JPS6324906B2 - - Google Patents
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- JPS6324906B2 JPS6324906B2 JP17643883A JP17643883A JPS6324906B2 JP S6324906 B2 JPS6324906 B2 JP S6324906B2 JP 17643883 A JP17643883 A JP 17643883A JP 17643883 A JP17643883 A JP 17643883A JP S6324906 B2 JPS6324906 B2 JP S6324906B2
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- JP
- Japan
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- current
- speed
- motor
- armature current
- acceleration
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
- B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
- B65H23/1888—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling web tension
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、複数の電動機を介して帯状材料
（アルミ箔、鋼板、銅板、紙等）を搬送するシス
テムに関する。かかるシステムでは、搬送速度を
決めるマスタ電動機以外の電動機群には、システ
ムや材料の種別によつて決まる或る一定の負荷、
例えば一定の材料張力をかけて運転されるが、こ
の種の負荷は搬送速度の加減速を行なう場合にも
一定であることが望ましい。
（アルミ箔、鋼板、銅板、紙等）を搬送するシス
テムに関する。かかるシステムでは、搬送速度を
決めるマスタ電動機以外の電動機群には、システ
ムや材料の種別によつて決まる或る一定の負荷、
例えば一定の材料張力をかけて運転されるが、こ
の種の負荷は搬送速度の加減速を行なう場合にも
一定であることが望ましい。
第１図は帯状材料搬送システムの従来例を示す
構成図、第１Ａ図は第１図におけるタイミング演
算器の機能を説明するための波形図、第１Ｂ図は
材料の搬送速度と電機子逆起電圧、界磁々束との
関係を示す特性図である。第１図において、１は
帯状材料、２は電動機、２′はマスタ電動機、３，
３′はサイリスタ変換器、４，４′は界磁巻線、
５，５′は界磁用サイリスタ変換器、６，６は界
磁電流制御装置（FCR）、７，７′は電機子電流
制御装置（電流調節器；ACR）、８は負荷設定
器、９は速度調節器（ASR）、１０は加減速速度
演算器、１１は材料の搬送速度設定器、１２はル
ーパ、１３はブライドル、１４は巻取機、１５は
GD2（モータの慣性）演算器、１６は速度発電機、
２０は界磁々束補償演算器、２１はタイミング演
算器、２２は微分器である。
構成図、第１Ａ図は第１図におけるタイミング演
算器の機能を説明するための波形図、第１Ｂ図は
材料の搬送速度と電機子逆起電圧、界磁々束との
関係を示す特性図である。第１図において、１は
帯状材料、２は電動機、２′はマスタ電動機、３，
３′はサイリスタ変換器、４，４′は界磁巻線、
５，５′は界磁用サイリスタ変換器、６，６は界
磁電流制御装置（FCR）、７，７′は電機子電流
制御装置（電流調節器；ACR）、８は負荷設定
器、９は速度調節器（ASR）、１０は加減速速度
演算器、１１は材料の搬送速度設定器、１２はル
ーパ、１３はブライドル、１４は巻取機、１５は
GD2（モータの慣性）演算器、１６は速度発電機、
２０は界磁々束補償演算器、２１はタイミング演
算器、２２は微分器である。
すなわち、第１図には、鋼板または銅板の如き
帯状材料１が、ルーパ１２、ブライドル１３等の
各種ローラを介して巻取機１４により巻取られる
例が示されている。ルーパ１２、ブライドル１３
等の各種ローラは、それぞれ電動機２，２′に結
合され、２′はマスタ電動機として材料１の搬送
