ローラーミルによる被粉砕材料の粉砕方法
本発明は、粉砕プレートと、少なくとも１つの粉砕ローラーと、ローラーミルを駆動するための少なくとも２つの駆動装置（１３，１４）とを備えるローラーミル（１）を用いて被粉砕材料を粉砕する方法に係り、駆動装置（１３，１４）のために電力整合用制御装置（２２）が設けられており、該制御装置は少なくとも一方の駆動装置の回転速度を制御することによって、各駆動装置の電力を相互に所定の比率に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミル盤と、少なくとも１つのミルローラーと、ローラーミルを駆動する少なくとも２つの駆動装置とを備えるローラーミルを使用し、駆動装置に対して補償制御動作を行いながら被粉砕材料を粉砕する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
実際のローラーミルにおいては、ミル台上でミルローラーを駆動するミル盤が駆動されるのが普通である。ところが、これによって電力に大きな変動が生じることになり、その結果駆動機構に大きな負荷がかかるため、安全に伝達できる駆動力が大きく制限される結果となる。
【０００３】
このため、下掲の特許文献１では、ローラーを駆動することが提案されている。また、同文献は、個々のミルローラーが回転駆動に関して、ミル盤とその上に位置する粉砕材料または粉砕材料層を介して連結される一方、消費電力の点で大きく異なり得る点も指摘している。消費電力の違いは、例えばミル盤の転動直径（摩擦点／直径）の違い、個々のミルローラーの動作直径の違い（摩耗等による）、ミル盤およびミルローラーと連動しての粉砕材料の取り込みを伴う挙動の違いなどによるものである。
【０００４】
個々のミルローラー間の速度がわずかに変化しても、個々の駆動装置における電力変動は相対的に大きなものとなる。この結果、ミルローラーが常に加速または減速される状態、すなわち、個別に駆動されるミルローラーが相互に逆らうように機能することになり、その結果、粉砕動作において必要とされる電力またはエネルギーが大幅に増大する。
【０００５】
従って、特許文献１では、全ての被駆動ミルローラーの個々の回転駆動装置間の動作変動を共通の負荷補償制御動作によって補償することを提案している。しかしながら、ミル盤とミルローラーとの間で動的伝達が変化する場合、各駆動装置の電力消費は非常に異なったものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ １９７ ０２ ８５４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、駆動装置の補償制御動作を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この課題は請求項１に記載の本発明の特長によって解決される。
【０００９】
本発明による被粉砕材料の粉砕方法は、ミル盤と、少なくとも１つのミルローラーと、ローラーミルを駆動するための少なくとも２つの駆動装置とを備えるローラーミルを使用する。さらに電力補償制御動作が行われるが、この時少なくとも１つの駆動装置の速度を制御することによって、各駆動装置の電力を相互に関して所定の比率に制御する。
【発明の効果】
【００１０】
こうすることで、ミル盤とミルローラーとの間の動的伝達の相違を確実に補償することが可能となり、いろいろな速度を各駆動装置に対して極めて周密に許容可能とできる。
【００１１】
好適な実施形態によると、少なくとも２つのミルローラーが関連する駆動装置によってそれぞれ駆動される。ミル盤の駆動は、これら少なくとも２つのミルローラーと被粉砕材料だけで行われる。ただし、独立した駆動装置をミル盤と関連させても良い。
【００１２】
駆動装置の速度は周波数変換器によって制御されるが、これらの周波数変換器は好ましくは磁界方向制御で機能する。
【００１３】
好適な実施形態によると、電力補償制御システムは、ミル盤速度の制御をさらに含み、ミル盤の所定の速度を好ましくは維持するようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電力補償制御を有するローラーミルを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のその他の利点および構成について、以下の記載と添付図面を参照して、より詳細に説明する。
【００１６】
