JP4737353B2 - 負荷の両軸を駆動する電動機間の負荷分担移行制御方法とその装置 - 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
【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】
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】
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】
【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
Claims (2)
- 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をそれぞれ駆動する２台の電動機間の負荷分担を制御する両軸駆動張力制御方法において、
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
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。 - 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、それぞれに駆動する２台の電動機間の負荷分担比率にしたがい駆動する両軸駆動張力制御装置において、
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312140A JP4737353B2 (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 負荷の両軸を駆動する電動機間の負荷分担移行制御方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000312140A JP4737353B2 (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 負荷の両軸を駆動する電動機間の負荷分担移行制御方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002125392A JP2002125392A (ja) | 2002-04-26 |
| JP4737353B2 true JP4737353B2 (ja) | 2011-07-27 |
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ID=18791786
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| JP2000312140A Expired - Fee Related JP4737353B2 (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 負荷の両軸を駆動する電動機間の負荷分担移行制御方法とその装置 |
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2000
- 2000-10-12 JP JP2000312140A patent/JP4737353B2/ja not_active Expired - Fee Related
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