JP4737353B2 - Method and apparatus for controlling load sharing between motors driving both shafts of load - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、フィルム、アルミ箔等のウェブの巻取りロールまたは巻戻しロールの両軸端をそれぞれ駆動する2台の電動機間の負荷分担比率を、外部から指示されたトルク指令の大きさに対応して選定する、電動機間負荷分担制御方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3はこの種の電動機負荷分担制御方法を行う駆動装置の従来例の構成を示す。
【0003】
巻取りロールまたは巻戻しロール1はその両軸1A, 1Bにクラッチ1A, 2Bを介してそれぞれ結合された電動機3A(容量MAkW)と電動機3B(容量MBkW)とにより駆動され、電動機3A, 3Bはインバーター4A, 4Bによりそれぞれ駆動される。外部から入力されたトルク指令値TREFは負荷分担比率設定器7A, 7Bにそれぞれ入力され、負荷分担比率KA, KB(但しKA+KB=1)をそれぞれ乗じた分担トルク指定値τrefKA(=TREF×KA)、τrefKB(=TREF×KB)が、トルク指令リミター6A, 6Bを経てインバータ4A, 4Bにそれぞれ入力される。但し、負荷分担比率KA, KBは電動機3Aの容量MAkWと電動機3Bの容量MBkW とにそれぞれ対応して定められた固定値であり、かつ、MAkW>MBkWとする。トルク補償指令器5A, 5Bはそれぞれ、軸A側駆動装置とB側駆動装置との機械損失補償と加減速時の慣性補償とのための補償トルク指令τcomA, τcomBを、インバータ4A, 4Bに入力させる。
【0004】
そこで運転に際してはオペレータが運転に必要なトルク指令値TREFにより片軸駆動か両軸駆動かを判断し、軸停止中にクラッチ操作により片軸駆動(A軸またはB軸)または両軸駆動(A軸+B軸)に切り替える。一般的にはトルク指令値TREFが低値設定であるときの運転では片軸駆動としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術では、トルク指令値TREFが低い設定の場合、A軸・B軸インバータ4A, 4Bに与えられる分担トルク指令τrefKA, τrefKBの値が小さくなり、負荷分担率KA,KBは固定値であるため両軸駆動で負荷分担比率を掛けている状態では、トルク指令設定分解能低下による分担トルク設定精度の低下によりトルク精度の低下の状態になり、トルク制御精度を確保できないという問題があった。
【0006】
そのため、軸1A、軸1Bに機械的クラッチ2A, 2Bを準備し、低トルク指令時は両軸駆動(軸1A+軸1B)から片軸駆動(軸1Aまたは軸1B)へのオペレータ操作による切り替え作業の必要性があり、しかも巻取り巻戻し軸運転中の切り替えができない等の問題があった。そこで本発明は、低張力設定時のクラッチ切り替え作業をなくして運転中でも自動的に両軸運転から片軸運転への切り替えを可能として、トルク制御精度確保のできる両軸駆動電動機の負荷分担移行制御方法とその装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本願発明の負荷分担移行制御方法は、2台の電動機のうち、第1の電動機の負荷分担比率をKAとし第2の電動機の負荷分担比率をKB (=1−KA)として、(1)トルク指令値TREFがP1以下のときはKA=0、 KB=1(2)トルク指令値TREFがP1とP1より大きいP2との間にあるときは
【0009】
【数3】
(3)トルク指令値がP2より大きいときはKA=α、 KB=β、 (α, βは固定値)
としている。この場合、P1≦(第2の電動機定格トルク−トルク補償分)、P2≦(第1および第2の両電動機定格トルクの和−両電動機のトルク補償分の和)、α、βはそれぞれ、トルク指令値TREFがP2のときの負荷分担比率であり、また第2の電動機の定格容量MAkWは第2の電動機の定格容量MBkWより大きいものとする。
【0010】
上述した負荷分担移行制御方法を使用する両軸駆動負荷分担制御装置では、トルク指令値区分判定回路を用いて外部から入力されたトルク指令値TREFの大きさに対応する区分を自動的に判定する。また、負荷分担移行制御回路はトルク指令値区分判定回路の判定結果にしたがってそのトルク指令値区分において、2台の電動機のうち、第1の電動機の負荷分担比率をKAとし第2の電動機の負荷分担比率をKB(=1−KA)として、
(1)トルク指令値がP1以下のときは
KA=0、 KB=1
(2)トルク指令値がP1とP1より大きいP2との間にあるときは
【0011】
【数4】
(3)トルク指令値がP2より大きいときは
KA=α、 KB=β、 (α, βは固定値)
としている。ここでは、
P1≦(第2の電動機定格トルク−トルク補償分)、
P2≦(第1および第2の両電動機定格トルクの和−両電動機のトルク補償分の和)、
TREFはトルク指令値、
α、βはそれぞれ、トルク指令値TREFがP2のときの負荷分担比率であり、また第2の電動機の定格容量MAkWは第2の電動機の定格容量MBkWより大きいものとする。