図１は、ミル盤１０と、少なくとも２つのミルローラー１１，１２と、これら２つのミルローラー１１，１２を駆動するための少なくとも２つの駆動装置１３，１４とを備えるローラーミル１を概略的に示している。各駆動装置はモーター１３ａ，１４ａと 歯車装置１３ｂ，１４ｂとを含んでいる。本発明では、複数のミルローラー、特に３つ、４つ、またはそれ以上のミルローラーを備えても良いのはもちろんである。
【００１７】
ミル盤１０は回転軸１０ａの周りで自由に回転することができ、被駆動ミルローラー１１，１２と、該ミルローラーとミル盤との間で粉砕される材料３だけで回転される。ただし、独立した駆動装置をミル盤と関連づけて設けても良い。
【００１８】
ミルローラー１１，１２の回転運動のミル盤１０への伝達は、被粉砕材料３を介して行われる。粉砕材料層が実際には比較的不均等に形成されるため、ミルローラーからミル盤への伝達比は連続的に変化する。最終的に伝達比を決めるのは、ミルローラー軸とミル盤軸との間の加力点の距離である。図では、回転軸１０ａに対するミルローラー１１の加力点の距離ｒ１の方が、回転軸１０ａに対するミルローラー１２の摩擦点の距離ｒ２より小さくなっている。
【００１９】
しかしながら、伝達比が異なると、ミルローラー１１，１２の速度が同じでもミル盤に伝達されるトルクが異なる結果となる。それによって、一方の駆動装置が他方の駆動装置に対して制動または加速される。その結果生じる各駆動装置の大きな電力変動によって、必要なエネルギーが増大する結果となる。駆動装置間の望ましい電力配分も損なわれてしまう。
【００２０】
これらの効果を防止するために、電力補償制御システム２を設け、少なくとも一方の駆動装置の速度を制御することによって、動装置１３，１４の電力を相互に所定の比率に制御する。図示の実施形態では、同じ構成の２つのミルローラー１１，１２に同様の駆動装置１３，１４を設け、電力補償制御システムが２つの駆動装置の電力を同レベルに維持するようにしている。
【００２１】
しかしながら、ミル盤が１つまたはそれ以上のミルローラーに加えて、それ自身の駆動装置を備えることも可能である。その場合、ミル盤はミルローラーに比べて低い電力または高い電力で駆動できるようになる。
【００２２】
図示の実施形態において、電力補償制御システム２は実質的に、駆動装置１３，１４と関連付けられた周波数変換器２０，２１と、電力補償制御部２２と、ミル盤速度センサー２３と、ミル盤速度制御部２４とを含んでいる。
【００２３】
周波数変換器２０，２１は、周知の方法で磁界方向制御システムを設けられている。周波数変換器２０，２１は駆動装置１３，１４から瞬間的なモーター電流またはモーター電圧を受ける。各駆動装置の消費電力をそこから求め、可変の累加平均値を形成し、係数で重みづけして（各駆動装置の同一電力レベルを０．５とする）、これを駆動装置の所望値とする。抵抗のモーメントが事実上一定である場合、この値は実質的にそれぞれの駆動装置の速度にのみ依存する。
【００２４】
駆動装置の実際の電力と所望の電力との間の偏差値が電力補償制御部２２に供給され、電力補償制御部２２は、駆動装置１３，１４の一方または両方の速度を２つの駆動装置の電力が所定の比率に制御されるように、この場合では同レベルに制御されるように適応させることによって、２つの駆動装置の電力適応を行う。また、ミル盤１０が所定の所望速度ｎｓｏｌｌで回転することも考慮される。
【００２５】
ただし、ミル盤速度用の制御システムを付加的に設けるのが有利であり、この場合はミル盤速度制御部２４によってそれが実現されている。ミル盤速度制御部２４はミル盤速度センサー２３に接続され、ミル盤速度の実際の数値を連続的に受信して、これを所望値ｎｓｏｌｌと比較し、その結果がシステムの偏差値となる。制御部は、それを基に固定値とされる伝達比を用いて駆動装置１３，１４の所望速度を生成する。
【００２６】
周波数変換器２０，２１は、内部速度制御部と、共同動作式モーターモデルとを備え、それによって駆動装置の駆動速度とモータートルクを導き出すことができる。周波数変換器は少なくとも５ミリ秒ごとに制御およびステータスデータを入力または出力可能として、電力補償制御システムの機能を保証するようにするのが有利である。
【００２７】
技術的な制御用語で言うと、このシステムはカスケード制御方式をとっており、個々のレベルを相互に動的に減結合し、その結果として個々に考慮できるようにしている。上述の制御の利点は、駆動装置１３，１４の消費電力レベル間の偏差が電力補償制御部によりごく僅かになっており、またシステム内（伝送伝達）の変化が大きくても非常に高速となる点である。
【００２８】
また、ここで使用する周波数変換器はミル盤速度を除く全ての関連データを提供するものであるため、複雑で保守集約的測定技術を用いて事実上完全に分配することができ、有利である。周波数変換器により制御介入が事実上電力を用いることなく実施することができるため、全体としての効率は被制御の駆動装置と同等になる。
