JPS5914459Y2 - 巻取機張力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は鉄鋼圧延ラインにおけるストリップの巻取機張
力制御装置に関するものである。

第１図は、従来のコイラー装置の概略図を示すもので、
同図中１はストリップ、２はその仕上圧延スタンド、３
はコイラー５にストリップ１を導く為のピンチロール、
４はそのガイド、５はストリップを巻き取るコイラー、
６はコイラーを駆動する直流電動機、７は直流電動機の
電機子電流Ｉのある値以上で動作する、すなわち、コイ
ラー５にストリップ１が巻き付いたことを検出する為の
負荷検出リレー７を、それぞれ示すもので゛ある。

第２図は従来のコイラー張力制御装置の概略構成図であ
る。

同図中６は直流電動機、１９は前記直流電動機６と機械
的に結合した回転計発電機、１２は速度基準信号Ｓｒと
速度帰還信号Ｓｆの偏差を入力し、電流基準信号Ｃｒを
出力する、第３図中に構成を示す速度制御増巾器である
。

１３は電流基準信号Ｃｒを一定値以下に制限する出力リ
ミット回路、１４は電機子電流Ｉを検出し、電流帰還信
号Ｃｆを出力する電流検出器、１５は前記電流基準信号
Ｃｒと電流帰還信号Ｃｆの偏差Ｃｅを入力し電流偏差信
号を出力する電流制御増幅器、１６は前記電流偏差信号
に基いてゲート制御パルスを出力する位相制御増巾器、
１７は前記ゲート制御パルスにより出力電圧を変化させ
直流電動機６を速度制御する逆並列サイリスタ電源であ
る。

７ａ１，７ａ２は第１図に於ける負荷検出リレー７の常
開接点であり、負荷検出リレー７が動作すると接点７ａ
ｌ、７ａ２は閉じる。

２４は前記出力リミット回路１３に電機子電流Ｉの制限
値を設定する電機子電流リミット設定器、２５は接点７
ａ１を通して前記速度増巾器１２に速度基準値Ｓｒに加
算するオフセット値Ｓｏｆを与える速度基準オフセット
設定器である。

２７は張力基準信号Ｔｒを入力し、増巾して接点７ａｚ
を通し、電流制御増巾器１５の一人力とする第３図中に
その構成を示す張力制御増巾器である。

１１は第１図コイラー５のコイル径に比例した信第Ｄｃ
を入力とし、コイル径と電動機６の界磁束を比例させる
ための界磁制御回路で、３４は界磁巻線である。

第３図は前記張力制御増巾器２７および速度制御増巾器
１２の回路構成を示し、５１〜５３は演算増巾器、５０
はダイオード、５４〜６１は抵抗である。

演算増巾器５３の出力が電流基準信号Ｃｒとなり、この
演算増巾器５３は電流基準出力信号Ｃｒの電圧レベル調
節を行なうもので、第２図では省いである。

接点７ａｚが閉じている場合、演算増巾器５１の出力が
、演算増巾器５２の出力電位を、抵抗５４と６０の並列
インピーダンスと抵抗５６のインピーダンスで分圧した
値以下の場合には、演算増巾器５２の出力はダイオード
５０をへて演算増幅器５１に引き込まれる事となり、抵
抗６０への人力電位は演算増巾器５１の出力電位がその
ままもたらされる。

逆に演算増巾器５１の出力が前記の演算増巾器５２の出
力を分圧した値以上の場合、ダイオード５０は抵抗６０
の入力電位が分圧した電位ち至ると不導通となり抵抗６
０の入力電位は分圧した電位で固定される。

即ち、張力制御増巾器２７の張力基準出力が速度制御増
巾器１２の速度基準出力以下から張力基準が電流基準と
して演算増巾器５３に入力され、張力基準出力よりも速
度基準出力が小さくなれば、速度基準出力が電流基準と
して演算増巾器５３の入力となる。

かかる構成に於いて、第１図中のコイラー５と仕上圧延
スタンド２ないしピンチロール３との間で張カ一定制御
を行なう。

これに伴い、ストリップ巻き取り開始時に速度制御から
張力制御に切換える。

即ち、コイラー５にストリップ１が巻き付く以前には、
ストリップがコイラーに巻き付いた時にたるまない為、
ストリップ１の仕上圧延速度をコイラー５の速度より僅
かに高くなるようコイラー５の速度制御を行なう。

巻き付き始めから巻き取り中は、張カ一定で巻き取る為
に張力制御を行なう。

張力制御はコイル径りと界磁束のを比例させ、張力Ｆと
電機子電流■を比例させ、電流制御をすることによって
張カ一定制御を行なうものである。

即ち、モータートルクＴはに１を比例定数とすると、Ｔ
−に１Φ■・・・・・・（１）で゛あり、張力Ｆとモー
タートルクＴの関係はＦ−■−丁＝に１ΦＩ・・・・・
・（２）となる。