【0012】
このような方法と装置を用いることにより、トルク指令値TREFが低値の場合は容量の小さい電動機のみによる片軸運転としてトルク設定分解能低下によるトルク精度の低下を防止し、トルク指令値TREFの増加に伴い、クラッチ操作を要せずに両軸運転に適宜移行することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態として、図1に示すブロック構成を有する巻取りロールまたは巻戻しロールの駆動装置例の使用する方法について説明する。図1に示す駆動装置の構成は、上述した図3に示す従来の駆動装置の構成よりクラッチ2A, 2Bを省略するとともに、両軸駆動電動機3A, 3Bのそれぞれに対する負荷分担比率KA, KBを固定値とせず、トルク指令値の大きさに対応する区分を判定するトルク指令値区分判定回路9ならびにトルク指令区分判定回路9の判定によりそれぞれの区分に対応する負荷分担比率KA, KBを出力する負荷分担移行制御回路8をそれぞれ追加したものである。その他の構成については図3の従来例の場合と同様であるので、個々の説明を省略する。
【0014】
次に、本実施形態例による負荷分担移行制御方法について詳細に説明する。
【0015】
図2は負荷分担移行制御回路8に内蔵されている負荷分担移行制御図を示しており、横軸のトルク指令値TREFに対応する縦軸の負荷分担比率KA, KBのグラフ線図が示されている。トルク指令判別回路9は入力されたトルク指令値TREFが図2の横軸上に設定されたトルク指令値P1, P2に関して、
区分(1) トルク指令値TREF≦P1、
区分(2) P1<トルク指令値TREF<P2、
区分(3) P2<トルク指令値TREF、
それぞれどの区分にあるかを判別し、負荷分担移行制御回路8に判別した区分を通知する。負荷分担移行制御回路8は入力された区分にしたがって、
区分(1)の場合:KB=1、KA=0として、すなわち電動機3Bによる1B軸のみの片軸運転とし、
区分(2)の場合:KA, KBを次の演算式で算出して電動機3A,3Bによる軸1A, 1Bの両軸運転とし、
【0016】
【数5】
区分(3)の場合:KA=α、KB=βとして電動機3A, 3Bによる軸1A, 1Bの両軸運転とする。
【0017】
但し、この場合、α、βはそれぞれ、トルク指令値TREFがP2のときの負荷分担比率であり、
α+β=1
MAkW ≧MBkW:電動機容量
P1≦(第2の電動機定格トルク−トルク補償分)、
P2≦(第1および第2の両電動機定格トルクの和−両電動機のトルク補償分の和)、
が満足されるものとする。
【0018】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、機械の運転中でも負荷分担トルク値の設定変更が可能となり、低トルク指令値設定時のクラッチ切り替え動作が不用となり機械的なクラッチ機構をなくすことができる。また、両軸駆動時において低トルク設定値時には片軸側のみにトルク設定を分担させることでトルク設定分解能を向上させることによりトルク精度が上がり、巻戻し装置では張力が安定した送り出しができ、巻取り装置では巻き姿の綺麗な製品ロールができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電動機負荷分担移行制御方法を用いる巻取り/巻戻し装置の構成を示すブロック図である。
【図2】負荷分担移行制御回路による負荷分担比率の移行グラフ図である。
【図3】巻取り/巻戻し装置の構成の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 巻取りまたは巻戻しロール
2A, 2B クラッチ
3A, 3B 電動機
4A, 4B インバータ
5A, 5B トルク補償指令器
6A, 6B トルク指令リミター
7A, 7B 負荷分担比率設定器
8 負荷分担移行制御回路
9 トルク指令値区分判定回路
TREF, P1, P2 トルク指令値
KA, KB 負荷分担比率[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the load sharing ratio between two electric motors for driving both shaft ends of a roll of web or roll of paper such as paper, film, aluminum foil, etc. is the magnitude of a torque command instructed from the outside. It is related with the load-sharing control method between motors, and the apparatus which select corresponding to.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows the configuration of a conventional example of a drive device that performs this type of motor load sharing control method.
