JPS6327952B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6327952B2 JPS6327952B2 JP55090606A JP9060680A JPS6327952B2 JP S6327952 B2 JPS6327952 B2 JP S6327952B2 JP 55090606 A JP55090606 A JP 55090606A JP 9060680 A JP9060680 A JP 9060680A JP S6327952 B2 JPS6327952 B2 JP S6327952B2
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- JP
- Japan
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- motor
- acceleration
- current
- deceleration
- speed
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/04—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake
- H02P29/045—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はモータの速度制御方法に係り、特にモ
ータの加減速時の高精度速度制御を実現する速度
制御方法に関する。
ータの加減速時の高精度速度制御を実現する速度
制御方法に関する。
例えば、金属を加工するタンデム圧延機や連続
処理ラインでは、多数のモータが多数のロールを
駆動している。そして、これら多数のロールは、
互いに隣り合つたロールと圧延材などによつて連
絡されている。第１図のＡ〜Ｃは、夫々熱間タン
デム圧延機、冷間タンデム圧延機、連続処理ライ
ンを示す。
処理ラインでは、多数のモータが多数のロールを
駆動している。そして、これら多数のロールは、
互いに隣り合つたロールと圧延材などによつて連
絡されている。第１図のＡ〜Ｃは、夫々熱間タン
デム圧延機、冷間タンデム圧延機、連続処理ライ
ンを示す。
第１図においてハツチングをしたロールはモー
タに直接駆動されていることを表わす。ただし連
続処理ラインは１つおきにロールが駆動される場
合を示したが、全ロールを駆動している場合で
も、モータ駆動されているロール数がもつと少な
い場合でも、以下の説明は同じようにあてはま
る。
タに直接駆動されていることを表わす。ただし連
続処理ラインは１つおきにロールが駆動される場
合を示したが、全ロールを駆動している場合で
も、モータ駆動されているロール数がもつと少な
い場合でも、以下の説明は同じようにあてはま
る。
一般に、第１図のように材料を介して隣り合つ
たロールが連結されている場合、いろいろな外乱
によつてスタンド間には張力変動が発生し、材料
の寸法や操業の安定性に悪い影響を与える。特に
材料をはさんで隣り合つているロールを駆動する
モータどうしの速度比が乱れると大きな張力変動
が発生する。従来、このような張力変動を防止す
るため、モータの電流Ｉを検出し、次式によつて
決まる値をモータ速度の修正量としてフイードバ
ツクしていた。これは、一般にドルーピングと呼
ばれる。
たロールが連結されている場合、いろいろな外乱
によつてスタンド間には張力変動が発生し、材料
の寸法や操業の安定性に悪い影響を与える。特に
材料をはさんで隣り合つているロールを駆動する
モータどうしの速度比が乱れると大きな張力変動
が発生する。従来、このような張力変動を防止す
るため、モータの電流Ｉを検出し、次式によつて
決まる値をモータ速度の修正量としてフイードバ
ツクしていた。これは、一般にドルーピングと呼
ばれる。
ΔvP＝Ｚ・Ｉ ……(1)
Ｚ：ドルーピング定数
このドルーピング回路を備えたモータのブロツ
ク線図を第２図に示す。第２図において１がモー
タ制御回路、２は界磁電圧係数ζφ、３はモータ
のトルク伝達部、４はドルーピング回路を表わ
し、Ｊはロールとモータの慣性モーメントの和、
Ｓはラプラス変数を意味する。
ク線図を第２図に示す。第２図において１がモー
タ制御回路、２は界磁電圧係数ζφ、３はモータ
のトルク伝達部、４はドルーピング回路を表わ
し、Ｊはロールとモータの慣性モーメントの和、
Ｓはラプラス変数を意味する。
一般に、あるロールの前方張力（ロールからみ
て材料の進向方向側からロールに作用する張力）
をTf、後方張力をTbとしたとき、ロール駆動モ
ータに作用する負荷Ｗのうち張力成分は次のよう
に表わされる。
て材料の進向方向側からロールに作用する張力）
をTf、後方張力をTbとしたとき、ロール駆動モ
ータに作用する負荷Ｗのうち張力成分は次のよう
に表わされる。
Ｗ∝Tb−Tf
たとえば後方張力Tbが増すとモータの負荷が増