従って界磁束Φとコイル径りを比例させれば、Ｋ２を比
例定数とするとＦ＝に２Ｉ・・・・・・（３）となり、
電機子電流■を一定とすれば張力Ｆは一定となる。

ここで界磁束Φとコイル径りを比例させた信号Ｄｃを第
２図の界磁制御回路１１の界磁電流基準信号として与え
ている。

第２図に於いて、速度制御から張力制御への切換えを説
明する。

ストリップ１がコイラー５に巻き付く以前は、速度基準
信号Ｓｒにより速度制御を行ない、この時出力リミット
回路１３の出力制限値は直流電動機の電流制限値ｌ１１
ｍで与えられている。

そしてストリップ１がコイラー５に巻き付いた時負荷検
出リレー７により接点７ａ１が閉じ、速度基準信号Ｓｒ
と相関性を有する大きさの速度基準オフセット値Ｓｏｆ
を重畳し速度制御増巾器１２の人力とし、速度制御増巾
器１２の出力を電流制限値まで飽和させる。

しかし、同時に接点７ａ２が閉じる事により張力基準信
号Ｔｒが張力制御増巾器２７を通して出力される。

速度制御増巾器１２の飽和出力は張力制御増巾器２７の
出力より大きいので、第３図の張力制御増巾器２７に引
き込まれる事になり、電流基準信号Ｃｒとしては、張力
基準信号が出力される。

即ち接点７ａ２が閉じた場合、張力基準出力と速度基準
出力の内の低い方が電流基準信号Ｃｒとして作用する。

又この場合には速度制御増巾器１２の回路は、コイラー
５の速度リミットを与える機能を有している。

即ち、ストリップ１が破断した場合は、それ迄ストリッ
プ１とコイラー５間での張力を生ぜしめた負荷トルクが
無くなる事により加速トルクとなりコイラー５の速度が
上昇する。

速度帰還信号Ｓｆの増加により、速度制御増巾器１２の
入力偏差が絞られる事によりその出力も出力リミット回
路１３の制限値以下となって、この速度制御増巾器１２
の出力が電流基準となる。

ここで、速度制御増幅器１２の出力が絞られることによ
り、電機子電流が減少して負荷検出リレー７の接点７ａ
１が開となり、結局、速度基準信号Ｓｒが速度制限値と
なる。

第４図はストリップ１がコイラー５に巻き取られる時の
、電機子電流■の過渡特性を示したもので、■Ｉｉｍは
電流制限値Ｔｒは張力基準信号、ｈは負荷検出リレー７
の動作電流設定値をそれぞれ示している。

速度制御しているコイラー５にストリップ１が時刻ｔ１
で巻き付くと、コイラー５はストノツプ１を引っ張り巻
き付けるので、コイラー５の負荷が大きくなり、直流電
動機６の電機子電流Ｉが増加する。

負荷検出リレー７はこの電機子電流Ｉの増加により、動
作電流設定値りを越えた時刻ｔ２で付勢され、接点７ａ
２の動作おくれにより時刻ｔ４で負荷検出リレー７の接
点７ａ２が閉路する事により、速度制御から張カ一定制
御に切換わリ、はぼ時刻ｔ５で電流Ｉは張力基準値Ｔｒ
相当の一定値になる。

従って、ストリップがコイラーに巻き付いてから、張カ
一定制御に移行する迄には直流電動機の電機子電流Ｉは
、第４図に示す如く直流電動機の電機子電流リミット値
■１ｉｍに達し、ストリップに過大な張力が加わって、
巻き取り製品の品質を損う欠点を有する。

本考案は前記の欠点を除去するためになされたもので、
ストリップがコイラーに巻き取られる際にストリップに
過大な張力を加える事なく、円滑に速度制御から張力制
御に移行させることのできる巻取機張力制御装置を提供
することを目的とするものである。

以下本考案を第６図に示す一実施例に基づいて説明する
。

第６図中、第２図と同一符号のものは同一のものである
ことを表わし、その説明は省略する。

７ａ３は、第１図負荷検出リレー７の常開接点であり、
７ｂ１は常閉接点である。

これらの接点７ａｌ、７ｂｌにより出力リミット回路１
３へ与える出力制限信号の切換回路を構成する。

なお負荷検出リレー７の常開接点７ａ１，７ａ２の接続
は従来のものと同じである。

電流リミット設定器２４の出力は接点７ａ２を介して出
力リミット回路１３の出力制限信号ＳとしてＡ点に与え
られ、張力基準信号Ｔｒは接点７ｂ１を介して同じく出
力リミット回路１３の出力制限信号ＳとしてＡ点に与え
られている。

ストリップ１がコイラー５に巻き付く寸前では負荷検出
リレー７は動作しないので、接点７ｂｔを介して張力基
準信号Ｔｒが出力リミット回路１３の出力制限開始信号
Ｓとして与えられる。