速度VLを決定し、他の電動機２は材料１の張力
または張力差を所定の値となるように制御する。
このため、各電動機２では、電流制御装置７によ
るサイリスタ変換器３の制御と、界磁電流制御装
置６による界磁用サイリスタ変換器５の制御が行
なわれる。また、マスタ電動機２′においても同
様の制御が行なわれる他、速度調節器９による速
度制御が行なわれ、さらに、搬送速度設定値（ま
たは速度実際値VL）VL *を微分器２２により微分
し、その出力（dVL *／dt）をタイミング演算器
２１に入力して所定の調整をすることにより、加
減速トルクの補償が行なわれる。つまり、第１Ａ
図の如く、速度設定器１１にもとづいて指令値を
演算する回路１０の出力が同図イの実線の如く表
わされるものとすると、該速度指令値にもとづく
制御の結果得られる速度実際値は、同図イの破線
で示す如く時間遅れが生じるので、同図ロの如き
マスタ電動機の加減速トルク、すなわち、その電
機子電流パターンと、同図ハの如き他の電動機の
加減速トルクの波形とが一致せず、このため、タ
イミング演算器２１においてこれらの波形が一致
するように、その調整が行なわれる。しかしなが
ら、かかる調整は必ずしも容易ではなく、このた
め、材料張力の変動が生じ易いという欠点を有し
ている。また、各電動機を、第１Ｂ図の如き定ト
ルク（磁束一定）領域と、定出力領域（弱め磁束
領域）との双方にわたつて制御する場合は、第１
図の符号２０にて示される界磁々束補償演算器が
必要になる。
帯状材料１が、ルーパ１２、ブライドル１３等の
各種ローラを介して巻取機１４により巻取られる
例が示されている。ルーパ１２、ブライドル１３
等の各種ローラは、それぞれ電動機２，２′に結
合され、２′はマスタ電動機として材料１の搬送
速度VLを決定し、他の電動機２は材料１の張力
または張力差を所定の値となるように制御する。
このため、各電動機２では、電流制御装置７によ
るサイリスタ変換器３の制御と、界磁電流制御装
置６による界磁用サイリスタ変換器５の制御が行
なわれる。また、マスタ電動機２′においても同
様の制御が行なわれる他、速度調節器９による速
度制御が行なわれ、さらに、搬送速度設定値（ま
たは速度実際値VL）VL *を微分器２２により微分
し、その出力（dVL *／dt）をタイミング演算器
２１に入力して所定の調整をすることにより、加
減速トルクの補償が行なわれる。つまり、第１Ａ
図の如く、速度設定器１１にもとづいて指令値を
演算する回路１０の出力が同図イの実線の如く表
わされるものとすると、該速度指令値にもとづく
制御の結果得られる速度実際値は、同図イの破線
で示す如く時間遅れが生じるので、同図ロの如き
マスタ電動機の加減速トルク、すなわち、その電
機子電流パターンと、同図ハの如き他の電動機の
加減速トルクの波形とが一致せず、このため、タ
イミング演算器２１においてこれらの波形が一致
するように、その調整が行なわれる。しかしなが
ら、かかる調整は必ずしも容易ではなく、このた
め、材料張力の変動が生じ易いという欠点を有し
ている。また、各電動機を、第１Ｂ図の如き定ト
ルク（磁束一定）領域と、定出力領域（弱め磁束
領域）との双方にわたつて制御する場合は、第１
図の符号２０にて示される界磁々束補償演算器が
必要になる。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、微分
器およびタイミング演算器を用いることなく、帯
状材料の搬送速度を決めるマスタ電動機加減速ト
ルクと、他の電動機群に必要な加減速トルクとの
発生タイミングを一致させるとともに、界磁変化
も特別な演算器を用いずに補償することにより、
加減速時にも簡単かつ高精度に定負荷（定張力）
運転を可能にすることを目的とする。
器およびタイミング演算器を用いることなく、帯
状材料の搬送速度を決めるマスタ電動機加減速ト
ルクと、他の電動機群に必要な加減速トルクとの
発生タイミングを一致させるとともに、界磁変化
も特別な演算器を用いずに補償することにより、
加減速時にも簡単かつ高精度に定負荷（定張力）
運転を可能にすることを目的とする。
帯状材料を搬送する電動機群のうち、搬送速度
を決めるマスタ電動機速度制御装置に、その速
度、電機子電流の各実際値からマスタ電動機の負
荷トルク相当の電機子電流を推定演算する状態観
測器を設け、該観測器を介して得られる負荷トル