し、これに伴つて負荷電流Ｉが増える。このため
(1)式で決まるドルーピング速度修正量ΔvPが増
し、第２図からわかるようにモータの速度指令
vP′が小さくなる。したがつて、モータの速度が
下がりこのモータで駆動されているロールの後方
の張力Tbが緩和されることになる。
し、これに伴つて負荷電流Ｉが増える。このため
(1)式で決まるドルーピング速度修正量ΔvPが増
し、第２図からわかるようにモータの速度指令
vP′が小さくなる。したがつて、モータの速度が
下がりこのモータで駆動されているロールの後方
の張力Tbが緩和されることになる。
このように張力変動に対しては、それをおさえ
るように作用するドルーピング回路もモータの加
減速時にはかえつて悪い作用をする場合がある。
モータの加減速運転時にはモータの負荷電流に加
減速電流が重畳され、これもドルーピング回路を
介して速度指令値にフイードバツクされる。この
ため加減速途中の速度指令値vPと、実際にモータ
に出される加減速指令vP′とは異なることになる。
特に複数台のモータの加減速電流が異なる場合と
か、ドルーピング定数がモータによつて異なる場
合にはフイードバツク量ΔvPがスタンド毎にばら
ばらになりモータ間の速度のバランスがとれなく
なつてくる。
るように作用するドルーピング回路もモータの加
減速時にはかえつて悪い作用をする場合がある。
モータの加減速運転時にはモータの負荷電流に加
減速電流が重畳され、これもドルーピング回路を
介して速度指令値にフイードバツクされる。この
ため加減速途中の速度指令値vPと、実際にモータ
に出される加減速指令vP′とは異なることになる。
特に複数台のモータの加減速電流が異なる場合と
か、ドルーピング定数がモータによつて異なる場
合にはフイードバツク量ΔvPがスタンド毎にばら
ばらになりモータ間の速度のバランスがとれなく
なつてくる。
本発明はかかる従来方式の欠点に鑑み、モータ
の加減速時にも安定な運転をおこないうるような
モータの速度制御方法を提供することを目的にし
ている。
の加減速時にも安定な運転をおこないうるような
モータの速度制御方法を提供することを目的にし
ている。
本発明は、加減速電流分を検出し、モータの主
回路電流からこの成分を減算して求められるモー
タの負荷電流分をフイードバツクするようにした
点に特徴がある。
回路電流からこの成分を減算して求められるモー
タの負荷電流分をフイードバツクするようにした
点に特徴がある。
以下、この本発明を具体的な実施例により詳細
に説明する。
に説明する。
第３図に本発明の実施例を示す。第３図におい
て、第２図と同一記号のものは同一のものを指
す。また、第３図の１０は一次遅れ微分回路、１
１はゲイン乗算器を表わしている。この実施例の
動作を以下説明する。
て、第２図と同一記号のものは同一のものを指
す。また、第３図の１０は一次遅れ微分回路、１
１はゲイン乗算器を表わしている。この実施例の
動作を以下説明する。
一次遅れ微分回路の伝達関数６は次式で表わさ
れる。
れる。
Ｇ＝Ｓ／１＋TS ……(2)
ここで Ｓ；ラプラス変数
Ｔ；一次遅れ時定数
したがつて、ゲイン乗算器のゲインＫも考慮し
たとき、速度指令vPに対するゲイン乗算器の出力
側の信号Ia′は次のように表わされる。
たとき、速度指令vPに対するゲイン乗算器の出力
側の信号Ia′は次のように表わされる。
Ia′＝KS／１＋TSvP ……(3)
ここで、Ｋ，Ｔを次のように決める。
Ｋ＝Ｊ／ζφ ……(4)
Ｔ＝To ……(5)
ここで、To：モータ制御回路の応答を一次遅れ
式で近似したときの一次遅れ時定
数 ∴Ia′＝１／１＋ToS｛１／ζφＪ（SvP）｝……(6
) ここで、右辺の中カツコの中で速度指令の微分
値を求めていることから、この中カツコの中が加
速電流の指令値に相当していることがわかる。さ
らに、右辺では、その値に対しモータの制御回路
１での応答遅れ処理１／（１＋ToS）を施してい
るので、結局Ia′は速度指令vPに加減速指令が含
まれているとき、モータに発生する加減速電流を
求めていることになる。このIa′をモータの主回
路電流Ｉから除去しているので、ドルーピング回
路４へ入力する信号はモータの負荷電流だけとな
る。このとき、モータ毎に加減速電流の大きさが
異なつたり、ドルーピング定数Ｚがモータ毎に異
なつても、負荷電流すなわち張力信号がドルーピ
ング回路を介してモータ速度指令にフイードバツ
クされるので全体の張力変動が緩和され、系の安
定性を保つことができる。
式で近似したときの一次遅れ時定
数 ∴Ia′＝１／１＋ToS｛１／ζφＪ（SvP）｝……(6
) ここで、右辺の中カツコの中で速度指令の微分
値を求めていることから、この中カツコの中が加
速電流の指令値に相当していることがわかる。さ
らに、右辺では、その値に対しモータの制御回路
１での応答遅れ処理１／（１＋ToS）を施してい
るので、結局Ia′は速度指令vPに加減速指令が含
まれているとき、モータに発生する加減速電流を
