JPS5986561A - 張力制御装置 - Google Patents
張力制御装置Info
- Publication number
- JPS5986561A JPS5986561A JP57196051A JP19605182A JPS5986561A JP S5986561 A JPS5986561 A JP S5986561A JP 57196051 A JP57196051 A JP 57196051A JP 19605182 A JP19605182 A JP 19605182A JP S5986561 A JPS5986561 A JP S5986561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- motor
- value
- tension
- electromotive force
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
Landscapes
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は帯状またはこれと類似の材料を巻取シ２巻戻
しするリールの張力制御装置に関する。
しするリールの張力制御装置に関する。
一般に、この種の張力制御装置は材料の巻取シ。
巻戻しによる材料コイル径の変化および材料速度の変化
に応じて駆動電動機のトルクを制御し、材料にかかる張
力を一定に保つことが要求される。
に応じて駆動電動機のトルクを制御し、材料にかかる張
力を一定に保つことが要求される。
第１図は一般的なリール駆動方式を示す概略図である。
すなわち、帯状の材料Ｓは、電動機１によって駆動され
るリール２によって巻取シまたは巻戻される。３，４は
それぞれ電′機子電流、界磁電流を制御するためのサイ
リスタ変換器である。なお、巻取９９巻戻しはその方向
が異なるだけで全く同様に考えることができるので、以
下は巻取シの場合についてのみ説明し、巻戻しについて
は省略する。ここで、材料にかかる張力をＴ１電機子電
流をＩ、電動機界磁電流すなわち磁束をΦ、逆起電力を
Ｅ１コイル径をり、材料の速度をＶ。、電動機回転数を
Ｎとすると、これらの間には次のような関係式が成立す
る。なお、Ｋ１−に３は比例定数である。
るリール２によって巻取シまたは巻戻される。３，４は
それぞれ電′機子電流、界磁電流を制御するためのサイ
リスタ変換器である。なお、巻取９９巻戻しはその方向
が異なるだけで全く同様に考えることができるので、以
下は巻取シの場合についてのみ説明し、巻戻しについて
は省略する。ここで、材料にかかる張力をＴ１電機子電
流をＩ、電動機界磁電流すなわち磁束をΦ、逆起電力を
Ｅ１コイル径をり、材料の速度をＶ。、電動機回転数を
Ｎとすると、これらの間には次のような関係式が成立す
る。なお、Ｋ１−に３は比例定数である。
ｖｏＴ ＝ ＫＩ Ｅ Ｉ ・・・
・・・・・・・・・（１）Ｅ ””Ｋ２ΦＮ
・・・・−・・−・・−（２）ｖ、） ＝
Ｋ３ ＤＮ ・・・・・・・・
・・・・（３）上記（１）〜（３）式よｐ Ｅ 、 ｖ
６およびＮを消去してＴを求めると、 Φ Ｔ＝に４− Ｉ （Ｋ４；比例定数） ・・・・・・
（４）同様にΦ、ＤおよびＮを一消去すれば、なる関係
式が得られる。
・・・・・・・・・（１）Ｅ ””Ｋ２ΦＮ
・・・・−・・−・・−（２）ｖ、） ＝
Ｋ３ ＤＮ ・・・・・・・・
・・・・（３）上記（１）〜（３）式よｐ Ｅ 、 ｖ
６およびＮを消去してＴを求めると、 Φ Ｔ＝に４− Ｉ （Ｋ４；比例定数） ・・・・・・
（４）同様にΦ、ＤおよびＮを一消去すれば、なる関係
式が得られる。
したがって、界磁磁束Φ全界磁電流Ｉｆから演算により
張力Ｔを目標値に保つ方式、同様にして上記（５）式の
関係式を満たすように電動機電流Ｉ （Ｉ＝がそれぞれ
提案されている。なお、必要ならば、前者については例
えば特公昭４７−１２０８６号公報を、また後者につい
