JPS6240930A - 電動機の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、制御された張力でストリップ等の材料を巻
取り、あるいは巻戻すリールの材料速度を決める駆動機
の電動機制御装置に関するものである。

［従来の技術〕 第３図は従来の制御方法を示すもので、巻取機は下記の
とおり所定張力になるよう制御されている。

リール駆動用直流電動機のトルクＴは、材料に与えられ
る張力を１とし、リールの電気的及び機械的損失を無視
すれば、 Ｔ、（Ｆ　Ｄ　　　　　　　　　　・・・・・・・・・
（１）で与えられる。

ここにＤはリールに巻かれた材料の巻径である。

また、リールに巻かれた材料の巻径りは、リールの直径
を伽、材料の厚さをｈ１重電機とリール間の減速比をＧ
Ｒ，電動機の回転速度をＮとすると、Ｄ−Ｄｏ＋２ｈ　
　ＪＨｄｔ　　　　　−−・−・−（２）ＧＲ で表わされる。

さらに、リール駆動用直流電動機の出力Ｐは電動機の機
械損及び鉄損を無視すれば、 Ｐ　＝　（ＣＥＭＦ　）工＝ωＴ　　　・・・・・・・
・・（３）ωＴ、ＩＣＮＴ　　　　　　　　　　・・・
・・・・・（４）となる。但し、ＣＥＭＦはリール駆動
用直流電動機の逆起電力、■はリール駆動用直流電動機
の電機子電流、ωは角速度である。

が得られる。ここでに、は定数 張力を所定の値に制御することが可能となる。

第３図において、（１）は制御されるリール駆動用直流
電動機の電機子、（２）はこの電機子に連結され、回転
速度に応じた信号Ｎを導出する回転速度検出器、（３）
は入力される電流基準値に応じた電機子電流を上記電機
子（１）へ供給する電機子電流制御装置であり、電流検
出器（４）から電機子電流の実測値をフィードパンクさ
れる。（５）は逆起電力制御器で、電機子電流、電機子
端子電圧を入力し、これらの値に従った界磁電流基準値
を出力する逆起電力制御器で、運転中の電動機の逆起電
力ＣＥＭＦも導出する。（６）は逆起電力制御器（５）
の導出する界磁電流基準値に応じた界磁電流を界磁巻線
（７）へ供給する界磁制御器で、電流検出器（８）から
界磁電流の実測値をフィードバックしている。（９）は
上記逆起電力制御器（５）の導出した逆起電力ＣＥＭＦ
　、回転速度検出器（２）の導出した回転速度Ｎ、及び
設定されてい演算器、（１０）は（１１）の材料張力設
定器による設定値Ｆと上記演算器（９）の出力とを乗算
演算し、その演算結果を電流基＊（！：して電機子電流
制御装置（３）へ供給する乗算器である。（１２）は材
料を速度を決定している駆！ｇ１７機の駆動用直流電動
機の電機子、（１３）　ｌｒｉこの電機子に連結され、
回転速度を検出する回転速度検出器、（１４）は駆動機
の駆動用直流電動機の回転速度を入力される基準速度に
なるよう制御する回転速度制御装置、（１６）は材料の
巻取速度を設定する材料速度設定器（１５）は材料速度
設定器で設定された速度に応じて駆動機の駆動用直流電
動機の回転速度に変換する変換器である。

次に動作について説明する。

材料速度は材料速度設定器（１５）により設定されそれ
に応じた回転速度に変換器（１６）により変換されその
回転速度になるよう回転速度制御装置（１４）により制
御される。

回転速度検出器（２）により検出したリール駆動用直流
電動機の回転速度信号Ｎと逆起電力制御器（５）で導出
した逆起電力ＣＥＭＦと演算器（９）に設定されている
リール径設定値珈、材料厚さ設定値ｈ１電そして乗算器
（１０）で、演算器（９）によシ得られた号として電機
子電流制御装置（３）に入力する。したがって、前述式
（１）〜式（５）から明らかなように材料張力が一定と
なる。

さて、第４図は上記の制御装置により駆動されるリール
駆動用直流電動機の特性を示したものであり、材料速度
を一定とし、縦軸に各種の状態量を、横軸に材料巻径り
をとっている。第４図において、Ｎｏはリール駆動用直
流電動機の基低回転速度、■は電機子電流、φは界磁磁
束、Ｖは電機子電圧、Ｎ＃−を回転速度である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電動機の制御装置は、リールに巻取られる材料張
力の設定とリールの回転速度の基になる材料速度の設定
は個別かつ任意に行なわれている。