求めていることになる。このIa′をモータの主回
路電流Ｉから除去しているので、ドルーピング回
路４へ入力する信号はモータの負荷電流だけとな
る。このとき、モータ毎に加減速電流の大きさが
異なつたり、ドルーピング定数Ｚがモータ毎に異
なつても、負荷電流すなわち張力信号がドルーピ
ング回路を介してモータ速度指令にフイードバツ
クされるので全体の張力変動が緩和され、系の安
定性を保つことができる。
ここで界磁電圧係数ζφはモータによつては一
定であるが、大型直流モータではしばしばモータ
の回転数によつて変えることがある。このとき、
ζφは次式で求めれば良い。
定であるが、大型直流モータではしばしばモータ
の回転数によつて変えることがある。このとき、
ζφは次式で求めれば良い。
ζφ＝Ｖ−Ｉ・ｒ−ＬdI／dt−VB／ｖ ……(7)
Ｖ ：モータ端子電圧
ｒ ：モータ主回路抵抗
Ｌ ：モータ主回路インダクタンス
VB：モータブラシ電圧降下
(7)式のかわりに次の近似式を用いてもかなり高
精度にζφを求めることができる。
精度にζφを求めることができる。
ζφ＝Ｖ／ｖ ……(8)
第４図に本発明の別の実施例を示す。第４図に
おいて第２図と同一の記号のものは同一のものを
示しており、２０は微分回路、２１は一次遅れ回
路を示しており、それぞれの伝達関数G20，G21
は次式で表わされる。
おいて第２図と同一の記号のものは同一のものを
示しており、２０は微分回路、２１は一次遅れ回
路を示しており、それぞれの伝達関数G20，G21
は次式で表わされる。
G20＝Ｊ／ζφＳ ……(9)
G21＝１／１＋ToS ……(10)
したがつて第４図中のIa″は次のように表わさ
れる。
れる。
Ia″＝１／１＋ToS｛１／ζφＪ（Sv）｝ ……(11)
上式の右辺は(6)式のvPのかわりに回転数の検出
値ｖを用いたもので、第４図とほぼ同等の効果が
ある。この方式は負荷が変動して速度が変化した
とき、この速度を戻すための加減速電流も補償で
きるという利点がある。
値ｖを用いたもので、第４図とほぼ同等の効果が
ある。この方式は負荷が変動して速度が変化した
とき、この速度を戻すための加減速電流も補償で
きるという利点がある。
ただしこの方式ではｖの検出値の変化から加減
速電流を求めるので、第４図の電流Ｉに加減速電
流が発生してから、それが回転数ｖに表われるま
でに遅れがある場合や回転数検出計５に大きな検
出遅れが含まれている場合には、加減速電流の検
出が遅れることになる。これを改良したものをも
う１つの実施例として第５図に示す。第５図にお
いて第３図、第４図と同一の記号のものは同一の
ものを示している。また第５図中の５は回転数検
出計の特性を示す伝達関数Gvを表わしている。
この特性を時定数がTvの一次遅れ式で近似する。
速電流を求めるので、第４図の電流Ｉに加減速電
流が発生してから、それが回転数ｖに表われるま
でに遅れがある場合や回転数検出計５に大きな検
出遅れが含まれている場合には、加減速電流の検
出が遅れることになる。これを改良したものをも
う１つの実施例として第５図に示す。第５図にお
いて第３図、第４図と同一の記号のものは同一の
ものを示している。また第５図中の５は回転数検
出計の特性を示す伝達関数Gvを表わしている。
この特性を時定数がTvの一次遅れ式で近似する。
すなわち
Gv＝１／１＋TvＳ
また図中の２２は電流Ｉからブロツク２０の出
力までの応答特性を表わす伝達関数GIであり、
ここではGIを次のように表わす。
力までの応答特性を表わす伝達関数GIであり、
ここではGIを次のように表わす。
GI＝１／１＋TTＳ
ここで、ブロツク２，３，２０に応答遅れがな
い場合には TT＝Tv となる。第５図の方式はvPの加減速指令による加
減速電流Ia′（指令分と呼ぶ）と負荷変動に伴う
速度変動を補償する加減速電流Ia（補償分と呼
ぶ）を別々に求め、電流検出値Ｉからこれを除去
してドルーピング回路４に入力するようにしたも
のである。この実施例によれば速度指令vPに含ま
れる加減速信号は第３図の実施例と全く同様にブ
ロツク１０，１１の部分で求めることができる。
い場合には TT＝Tv となる。第５図の方式はvPの加減速指令による加
減速電流Ia′（指令分と呼ぶ）と負荷変動に伴う
速度変動を補償する加減速電流Ia（補償分と呼
ぶ）を別々に求め、電流検出値Ｉからこれを除去
してドルーピング回路４に入力するようにしたも
のである。この実施例によれば速度指令vPに含ま
れる加減速信号は第３図の実施例と全く同様にブ
ロツク１０，１１の部分で求めることができる。
一方、速度ｖの変化はＩに含まれる加減速指令
と負荷の変化によつて生じるから、ｖの微分値に
相当するブロツク２０の出力Ia″には、指令分
Ia′と補償分Iaとが含まれている。このうち加
減速の指令分はブロツク１１の出力Ia′として検
出し、電流検出値Ｉから減算するようになつてい
るので、Ia″をさらにＩから減算すると指令分