ては例えば特公昭５０−２２１９２号公報を参照された
い。しかしながら、前者の方式に１れば、界磁電流Ｉｆ
と磁束Φの関係が非線形であシ、かつ電機子反作用の影
響で電機子反作用によシ磁束Φが変化することから磁束
Φの演算に誤差が生じるばかシでなく、界磁電流Ｉｆと
磁束Φとの関係が非線形であることからその調整が容易
では彦いとい５欠点を有している。一方、後者の方式で
は、特に低速域においては速度Ｖ。
張力Ｔを目標値に保つ方式、同様にして上記（５）式の
関係式を満たすように電動機電流Ｉ （Ｉ＝がそれぞれ
提案されている。なお、必要ならば、前者については例
えば特公昭４７−１２０８６号公報を、また後者につい
ては例えば特公昭５０−２２１９２号公報を参照された
い。しかしながら、前者の方式に１れば、界磁電流Ｉｆ
と磁束Φの関係が非線形であシ、かつ電機子反作用の影
響で電機子反作用によシ磁束Φが変化することから磁束
Φの演算に誤差が生じるばかシでなく、界磁電流Ｉｆと
磁束Φとの関係が非線形であることからその調整が容易
では彦いとい５欠点を有している。一方、後者の方式で
は、特に低速域においては速度Ｖ。
および逆起電力Ｅの値がともに小さくなるためＶ。／Ｅ
の演算に誤差が生じるという欠点がある。また、電機子
電流■を求めるために逆起電力Ｅが必要となシ、このた
め例えばソフトウェア機器によって電機子電流Ｉを求め
ようとすると、その分だけ入力情報が増すことになると
いう難点を有している。
の演算に誤差が生じるという欠点がある。また、電機子
電流■を求めるために逆起電力Ｅが必要となシ、このた
め例えばソフトウェア機器によって電機子電流Ｉを求め
ようとすると、その分だけ入力情報が増すことになると
いう難点を有している。
なお、この点については、前者の方式における電機子電
流■と界磁電流工ｆとの慣係と同様である。
流■と界磁電流工ｆとの慣係と同様である。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、構成が簡単で
しかも精度の高い張力制御装置を提供することを目的と
する。
しかも精度の高い張力制御装置を提供することを目的と
する。
その特徴は、材料の張力を目標値に保つために必要な電
＆ＩＪ機トルクから電機子電流目標値を演算する張力制
御回路に電動機回転数に応じて所定の出力を発生する関
数発生器を設け、これによシ電ｕＪ機電流目標値をその
回転数に応じて変更するようにした点にある。
＆ＩＪ機トルクから電機子電流目標値を演算する張力制
御回路に電動機回転数に応じて所定の出力を発生する関
数発生器を設け、これによシ電ｕＪ機電流目標値をその
回転数に応じて変更するようにした点にある。
実施例の説明をする前に、その原理について説ＦＩＩ］
する。電機子反作用■、逆起電力をＥ、電動機回転数を
Ｎとすると、電動機トルクτＭは１Ｍ−１（Ｇ 、 ”
（Ｋ６ ｙ比例定数） ・・・・・・・・・（６）
と表わされる。この（６）式から電動機トルクはＩ ＝
ｆ （Ｎ）τＭ 曲・・−・−・・・−・
・（８）となる。この場合、電動機トルクは所定の演算
によって求めることができるから、関数ｆ （Ｎ）を適
宜に選択して上記（８）式を満足するように電機予電Ｍ
ｅＩを制御すればよいことがわかる。なお、電動機トル
クτＭは張力設定値と材料のコイル径りとを乗算して求
められる所定の張力を張るためのトルクτｌと、材料の
巻取フ速度ｖｅの変化に応じて演算される加減速トルク
τ２とを加算して求めるこ左ができる。また、かかる張
力制御方式では、一般に界磁弱め制御が行なわれること
から、上記関数ｆ （Ｎ）は電動機の回転数（回転速度
）をＮ、基底速度（最も界磁が強い状態での定格回転速
度）ｅＮｓとすれば、 Ｏ≦Ｎ≦Ｎｓ；ｆ（Ｎ）−＝一定 Ｎ）Ｎｓ ； ｆ （Ｎ） ｏｃＮ の如く選ぶことができ、この特性を図示すると第２図の
ようになる。なお、第２図は電動機回転数に対する関数
ｆ （Ｎ）の関係を示す特性図である。
する。電機子反作用■、逆起電力をＥ、電動機回転数を