【符号の説明】
【００２９】
１ ローラーミル
２ 電力補償制御システム
１０ ミル盤
１１ ミルローラー
１２ ミルローラー
１３ 駆動装置
１４ 駆動装置
２０ 周波数変換器
２１ 周波数変換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミル盤と、少なくとも１つのミルローラーと、ローラーミルを駆動する少なくとも２つの駆動装置とを備えるローラーミルを使用し、駆動装置に対して補償制御動作を行いながら被粉砕材料を粉砕する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
実際のローラーミルにおいては、ミル台上でミルローラーを駆動するミル盤が駆動されるのが普通である。ところが、これによって電力に大きな変動が生じることになり、その結果駆動機構に大きな負荷がかかるため、安全に伝達できる駆動力が大きく制限される結果となる。
【０００３】
このため、下掲の特許文献１では、ローラーを駆動することが提案されている。また、同文献は、個々のミルローラーが回転駆動に関して、ミル盤とその上に位置する粉砕材料または粉砕材料層を介して連結される一方、消費電力の点で大きく異なり得る点も指摘している。消費電力の違いは、例えばミル盤の転動直径（摩擦点／直径）の違い、個々のミルローラーの動作直径の違い（摩耗等による）、ミル盤およびミルローラーと連動しての粉砕材料の取り込みを伴う挙動の違いなどによるものである。
【０００４】
個々のミルローラー間の速度がわずかに変化しても、個々の駆動装置における電力変動は相対的に大きなものとなる。この結果、ミルローラーが常に加速または減速される状態、すなわち、個別に駆動されるミルローラーが相互に逆らうように機能することになり、その結果、粉砕動作において必要とされる電力またはエネルギーが大幅に増大する。
【０００５】
従って、特許文献１では、全ての被駆動ミルローラーの個々の回転駆動装置間の動作変動を共通の負荷補償制御動作によって補償することを提案している。しかしながら、ミル盤とミルローラーとの間で動的伝達が変化する場合、各駆動装置の電力消費は非常に異なったものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ １９７ ０２ ８５４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、駆動装置の補償制御動作を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この課題は請求項１に記載の本発明の特長によって解決される。
【０００９】
本発明による被粉砕材料の粉砕方法は、ミル盤と、少なくとも１つのミルローラーと、ローラーミルを駆動するための少なくとも２つの駆動装置とを備えるローラーミルを使用する。さらに電力補償制御動作が行われるが、この時少なくとも１つの駆動装置の速度を制御することによって、各駆動装置の電力を相互に関して所定の比率に制御する。
【発明の効果】
【００１０】
こうすることで、ミル盤とミルローラーとの間の動的伝達の相違を確実に補償することが可能となり、いろいろな速度を各駆動装置に対して極めて周密に許容可能とできる。
【００１１】
好適な実施形態によると、少なくとも２つのミルローラーが関連する駆動装置によってそれぞれ駆動される。ミル盤の駆動は、これら少なくとも２つのミルローラーと被粉砕材料だけで行われる。ただし、独立した駆動装置をミル盤と関連させても良い。
【００１２】
駆動装置の速度は周波数変換器によって制御されるが、これらの周波数変換器は好ましくは磁界方向制御で機能する。
【００１３】
好適な実施形態によると、電力補償制御システムは、ミル盤速度の制御をさらに含み、ミル盤の所定の速度を好ましくは維持するようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電力補償制御を有するローラーミルを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のその他の利点および構成について、以下の記載と添付図面を参照して、より詳細に説明する。
【００１６】
図１は、ミル盤１０と、少なくとも２つのミルローラー１１，１２と、これら２つのミルローラー１１，１２を駆動するための少なくとも２つの駆動装置１３，１４とを備えるローラーミル１を概略的に示している。各駆動装置はモーター１３ａ，１４ａと 歯車装置１３ｂ，１４ｂとを含んでいる。本発明では、複数のミルローラー、特に３つ、４つ、またはそれ以上のミルローラーを備えても良いのはもちろんである。