Ia′の除去が過剰になる。そこで本実施例では
Ia″からこの加減速指令分Ia′を除去し、補償分だ
けを求めるようにしている。ただしブロツク１１
で検出した指令分にくらべIa″に含まれる指令分
はブロツク２，３，２０での応答遅れやｖの検出
遅れに相当するだけ検出が遅れるので、ブロツク
１１の出力Ia′をその遅れ分だけブロツク２２で
遅らせて、両方の位相を合せるようにしている。
このようにしてブロツク２０の出力Ia″からブロ
ツク２２の出力を減算することにより補償分を検
出することができる。この減算して得られた値を
ブロツク２１で制御回路１の応答遅れ分だけ遅ら
せたものをIaとする。したがつて負荷変動によ
る速度変動を補償する電流がＩにあらわれるタイ
ミングでIaを求めることができ、これを電流Ｉ
から除去することができる。
と負荷の変化によつて生じるから、ｖの微分値に
相当するブロツク２０の出力Ia″には、指令分
Ia′と補償分Iaとが含まれている。このうち加
減速の指令分はブロツク１１の出力Ia′として検
出し、電流検出値Ｉから減算するようになつてい
るので、Ia″をさらにＩから減算すると指令分
Ia′の除去が過剰になる。そこで本実施例では
Ia″からこの加減速指令分Ia′を除去し、補償分だ
けを求めるようにしている。ただしブロツク１１
で検出した指令分にくらべIa″に含まれる指令分
はブロツク２，３，２０での応答遅れやｖの検出
遅れに相当するだけ検出が遅れるので、ブロツク
１１の出力Ia′をその遅れ分だけブロツク２２で
遅らせて、両方の位相を合せるようにしている。
このようにしてブロツク２０の出力Ia″からブロ
ツク２２の出力を減算することにより補償分を検
出することができる。この減算して得られた値を
ブロツク２１で制御回路１の応答遅れ分だけ遅ら
せたものをIaとする。したがつて負荷変動によ
る速度変動を補償する電流がＩにあらわれるタイ
ミングでIaを求めることができ、これを電流Ｉ
から除去することができる。
本実施例を用いることによりドルーピング回路
４において、負荷電流に対する速度補償を高精度
に行なうことができる。
４において、負荷電流に対する速度補償を高精度
に行なうことができる。
本発明によれば、複数台のモータに全く大きさ
の異なる加減速電流が流れたり、またモータ毎に
ドルーピング定数が異なつている場合にも、加減
速電流の影響を受けることなくドルーピング補償
をおこなうことができるので、圧延材やストリツ
プ鋼板に発生する張力の変動を抑えることができ
る。
の異なる加減速電流が流れたり、またモータ毎に
ドルーピング定数が異なつている場合にも、加減
速電流の影響を受けることなくドルーピング補償
をおこなうことができるので、圧延材やストリツ
プ鋼板に発生する張力の変動を抑えることができ
る。
なお、ここでは圧延材やストリツプ鋼板を対象
に説明を行なつたが、この他抄紙機のように多数
のモータによつて駆動されているロールを用い
て、長尺物を生産するラインであれば本発明を適
用できることは明らかである。
に説明を行なつたが、この他抄紙機のように多数
のモータによつて駆動されているロールを用い
て、長尺物を生産するラインであれば本発明を適
用できることは明らかである。
第１図Ａ〜Ｃはモータが使用されるプロセス例
を示すための図、第２図は従来技術を説明するた
めのブロツク線図、第３図〜第５図は本発明の実
施例を示すブロツク線図である。 １…モータ制御回路、２…界磁電圧係数、３…
トルク伝達部、４…ドルーピング回路、１０…一
次遅れ微分回路、１１…ゲイン乗算器。
を示すための図、第２図は従来技術を説明するた
めのブロツク線図、第３図〜第５図は本発明の実
施例を示すブロツク線図である。 １…モータ制御回路、２…界磁電圧係数、３…
トルク伝達部、４…ドルーピング回路、１０…一
次遅れ微分回路、１１…ゲイン乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モータの回転速度を検出して、この回転速度
と回転速度指令値との差をなくすようにモータの
速度を制御する方法において、モータの加減速電
流を求め、モータの主回路電流からこの加減速電
流を減算してモータの負荷電流とし、この負荷電
流に定数を乗じたものを回転速度指令値にフイー
ドバツクすることを特徴とするモータの速度制御
方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の速度制御方法に
おいて、前記モータの加減速電流を求めるにあた
り、前記回転速度指令値の一次遅れ微分値に単位
交換係数を乗じたものを前記加減速電流としたこ
とを特徴とするモータの速度制御方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の速度制御方法に
おいて、モータの負荷電流を求めるにあたり、モ
ータの回転数の検出値ｖから加減速電流分を検出
し、これをモータの主回路電流の検出値から減じ