Ｎとすると、電動機トルクτＭは１Ｍ−１（Ｇ 、 ”
（Ｋ６ ｙ比例定数） ・・・・・・・・・（６）
と表わされる。この（６）式から電動機トルクはＩ ＝
ｆ （Ｎ）τＭ 曲・・−・−・・・−・
・（８）となる。この場合、電動機トルクは所定の演算
によって求めることができるから、関数ｆ （Ｎ）を適
宜に選択して上記（８）式を満足するように電機予電Ｍ
ｅＩを制御すればよいことがわかる。なお、電動機トル
クτＭは張力設定値と材料のコイル径りとを乗算して求
められる所定の張力を張るためのトルクτｌと、材料の
巻取フ速度ｖｅの変化に応じて演算される加減速トルク
τ２とを加算して求めるこ左ができる。また、かかる張
力制御方式では、一般に界磁弱め制御が行なわれること
から、上記関数ｆ （Ｎ）は電動機の回転数（回転速度
）をＮ、基底速度（最も界磁が強い状態での定格回転速
度）ｅＮｓとすれば、 Ｏ≦Ｎ≦Ｎｓ；ｆ（Ｎ）−＝一定 Ｎ）Ｎｓ ； ｆ （Ｎ） ｏｃＮ の如く選ぶことができ、この特性を図示すると第２図の
ようになる。なお、第２図は電動機回転数に対する関数
ｆ （Ｎ）の関係を示す特性図である。
つまシ、電動機回転速度が基底速度ＮｓＫ達する迄の間
は界磁は最強の所定値に維持され、その磁束値はわかっ
ているので１／Φに比例する関数ｆ （Ｎ）は一定値で
よく、基底速度Ｎｓを越えたら関数ｆ （Ｎ）を回転数
Ｎに比例させるようにするものである。
は界磁は最強の所定値に維持され、その磁束値はわかっ
ているので１／Φに比例する関数ｆ （Ｎ）は一定値で
よく、基底速度Ｎｓを越えたら関数ｆ （Ｎ）を回転数
Ｎに比例させるようにするものである。
第３図はこの発明の実施例を示す構成図、第４図は弱め
界磁制御を行なう場合の磁束、逆起電力と回転数との関
係を示す特性図である。第３図において、１は電動機、
２はリール、３，４は例えばサイリスタ変換器、５は電
機子電流制御装置、６は界磁制御装置、−７は逆起電力
演算器、８は演算装置、ＳＥｌ 、 ＳＦ３は設定器、
ＧＥは速度発電機である。該演算装置８ｔｊ：、さらに
コイル径演算器８１、加減速補償演算器８２、掛算器８
３．８４および関数発生器８５等から構成されている。
界磁制御を行なう場合の磁束、逆起電力と回転数との関
係を示す特性図である。第３図において、１は電動機、
２はリール、３，４は例えばサイリスタ変換器、５は電
機子電流制御装置、６は界磁制御装置、−７は逆起電力
演算器、８は演算装置、ＳＥｌ 、 ＳＦ３は設定器、
ＧＥは速度発電機である。該演算装置８ｔｊ：、さらに
コイル径演算器８１、加減速補償演算器８２、掛算器８
３．８４および関数発生器８５等から構成されている。
すなわち、電動機１に与えられる電流Ｉおよび電圧■か
ら逆起電力演算器７によって逆起電力Ｅが演算されるの
で、界磁制御装置６では演算逆起電力Ｅまたは界磁電泥
工ｆが設定器ＳＥ１によって設定される所定の値となる
ようにサイリスタ変換器４の位相制御を行なう。この場
合、界磁電流す外わち磁束Φは、第４図に示されるよう
に電動機の起動時には最強となるようにされ、所定の回
転数（基底速度Ｎｓ ）に達したら界磁を弱めるととも
に逆起電力Ｅが最大となるようにする、いわゆる弱め界
磁制御が行なわれる。一方、電動機電流すなわち電機予
定ｐ；ｔ Ｉは、界磁電流制御装置５によって所定の目
標値Ｉ＊となるようにサイリスタ変換器３０位相制御が
行なわれる。電流目標値工８は、演算装置８によって次
の如く演算される。コイル径演算器８１は、速度発電−
ＧＥによυ検出される電動機回転数Ｎおよび材料の巻取
多速度Ｖ。からリー／Ｌ’２（７）コイ／Ｌ’径Ｄ（Ｄ
ｏｃｖ８７／Ｎ）を演算し、乗算器８３および加減速演
算器８２に与える。乗算器８３では、該コイル径りと設
定器ＳＥ２から与えられる張力設定値とを乗算して所定
の張力を張るためのトルクτ１を演算し、加減速補償演
算器８２は該コイル径りと巻取多速度Ｖ。とから電動機
の加減速時に必要なトルクτ２を演算する。一方、関数
