ５かかり、一方圧延材が圧延ロー
ルに咬み込まれてからロードセルで荷重を検出するまで
の時間は５０〜１００ｍ５であるので、荷重によって側
車系を動作させ電動機３の電流を変化するタイミングと
実負荷τ、が電動機３に印加されるタイミングとを一致
させ得る。

このタイミング一致のために、負荷制御部１３には一次
進み遅れ回路を設けている。

この様にして、圧延材咬み込み時における電動機３のイ
ンパクトドロップを防止できる。

また、その後圧延続行中においても、圧延負荷が変動す
ればそれに比例した圧延荷重Ｐを検出し、電動機３の電
流を制御するので、常にインパクトドロップは生じない
のである。

加速、減速あるいは張力制御のために圧延速度を変更す
る場合には、速度制御部６の入力ωｐ（速度指令値）を
変更すればよい。

このωｐの変更により加減速電流■えが電流制御部８に
与えられ、これにより電動機３はその速度をωｐにして
運転される。

第４図に示す実施例のブロック図を第５図に示している
。

この図において、第２図と同様の番号および符号は同様
の内容を示す。

１３′は第４図の１３に相当するもので、−次進み遅れ
要素１ ＋Ｔ Ｐ２Ｓ と負荷変換ゲインに、との積
で表わ１＋Ｔ、Ｓ される。

１４′は第４図の１４に相当し、所定速度までは１を出
力し、それ以上ではω／ω８に比例する信号を出力する
関数発生器を表わしている。

１５′は第４図の１５に相当し、これにより速度補正を
行なう。

図のτ１は実負荷を表わし、これが電動機３に加わる負
荷に相当する。

実負荷τ□から破線で負荷制御部１３′への入力が示さ
れているが、これは負荷を荷重Ｐで検出することを示し
たにすぎない。

以上詳細に説明した様に本発明は、応答の早い圧延荷重
検出により負荷を検出し、実負荷が電動機に加わるとき
にその実負荷に相当する電流を流すので、インパクトド
ロップをほぼ完全になくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における圧延機の速度制御装置の一例を示
す図、第２図は第１図の装置をブロック図化したブロッ
ク図、第３図はインパクトドロップを示す図、第４図は
本発明の一実施例を示す図、第５図は第４図の実施例を
ブロック図化した図である。 符号の説明、１・・・・・・圧延ロール、２・・・・・
・圧延材、３・・・・・・電動機、４・・・・・・速度
検出器、５・・・・・・加算器、６・・・・・・速度制
御部、７・・・・・・加算器、８・・・・・・電流制御
部、９・・・・・・点弧角制御部、１０・・・・・・サ
イリスク装置、１１・・・・・・電流検出器、１２・・
・・・・ロードセル、１３・・・・・・負荷制御部、１
４・・・・・・関数発生器、１５・・・・・・乗算器、
１６・・・・・・加算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延ロール回転用電動機と、該電動機の速度を検出
   する速度検出器と、速度設定値と該速度検出器の出力と
   の偏差に基づいて電流指令を出力する速度制御部と、前
   記電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、該電流
   指令と該電流検出器の出力との偏差に基づいて電圧指令
   を出力する電流制御部と、該電圧指令により前記電動機
   を駆動するサイリスク装置の点弧角を制御する点弧角制
   御部とを有する圧延機の速度制御装置において、圧延ロ
   ールに加わる圧延荷重を検出する圧延荷重検出器と、該
   圧延荷重検出器の出力を取込み負荷に応じた負荷制御信
   号を出力する負荷制御部と、前記速度検出器の出力を取
   込み該実速度が予定のベース速度以下のとき１を、ベー
   ス速度以上のとき実速度とベース速度の比の値を出力す
   る関数発生器と、該関数発生器の出力と前記負荷制御信
   号との乗算値を前記電流指令の補正信号として与える乗
   算器とを設けたことを特徴とする圧延機の速度制御装置
   。