たものをモータの負荷電流としたことを特徴とす
るモータの速度制御方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の速度制御方法に
おいて、前記加減速電流を求めるにあたり、回転
数の検出値ｖの一次遅れ微分値に単位変換係数を
乗じたものを前記加減速電流として使用すること
を特徴とするモータの速度制御方法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の速度制御方法に
おいて、モータの負荷電流を求めるにあたり、モ
ータの加減速指令に伴う加減速電流Ia′と、負荷
変動に伴つて発生する速度変動を補償する加減速
電流Iaを求め、モータの主回路電流の検出値Ｉ
からIa′とIaを減ずることにより負荷電流を求
めることを特徴とするモータの速度制御方法。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の速度制御方法に
おいて、モータの加減速指令に伴う加減速電流
Ia′を求めるにあたり、速度指令値vPの一次遅れ
微分値に単位変換係数を乗じたものを前記加減速
電流Ia′としたことを特徴とするモータの速度制
御方法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の速度制御方法に
おいて、Iaを求めるにあたり、モータの回転速
度検出値の一次遅れ微分値に単位変換係数を乗じ
た値Ia″を求め、モータの加減速指令に伴う加減
速電流Ia′に一次遅れ処理をした値をIa″から減
じ、この減算によつて得られた値をIaとしたこ
とを特徴とするモータの速度制御方法。 ８ 特許請求の範囲第２項、第４項、第６項、あ
るいは第７項記載の速度制御方法において、前記
単位変換係数は、少なくともモータとロールの慣
性モーメントＪと、モータの端子電圧Ｖと、回転
数ｖとから決定するようにしたことを特徴とする
モータの速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060680A JPS5716588A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Speed controlling method for motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060680A JPS5716588A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Speed controlling method for motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5716588A JPS5716588A (en) | 1982-01-28 |
| JPS6327952B2 true JPS6327952B2 (ja) | 1988-06-06 |
Family
ID=14003128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9060680A Granted JPS5716588A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Speed controlling method for motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5716588A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194588A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-11 | Fuji Electric Co Ltd | 電流調節器付電動機の制御装置 |
| EP1807138B1 (en) * | 2004-11-04 | 2016-03-30 | ResMed Limited | Using motor speed in a pap device to estimate flow |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314123B2 (ja) * | 1972-05-11 | 1978-05-15 |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP9060680A patent/JPS5716588A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5716588A (en) | 1982-01-28 |
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