発生器８５は速度検出器ＧＥを介して与えられる回転数
Ｎに応じて第２図に示される如き特性の出力ｆ（Ｎ）を
出すので、乗算器８４では、該出力ｆ （Ｎ）と電動機
トルク〜とを乗算し、上記（８）式の如き関係を満たす
電動機電流指令値工＊を送出する。電機子電流制御装置
５は該電流指令値Ｉ＊にもとづいて電動子電流を制御し
、所定の張力を維持する。なお、上記演算装置８は例え
ばマイクロコンピュータ等からなるソフトウェア機器に
置き換えることができるＯ 以上のように、この発明によれば、工／ｆ′Ｍなる関ｐ
ｆ （Ｎ）を回転数Ｎのみによって得るようにしてい
るため、回路構成が著しく簡略化されるとともに、電機
子反作用による誤差も無くすことができるので簡単で高
精度の制御が可能になるという利点をもたらすものであ
る。
ら逆起電力演算器７によって逆起電力Ｅが演算されるの
で、界磁制御装置６では演算逆起電力Ｅまたは界磁電泥
工ｆが設定器ＳＥ１によって設定される所定の値となる
ようにサイリスタ変換器４の位相制御を行なう。この場
合、界磁電流す外わち磁束Φは、第４図に示されるよう
に電動機の起動時には最強となるようにされ、所定の回
転数（基底速度Ｎｓ ）に達したら界磁を弱めるととも
に逆起電力Ｅが最大となるようにする、いわゆる弱め界
磁制御が行なわれる。一方、電動機電流すなわち電機予
定ｐ；ｔ Ｉは、界磁電流制御装置５によって所定の目
標値Ｉ＊となるようにサイリスタ変換器３０位相制御が
行なわれる。電流目標値工８は、演算装置８によって次
の如く演算される。コイル径演算器８１は、速度発電−
ＧＥによυ検出される電動機回転数Ｎおよび材料の巻取
多速度Ｖ。からリー／Ｌ’２（７）コイ／Ｌ’径Ｄ（Ｄ
ｏｃｖ８７／Ｎ）を演算し、乗算器８３および加減速演
算器８２に与える。乗算器８３では、該コイル径りと設
定器ＳＥ２から与えられる張力設定値とを乗算して所定
の張力を張るためのトルクτ１を演算し、加減速補償演
算器８２は該コイル径りと巻取多速度Ｖ。とから電動機
の加減速時に必要なトルクτ２を演算する。一方、関数
発生器８５は速度検出器ＧＥを介して与えられる回転数
Ｎに応じて第２図に示される如き特性の出力ｆ（Ｎ）を
出すので、乗算器８４では、該出力ｆ （Ｎ）と電動機
トルク〜とを乗算し、上記（８）式の如き関係を満たす
電動機電流指令値工＊を送出する。電機子電流制御装置
５は該電流指令値Ｉ＊にもとづいて電動子電流を制御し
、所定の張力を維持する。なお、上記演算装置８は例え
ばマイクロコンピュータ等からなるソフトウェア機器に
置き換えることができるＯ 以上のように、この発明によれば、工／ｆ′Ｍなる関ｐ
ｆ （Ｎ）を回転数Ｎのみによって得るようにしてい
るため、回路構成が著しく簡略化されるとともに、電機
子反作用による誤差も無くすことができるので簡単で高
精度の制御が可能になるという利点をもたらすものであ
る。
第１図は一般的なリールぢ動方式を示す概略図、第２図
は関数ｆ （Ｎ）の電動機回転数に対する関係を示す特
性図、第３図はこの発明の実施例を示す構成図、第４図
は界磁弱め制御を行なう場合の回転数Ｎと磁束Φ、逆起
電力Ｅとの関係を示す特性図である。 符号説明 １・・・・・・電動機、２・−・−・・リール、３，４
・・・・・・サイリスタ変換器、５・−曲電機子電流制
御装置、６・・・・・−界磁制御装置、７・−・・−・
逆起電力演算器、８・・・・−・演算装置、８１・・・
・・・コイル径演算器、８２・叩・加減速補償演算器、
８３，８４・・・・・・乗算器、８５・−・・・関数発
生器、ＳＥｌ・・・・・・設定器、ＳＦ２・曲・張力設
定器、ＧＥ・・四速度発電機 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
は関数ｆ （Ｎ）の電動機回転数に対する関係を示す特
性図、第３図はこの発明の実施例を示す構成図、第４図
は界磁弱め制御を行なう場合の回転数Ｎと磁束Φ、逆起
電力Ｅとの関係を示す特性図である。 符号説明 １・・・・・・電動機、２・−・−・・リール、３，４