ク相当の電機子電流と、速度調節器を介して得ら
れる加減速トルク相当の電機子電流とにもとづい
て電流調節演算を行なうとともに、この加減速ト
ルク相当の電機子電流を各電動機の電流調節器に
与えてその制御を行なうようにした点にある。
を決めるマスタ電動機速度制御装置に、その速
度、電機子電流の各実際値からマスタ電動機の負
荷トルク相当の電機子電流を推定演算する状態観
測器を設け、該観測器を介して得られる負荷トル
ク相当の電機子電流と、速度調節器を介して得ら
れる加減速トルク相当の電機子電流とにもとづい
て電流調節演算を行なうとともに、この加減速ト
ルク相当の電機子電流を各電動機の電流調節器に
与えてその制御を行なうようにした点にある。
第２図はこの発明の実施例を示す構成図、第２
Ａ図は状態観測器の具体例を示す構成図である。
第２図からも明らかなように、この実施例は、第
１図に示される従来例に対して状態観測器１９が
設けられている点、および速度調節器（ASR）
９の出力を他の電動機の電流調節器（ACR）７
へ分配するようにした点が特徴で、その他は従来
例と同様である。
Ａ図は状態観測器の具体例を示す構成図である。
第２図からも明らかなように、この実施例は、第
１図に示される従来例に対して状態観測器１９が
設けられている点、および速度調節器（ASR）
９の出力を他の電動機の電流調節器（ACR）７
へ分配するようにした点が特徴で、その他は従来
例と同様である。
いま、第２図の如きラインの搬送速度VLを速
度設定器１１により定め、加減速度演算器１０に
て決められる加減速度で加減速する場合に、全電
動機に必要な加減速電機子電流Iaは、マスタ電動
機２′の速度調節器９の出力として得られる一方、
マスタ電動機の負荷トルク相当の電機子電流IL
（推定値I^L；Ｐ∧）印は推定値を表わす。）は、状
態観測器１９を介して得ることができるので、全
電動機は同一のタイミングで加減速トルクを得る
ことができる。したがつて、電動機の加減速時に
も、材料１における各部の張力は、設定器８にて
設定される張力を略一定に保つことが可能とな
る。また、界磁電流は、界磁電流制御装置
（FCR）６，６′により、第１Ｂ図の如き搬送速
度VLに応じた界磁々束φを発生するように制御
される。
度設定器１１により定め、加減速度演算器１０に
て決められる加減速度で加減速する場合に、全電
動機に必要な加減速電機子電流Iaは、マスタ電動
機２′の速度調節器９の出力として得られる一方、
マスタ電動機の負荷トルク相当の電機子電流IL
（推定値I^L；Ｐ∧）印は推定値を表わす。）は、状
態観測器１９を介して得ることができるので、全
電動機は同一のタイミングで加減速トルクを得る
ことができる。したがつて、電動機の加減速時に
も、材料１における各部の張力は、設定器８にて
設定される張力を略一定に保つことが可能とな
る。また、界磁電流は、界磁電流制御装置
（FCR）６，６′により、第１Ｂ図の如き搬送速
度VLに応じた界磁々束φを発生するように制御
される。
ここで用いられる状態観測器１９は、例えば、
特開昭55−162894号公報により公知のものである
が、第２Ａ図を参照して、以下に説明する。
特開昭55−162894号公報により公知のものである
が、第２Ａ図を参照して、以下に説明する。
同図において、１９１，１９２は比例要素、１
９３，１９４は積分要素、１９５は割算器、１９
６は掛算器、１９７は関数発生器である。さら
に、Ｓはラプラス演算子、J^は電動機トルク変化
から電動機速度変化に対応する積分時間、すなわ
ち電動機起動時定数、g1，g2は比例ゲインであ
る。なお、５１は電機子電流Iaを検出する検出器
である。
９３，１９４は積分要素、１９５は割算器、１９
６は掛算器、１９７は関数発生器である。さら
に、Ｓはラプラス演算子、J^は電動機トルク変化
から電動機速度変化に対応する積分時間、すなわ
ち電動機起動時定数、g1，g2は比例ゲインであ
る。なお、５１は電機子電流Iaを検出する検出器
である。
関数発生器１９７は、検出器５１を介して与え
られる電機子電流Iaにもとづいて界磁々束の逆
数、すなわち１／φなる量を算出し、割算器１９
５は、この１／φなる量と電機子電流Iaにより電
動機トルクτM（∝Ia×φ）を算出する。積分要素
１９３には、電動機トルクτMと負荷トルク推定値
τ^Lとの偏差が入力され、その出力からは電動機速