従って出力リミット回路１３により速度制御増幅器１２
の出力制限値は張力基準信号Ｔｒに相等する第５図の電
磁子電流ＩＴｒである。

このとき、即ち第５図の時刻ｔ１の寸前ではコイラー５
にストリップ１が巻き付いていないので、電機子電流Ｉ
は出力制限値ＩＴｒよりはるかに小さい。

時刻ｔ１でストリップ１が巻き付くと電機子電流Ｉは増
加し、時刻ｔ２でＩＡに達し負荷検出リレー７が動作す
る。

リレー７の接点の動作おくれのため時刻ｔ３で接点７ａ
１，７ａ２，７ａ３は閉路し７ｂ１は開路する。

しかし時刻１１〜１３間は接点７ｂｔは閉路しているた
め、この間は電磁子電流Ｉは出力制限値ＩＴｒ以上にな
ることはない。

時刻ｔ３で接点７ｂ、は開路し接点７ａ３が閉路するの
で、出力リミット回路１３の出力制限値は電流リミット
２４の設定値ｌ１１ｍとなる。

このため速度制御増巾器１２の出力制限値は電流リミッ
ト設定値Ｉ ｌｉｍとなるが、接点７ａ２も閉路してい
るため張力制御増幅器２７の出力ＩＴｒも現れようとす
る。

しかし張力基準信号Ｔｒを入力した張力制御増幅器２７
の出力、即ち第５図の電流■。

ｒの方がこのときの速度制御増巾器１２の出力制限値Ｉ
ｌｉｍより小さいので、第３図についての前記説明の
ように電流基準信号Ｃｒとしては張力基準信号Ｔｒに相
当する■。

ｒのみが現れる。

このようにして時刻ｔ１〜ｔ３までは電機子電流■は電
流出力制限値ＩＴｒによって抑えられ、時刻ｔ３以後も
張力基準信号Ｔｒに相当するＩｒｒが電流基準信号Ｃｒ
となるので、この信号Ｃｒは出力制限値１１１ｍになる
機会はない。

従って第４図に於ける電機子電流Ｉのオーバーシュート
部、即ち第５図の点線で示した従来の電機子電流中の斜
線部分がなくなり、実線で示した電機子電流Ｉとなり、
ストリップに過大張力を与えることはない。

なお図示していないが、ストリップ検出器によりストリ
ップ１がコイラー５に巻き取られる直前にストリップの
先端の通過を検出し、速度制御時の出力リミット回路１
３に与えている電流制限値ｌ１１ｍから張力基準信号Ｔ
ｒへと移行させる。

これにより、ストリップ１がコイラー５に巻き取られる
以前の速度制御に於いて、急加減速が必要である場合に
は、電流制限値ｌ１１ｍを与えであるので、加減速時間
が長びくことはない。

上記説明のように本考案によれば、ストリップがコイラ
ーに巻き取られる際の電機子電流のオーバーシュートに
伴なうストリップへの過大な張力を加えることなく、負
荷検出リレーの接点７ａ３．７ｂ１の動作により張力基
準信号Ｔｒを生かし、かつ７ａ２が動作し、張力制御増
巾器２７の出力が生かされスムースに速度制御から張力
制御に移動する。

このようにして、巻き取り製品の品質を損なう事なく、
歩留りを良くするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコイラー装置の概略構成図、第２図は従来のコ
イラー張力制御装置のブロック図、第３図は張力制御増
巾器及び速度制御増巾器の回路図、第４図は従来装置に
於けるコイラー駆動電動機の電機子電流の過渡特性図、
第５図は本考案に於けるコイラー駆動電動機の電機子電
流の過渡特性図、第６図は本考案による張力制御装置の
一実施例のブロック図である。 １・・・・・・ストリップ、２・・・・・・仕上スタン
ド、３・・・・・・ピンチロール、５・・・・・・コイ
ラー、６・・・・・・直流電動機、７・・・・・・負荷
検出リレー、］２・・・・・・速度制御増巾器、１３・
・・・・・出力リミット回路、１５・・・・・・電流制
御増巾器、２４・・・・・・電流リミット設定器、２５
・・・・・・速度基準オフセット設定器、２７・・・・
・・張力制御増巾器、Ｓｒ・・・・・・速度基準信号、
Ｔｒ・・・・・・張力基準信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 出力リミット回路によって出力を制限する速度制御増幅
   器の出力と張力基準信号を入力する張力制御増幅器の出
   力のいずれか小さい方の出力を電流制御増幅器の電流基
   準とし直流電動機を制御する張力制御装置において、前
   記直流電動機の電流が所定値以上になったとき動作する
   負荷検出リレーと、前記負荷検出リレーにより前記出力
   リミット回路の出力制限信号を前記直流電動機の許容電
   流設定信号から前記張力基準信号に切換える切換回路を
   設けたことを特徴とする巻取機張力制御装置。