[0003]
The take-up roll or
[0004]
Therefore, during operation, the operator determines whether it is single-axis drive or double-axis drive based on the torque command value TREF required for operation, and single-axis drive (A-axis or B-axis) or dual-axis drive (A (Axis + B axis). In general, single-axis drive is used when the torque command value TREF is set to a low value.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional technology described above, when the torque command value TREF is set to a low value, the shared torque commands τrefKA and τrefKB given to the A-axis / B-
[0006]
Therefore, mechanical clutches 2A and 2B are prepared for the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the load sharing transition control method of the present invention has a load sharing ratio of the first motor of two electric motors as KA and a load sharing ratio of the second motor as KB (= 1−KA). as) (1) [0009 when the torque command value TREF is KA = 0 when the P 1 or less, KB = 1 to (2) the torque command value TREF is between P 1 and P 1 is greater than P 2 ]
[Equation 3]
(3) when the torque command value is greater than P 2 is KA = α, KB = β, (α, β fixed value)
It is said. In this case, P 1 ≦ (second motor rated torque—torque compensation), P 2 ≦ (sum of first and second motor rated torques—sum of torque compensation of both motors), α, β are each torque command value TREF is the load sharing ratio at the time of P 2, also rated capacity MAkW the second electric motor is made larger than the rated capacity MBkW the second electric motor.
[0010]
In the dual-shaft drive load sharing control apparatus using the load sharing transition control method described above, a class corresponding to the magnitude of the torque command value TREF input from the outside is automatically determined using a torque command value class determining circuit. . In addition, the load sharing transition control circuit determines that the load sharing ratio of the first motor out of the two motors is KA and the load of the second motor in the torque command value classification according to the determination result of the torque command value classification determination circuit. The share ratio is KB (= 1-KA)
(1) When the torque command value is P 1 or less
KA = 0, KB = 1
(2) [0011] When the torque command value is between P 1 and P 1 is greater than P 2
[Expression 4]
(3) When torque command value is larger than P 2
KA = α, KB = β, (α, β are fixed values)
It is said. here,
P 1 ≦ (second motor rated torque−torque compensation),
P 2 ≦ (sum of rated torque of both first and second motors−sum of torque compensation of both motors),
TREF is the torque command value,
α and β are load sharing ratios when the torque command value TREF is P 2 , and the rated capacity MAkW of the second motor is larger than the rated capacity MBkW of the second motor.
[0012]
By using such a method and device, when the torque command value TREF is low, a single-axis operation using only a motor with a small capacity prevents a decrease in torque accuracy due to a decrease in torque setting resolution, and an increase in the torque command value TREF. Accordingly, it is possible to appropriately shift to the dual-axis operation without requiring a clutch operation.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an embodiment of the present invention, a method of using an example of a winding roll or rewinding roll driving device having the block configuration shown in FIG. 1 will be described. The configuration of the drive device shown in FIG. 1 omits the clutches 2A and 2B from the configuration of the conventional drive device shown in FIG. 3 and also fixes the load sharing ratios KA and KB for the two-
[0014]
Next, the load sharing transition control method according to the present embodiment will be described in detail.
[0015]
FIG. 2 shows a load sharing transition control diagram built in the load sharing transition control circuit 8, and a graph of the load sharing ratios KA and KB on the vertical axis corresponding to the torque command value TREF on the horizontal axis is shown. ing. The torque command discriminating circuit 9 relates to the torque command values P 1 and P 2 in which the input torque command value TREF is set on the horizontal axis of FIG.
Classification (1) Torque command value TREF ≦ P 1 ,
Classification (2) P 1 <torque command value TREF <P 2
Category (3) P 2 <Torque command value TREF,
Each division is determined, and the determined division is notified to the load sharing transition control circuit 8. The load sharing transfer control circuit 8 follows the input classification.
In the case of category (1): KB = 1, KA = 0, that is, single-axis operation of only the 1B axis by the motor 3B,
For category (2): KA and KB are calculated by the following formula, and both
[0016]
[Equation 5]
In the case of category (3): KA = α, KB = β, and both
[0017]
However, in this case, α and β are load sharing ratios when the torque command value TREF is P 2 , respectively.
α + β = 1
MAkW ≧ MBkW: Motor capacity
P 1 ≦ (second motor rated torque−torque compensation),
P 2 ≦ (sum of rated torque of both first and second motors−sum of torque compensation of both motors),
Is to be satisfied.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to change the setting of the load sharing torque value even during the operation of the machine, and the clutch switching operation at the time of setting the low torque command value becomes unnecessary, and the mechanical clutch mechanism can be eliminated. In addition, when both shafts are driven, the torque accuracy is improved by improving the torque setting resolution by sharing the torque setting only on one side at the low torque setting value, and the rewinding device can deliver a stable tension, The take-off device also has the effect of producing a product roll with a beautiful winding shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a winding / rewinding device using a motor load sharing transition control method of the present invention.