度推定値n^が得られる。このとき、電動機負荷ト
ルクτLを推定（シミユレート）するため、積分要
素１９４には速度差ｎ−n^を入力すると、τ^Lはｎ
＝n^になるまで変化し続け、ｎ＝n^になつたとき
のτ^Lの値が電動機負荷トルクに一致するようにな
る。このようなシミユレーシヨン動作において、
常に制御対象の状態に合わせてn^がｎに安定に追
従しうるようにするため、積分要素１９３，１９
４の入力側へ、ｎ−n^の値にゲインg1，g2をそれ
ぞれ持たせてフイードバツクするようにしてい
る。このゲインg1，g2は、負荷トルク状態観測器
１９の特性方程式の係数に関係するもので、これ
を適宜に選ぶことによりその応答を最適に調整す
ることができる。こうしてシミユレートされる負
荷トルク推定値τ^Lは、掛算器１９６において磁束
の逆数１／φと乗算され、その出力からは負荷ト
ルク相当の電機子電流推定値IL（τ^L×１／φ）を
得ることができる。なお、この電機子電流推定値
I^Lは、マスタ電動機の電機子電流調節器７′に設
定値として与えられる。
られる電機子電流Iaにもとづいて界磁々束の逆
数、すなわち１／φなる量を算出し、割算器１９
５は、この１／φなる量と電機子電流Iaにより電
動機トルクτM（∝Ia×φ）を算出する。積分要素
１９３には、電動機トルクτMと負荷トルク推定値
τ^Lとの偏差が入力され、その出力からは電動機速
度推定値n^が得られる。このとき、電動機負荷ト
ルクτLを推定（シミユレート）するため、積分要
素１９４には速度差ｎ−n^を入力すると、τ^Lはｎ
＝n^になるまで変化し続け、ｎ＝n^になつたとき
のτ^Lの値が電動機負荷トルクに一致するようにな
る。このようなシミユレーシヨン動作において、
常に制御対象の状態に合わせてn^がｎに安定に追
従しうるようにするため、積分要素１９３，１９
４の入力側へ、ｎ−n^の値にゲインg1，g2をそれ
ぞれ持たせてフイードバツクするようにしてい
る。このゲインg1，g2は、負荷トルク状態観測器
１９の特性方程式の係数に関係するもので、これ
を適宜に選ぶことによりその応答を最適に調整す
ることができる。こうしてシミユレートされる負
荷トルク推定値τ^Lは、掛算器１９６において磁束
の逆数１／φと乗算され、その出力からは負荷ト
ルク相当の電機子電流推定値IL（τ^L×１／φ）を
得ることができる。なお、この電機子電流推定値
I^Lは、マスタ電動機の電機子電流調節器７′に設
定値として与えられる。
この発明によれば、搬送速度を決めるマスタ電
動機の速度制御装置に、負荷トルクを観測する状
態観測器を設け、その出力をマスタ電動機の電機
子電流調節器の設定値とすることにより、マスタ
電動機の速度調節器出力は加減速トルクに対応す
る電機子電流値となるので、この値を全ての電動
機の加減速電機子電流設定値とすることにより、
従来の如き微分器、タイミング演算器および界
磁々束演算器を用いることなく、全電動機の加減
速トルクに相当する電機子電流設定値が自動的に
得られるため、加減速時においても全電動機の負
荷、例えば張力を精度よく一定に維持しうる利点
をもたらすものである。
動機の速度制御装置に、負荷トルクを観測する状
態観測器を設け、その出力をマスタ電動機の電機
子電流調節器の設定値とすることにより、マスタ
電動機の速度調節器出力は加減速トルクに対応す
る電機子電流値となるので、この値を全ての電動
機の加減速電機子電流設定値とすることにより、
従来の如き微分器、タイミング演算器および界
磁々束演算器を用いることなく、全電動機の加減
速トルクに相当する電機子電流設定値が自動的に
得られるため、加減速時においても全電動機の負
荷、例えば張力を精度よく一定に維持しうる利点
をもたらすものである。
第１図は帯状材料搬送システムの従来例を示す
構成図、第１Ａ図は第１図におけるタイミング演
算器の機能を説明するための波形図、第１Ｂ図は
材料の搬送速度と電機子逆起電圧、界磁々束との
関係を示す特性図、第２図はこの発明の実施例を
示す構成図、第２Ａ図は第２図における状態観測
器を詳細に示す構成図である。 符号説明、１……帯状材料、２，２′……電動
機、３，３′……サイリスタ変換器、４，４′……
界磁巻線、５，５′……界磁用サイリスタ変換器、
６，６′……界磁電流制御装置（FCR）、７，
７′……電機子電流制御装置（ACR）、８……負