・・・・・・サイリスタ変換器、５・−曲電機子電流制
御装置、６・・・・・−界磁制御装置、７・−・・−・
逆起電力演算器、８・・・・−・演算装置、８１・・・
・・・コイル径演算器、８２・叩・加減速補償演算器、
８３，８４・・・・・・乗算器、８５・−・・・関数発
生器、ＳＥｌ・・・・・・設定器、ＳＦ２・曲・張力設
定器、ＧＥ・・四速度発電機 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
Claims (1)
- 所定の材料を巻取り２巻戻しするリールを駆動する電動
機に電力を供給する電源装置と、該電動機電圧および電
流から演算される逆起電力に応じて電動機界磁電流を制
御する界磁電流制御手段と、検出される電動機回転数と
前記材料の速度とから材料のコイル径を演算するととも
に該コイル径から材料に所定の張力を与えるためのトル
クおよび電動機加、減速時のトルクを演算しこれらトル
クの和で表わされる電動機トルクから電流指令値を演算
する演算手段と、該演算手段を介して与えられる電流目
標値にもとづいて前記電源装置を制御することによシミ
動機の電機子゛電流を制御する電機子電流制御手段とを
備えてなる張力制御装量において、電動機回転数に応じ
て所定の出力を発生する関数発生器を設け、該関数発生
器によシ前記電流目標値を電動機回転数に応じて変更す
ることを特徴とする張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196051A JPS5986561A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196051A JPS5986561A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 張力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986561A true JPS5986561A (ja) | 1984-05-18 |
| JPS6332705B2 JPS6332705B2 (ja) | 1988-07-01 |
Family
ID=16351374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196051A Granted JPS5986561A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008018466A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 伸線機における巻き出しトルク調整装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728848U (ja) * | 1980-07-28 | 1982-02-15 |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP57196051A patent/JPS5986561A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728848U (ja) * | 1980-07-28 | 1982-02-15 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008018466A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 伸線機における巻き出しトルク調整装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6332705B2 (ja) | 1988-07-01 |
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