FIG. 2 is a transition graph of a load sharing ratio by a load sharing transfer control circuit.
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example of the configuration of a winding / rewinding device.
[Explanation of symbols]
1 Winding or rewinding roll 2A,
TREF, P 1 , P 2 Torque command value
KA, KB load sharing ratio
Claims (2)
2台の電動機のうち、第1の電動機の負荷分担比率をKAとし第2の電動機の負荷分担比率をKB (=1−KA)として、(1)トルク指令値がP1以下のときはKA=0、 KB=1(2)トルク指令値がP1とP1より大きいP2との間にあるときは
KA=α、 KB=β、 (α, βは固定値)
とし、ここに、
P1≦(第2の電動機定格トルク−トルク補償分)、
P2≦(第1および第2の両電動機定格トルクの和−両電動機のトルク補償分の和)、
TREFはトルク指令値、
α、βはそれぞれ、トルク指令値TREFがP2のときの負荷分担比率であり、また第2の電 動機の定格容量MAkWは第2の電動機の定格容量MBkWより大きい、
ことを特徴とする電動機間負荷分担移行制御方法。 In the double-axis drive tension control method for controlling the load sharing between two electric motors for driving both axes of a roll of web or roll of paper such as paper, film and aluminum foil,
Of the two motors, the load sharing ratio of the first motor is KA and the load sharing ratio of the second motor is KB (= 1-KA). (1) When the torque command value is P 1 or less, KA = 0, KB = 1 (2) When the torque command value is between P 1 and P 2 greater than P 1
KA = α, KB = β, (α, β are fixed values)
And here,
P 1 ≦ (second motor rated torque−torque compensation),
P 2 ≦ (sum of rated torque of both first and second motors−sum of torque compensation of both motors),
TREF is the torque command value,
α and β are load sharing ratios when the torque command value TREF is P 2 , and the rated capacity MAkW of the second motor is larger than the rated capacity MBkW of the second motor.
A load sharing shift control method between motors , characterized in that .
外部より入力されたトルク指令値TREFの大きさに対応する区分を判定するトルク指令値区分判定回路と、
該トルク指令値区分判定回路の判定した区分に対応する所定の負荷分担比率を出力する負荷分担移行制御回路と、
を有し、
前記負荷分担移行制御回路の出力する負荷分担比率は、2台の電動機のうち、第1の電動機の負荷分担比率をKAとし第2の電動機の負荷分担比率をKB(=1−KA)として、
(1)トルク指令値TREFがP1以下のときは
KA=0、 KB=1
(2)トルク指令値TREFがP1とP1より大きいP2との間にあるときは
KA=α、 KB=β、 (α, βは固定値)
であり、ここに、
P1≦(第2の電動機定格トルク−トルク補償分)、
P2≦(第1および第2の両電動機定格トルクの和−両電動機のトルク補償分の和)、
α、βはそれぞれ、トルク指令値TREFがP2のときの負荷分担比率であり、また第2の 電動機の定格容量MAkWは第2の電動機の定格容量MBkWより大きい、
ことを特徴とする両軸駆動制御装置。 In a double-axis drive tension control device that drives both shaft ends of a roll of web or roll of paper such as paper, film, aluminum foil or the like according to a load sharing ratio between two electric motors that drive each ,
A torque command value category judgment circuit for judging a category corresponding to the magnitude of the torque command value TREF inputted from the outside;
A load sharing transition control circuit that outputs a predetermined load sharing ratio corresponding to the category determined by the torque command value category determining circuit;
Have
Of the two motors, the load sharing ratio output by the load sharing transition control circuit is KA as the load sharing ratio of the first motor and KB (= 1-KA) as the load sharing ratio of the second motor.
(1) When the torque command value TREF is P 1 or less
KA = 0, KB = 1
(2) when the torque command value TREF is between P 1 and P 1 is greater than P 2 is
KA = α, KB = β, (α, β are fixed values)
And here,
P 1 ≦ (second motor rated torque−torque compensation),
P 2 ≦ (sum of rated torque of both first and second motors−sum of torque compensation of both motors),
α and β are load sharing ratios when the torque command value TREF is P 2 , and the rated capacity MAkW of the second motor is larger than the rated capacity MBkW of the second motor.
A double-axis drive control device.
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