荷設定器、９……速度調節器（ASR）、１０……
加減速速度演算器、１１……速度設定器、１２…
…ルーパ、１３……ブライドル、１４……巻取
機、１５……GD2演算器、１６……速度発電機、
１９……状態観測器、２０……界磁々束補償演算
器、２１……タイミング演算器、２２……微分
器、１９１，１９２……比例要素、１９３，１９
４……積分要素、１９５……割算器、１９６……
掛算器、１９７……関数発生器、５１……電流検
出器。
構成図、第１Ａ図は第１図におけるタイミング演
算器の機能を説明するための波形図、第１Ｂ図は
材料の搬送速度と電機子逆起電圧、界磁々束との
関係を示す特性図、第２図はこの発明の実施例を
示す構成図、第２Ａ図は第２図における状態観測
器を詳細に示す構成図である。 符号説明、１……帯状材料、２，２′……電動
機、３，３′……サイリスタ変換器、４，４′……
界磁巻線、５，５′……界磁用サイリスタ変換器、
６，６′……界磁電流制御装置（FCR）、７，
７′……電機子電流制御装置（ACR）、８……負
荷設定器、９……速度調節器（ASR）、１０……
加減速速度演算器、１１……速度設定器、１２…
…ルーパ、１３……ブライドル、１４……巻取
機、１５……GD2演算器、１６……速度発電機、
１９……状態観測器、２０……界磁々束補償演算
器、２１……タイミング演算器、２２……微分
器、１９１，１９２……比例要素、１９３，１９
４……積分要素、１９５……割算器、１９６……
掛算器、１９７……関数発生器、５１……電流検
出器。
Claims (1)
- １ 速度調節ループ内に電流調節ループをマイナ
ループとして有する速度制御系をもつマスタ電動
機と、張力を所定の値にすべく電機子電流を制御
する電流制御系を個々にもつ複数の電動機群とを
介して所定の帯状材料を搬送するシステムにおい
て、前記マスタ電動機の電機子電流および速度の
各実際値にもとづいて負荷トルク相当の電機子電
流を推定演算する状態観測器を設け、該負荷トル
ク相当の電機子電流と前記速度調節ループを介し
て得られる加減速トルク相当の電機子電流とにも
とづいてマスタ電動機の電流調節を行なうととも
に、該加減速トルク相当の電機子電流を前記電動
機群の各電流制御系に与えることにより、加減速
時においても材料張力を一定に保つことを特徴と
する複数電動機による帯状材料搬送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643883A JPS6067356A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 複数電動機による帯状材料搬送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643883A JPS6067356A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 複数電動機による帯状材料搬送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067356A JPS6067356A (ja) | 1985-04-17 |
| JPS6324906B2 true JPS6324906B2 (ja) | 1988-05-23 |
Family
ID=16013703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17643883A Granted JPS6067356A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 複数電動機による帯状材料搬送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067356A (ja) |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17643883A patent/JPS6067356A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067356A (ja) | 1985-04-17 |
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