所定の張力を得るため材料速度の設定には、第２図のよ
うな材料張力と材料速度の相関表を見て行わねばならな
い。もし材料速度が所定の速度より大きく設定されると
、材料張力の不足が生じ材料の巻堅さ等に悪影響を及ぼ
す問題点があった。第２図は材料速度と制御ａｒ能な張
力の関係を示すものである。

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、材料張力が設定された所定の値に制御可能な
材料速度を設定する装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかわる電動機の制御装置は、材料へ与えら
れる張力の最大値（これを最大張力値と呼ぶ）及び巻取
られるコイルの最小コイル径と電動機の基底回転数より
その時の材料速度を算出しこの最大張力値、材料速度及
び設定される所定張力値とにより材料張力を所定張力値
に制御可能な材料速度の最適速度を演算及び設定する最
適速度設定装置を設けたものである。

［作用」 この発明においては、材料を巻取るための所定張力値が
設定されると最適速度設定装置により材料速度の最適値
を設定し、材料速度をその速度になるよう制御すること
によシリールに巻取られる材）ト張力を所定の値に制御
する。

〔発明の実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す最適速度制御装置
の構成図である。第１図において（１）〜（１５）は第
３図と同一のものであるので説明は省略しく１６）は材
料張力を所定の値に制御可能とする、材料速度の最適速
度を決定し設定する最適速度設定装置、（１７）は駆動
機、（１８）は巻取機、（１９）はストリップ等の材料
である。

材料に与えられる張力Ｆは（５）式と第４図より下記の
ようになる。巻取機駆動直流電動機の回転速度Ｎが逆起
電カ一定（定格）の範囲（基底速度ＮＢ乙Ｈ１最高速度
ＮＴ）で、電機子電流が最大（定格）、コイル径が最小
（最小コイル径）の時が材料張力は最大となり、回転速
度ＮがＮ＜ＮＢの範囲では逆起電力ＣＥＭＦが回転速度
Ｈに応じて下がる。

ここで張力Ｆを求める式はＮＢ＜Ｎ、＜ＮＴ　の範囲で
は、 ＣＥＭＦ一定（定格）材料速度マ＝πＤ　Ｎ　ｏｎとと
して（６）式を整理すれば Ｆ　＝に２　ｖ　　　　　　　　　　　”””’“°（
７）となる。よって巻取機の機械諸元、巻取機駆動用直
流電動機の定格から氷まる材料最大張力Ｈ’ｏは電機子
電流Ｉｎ（定格）、コイル径が最小で回転速度が基低速
度時の材料速度をＶｏとすればＦ　ｏ　””　Ｋ　２−
　　　　　　　　　・・・・・・・・・（８）Ｏ となる。

これより電機子電流エーエａ＆した場合の材料張力設定
器（１１）による設定値Ｆに対応する材料速度■は下記
式で求まる。

（８）式より （９）式を（７）式の工に代入して整理すると■＝ヱ虹
’ｖｏ　　　　　　　　　　・・・・曲・（１０）そし
て材料張力設定値Ｆに対応する材料速度Ｖを巻取リール
の材料速度を決める駆動機の駆動を行う直流電動機の回
転速度を制御する回転制御装置（１４）の基準速度とし
て変換器（１５）を介し設定する。

また前述の実施例では巻取機の場合について説明したが
、巻戻機であってもよく、前述の実施例と同様の効果を
得ることが出来る。

［発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、材料速度の設定を材
料張力よシ計算し設定する装置を組み人れ材料張力が不
足することを防止したので、材料張力の不足による材料
の巻堅さ等への悪影響を無くす効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の最適速度制御装置をストリップ等の
材料を巻取るリールの材料速度を決める駆動機の電動機
制御装置に組込んだ一実施例を示すブロック図、第２図
は巻取機によって巻取られる材料の速度と制御可能な張
力の関係を示す線図、第３図は従来の巻取りリールの材
料速度を決める駆動機の電動機制御装置の例を示すブロ
ック図、第４図は巻取りリール駆動用直流電動機の特性
を示す線図である。 図において、（１４）は回転速度制御装置、（１６）は
最適速度制御装置である なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 材料を巻取り、あるいは巻戻すリールを駆動する電動機
   の発生張力が、材料速度により制限される制御方式を適
   用したリールを有する処理ラインの、材料を送り出す駆
   動機用電動機の速度制御において、所要の張力に応じた
   材料速度を導出する装置、この装置の出力に従つて電動
   機の回転速度を制御する速度制御装置を備えたことを特
   徴とする電動機の制御装置。