【００１７】
ミル盤１０は回転軸１０ａの周りで自由に回転することができ、被駆動ミルローラー１１，１２と、該ミルローラーとミル盤との間で粉砕される材料３だけで回転される。ただし、独立した駆動装置をミル盤と関連づけて設けても良い。
【００１８】
ミルローラー１１，１２の回転運動のミル盤１０への伝達は、被粉砕材料３を介して行われる。粉砕材料層が実際には比較的不均等に形成されるため、ミルローラーからミル盤への伝達比は連続的に変化する。最終的に伝達比を決めるのは、ミルローラー軸とミル盤軸との間の加力点の距離である。図では、回転軸１０ａに対するミルローラー１１の加力点の距離ｒ１の方が、回転軸１０ａに対するミルローラー１２の摩擦点の距離ｒ２より小さくなっている。
【００１９】
しかしながら、伝達比が異なると、ミルローラー１１，１２の速度が同じでもミル盤に伝達されるトルクが異なる結果となる。それによって、一方の駆動装置が他方の駆動装置に対して制動または加速される。その結果生じる各駆動装置の大きな電力変動によって、必要なエネルギーが増大する結果となる。駆動装置間の望ましい電力配分も損なわれてしまう。
【００２０】
これらの効果を防止するために、電力補償制御システム２を設け、少なくとも一方の駆動装置の速度を制御することによって、動装置１３，１４の電力を相互に所定の比率に制御する。図示の実施形態では、同じ構成の２つのミルローラー１１，１２に同様の駆動装置１３，１４を設け、電力補償制御システムが２つの駆動装置の電力を同レベルに維持するようにしている。
【００２１】
しかしながら、ミル盤が１つまたはそれ以上のミルローラーに加えて、それ自身の駆動装置を備えることも可能である。その場合、ミル盤はミルローラーに比べて低い電力または高い電力で駆動できるようになる。
【００２２】
図示の実施形態において、電力補償制御システム２は実質的に、駆動装置１３，１４と関連付けられた周波数変換器２０，２１と、電力補償制御部２２と、ミル盤速度センサー２３と、ミル盤速度制御部２４とを含んでいる。
【００２３】
周波数変換器２０，２１は、周知の方法で磁界方向制御システムを設けられている。周波数変換器２０，２１は駆動装置１３，１４から瞬間的なモーター電流またはモーター電圧を受ける。各駆動装置の消費電力をそこから求め、可変の累加平均値を形成し、係数で重みづけして（各駆動装置の同一電力レベルを０．５とする）、これを駆動装置の所望値とする。抵抗のモーメントが事実上一定である場合、この値は実質的にそれぞれの駆動装置の速度にのみ依存する。
【００２４】
駆動装置の実際の電力と所望の電力との間の偏差値が電力補償制御部２２に供給され、電力補償制御部２２は、駆動装置１３，１４の一方または両方の速度を２つの駆動装置の電力が所定の比率に制御されるように、この場合では同レベルに制御されるように適応させることによって、２つの駆動装置の電力適応を行う。また、ミル盤１０が所定の所望速度ｎｓｏｌｌで回転することも考慮される。
【００２５】
ただし、ミル盤速度用の制御システムを付加的に設けるのが有利であり、この場合はミル盤速度制御部２４によってそれが実現されている。ミル盤速度制御部２４はミル盤速度センサー２３に接続され、ミル盤速度の実際の数値を連続的に受信して、これを所望値ｎｓｏｌｌと比較し、その結果がシステムの偏差値となる。制御部は、それを基に固定値とされる伝達比を用いて駆動装置１３，１４の所望速度を生成する。
【００２６】
周波数変換器２０，２１は、内部速度制御部と、共同動作式モーターモデルとを備え、それによって駆動装置の駆動速度とモータートルクを導き出すことができる。周波数変換器は少なくとも５ミリ秒ごとに制御およびステータスデータを入力または出力可能として、電力補償制御システムの機能を保証するようにするのが有利である。
【００２７】
技術的な制御用語で言うと、このシステムはカスケード制御方式をとっており、個々のレベルを相互に動的に減結合し、その結果として個々に考慮できるようにしている。上述の制御の利点は、駆動装置１３，１４の消費電力レベル間の偏差が電力補償制御部によりごく僅かになっており、またシステム内（伝送伝達）の変化が大きくても非常に高速となる点である。
【００２８】
また、ここで使用する周波数変換器はミル盤速度を除く全ての関連データを提供するものであるため、複雑で保守集約的測定技術を用いて事実上完全に分配することができ、有利である。周波数変換器により制御介入が事実上電力を用いることなく実施することができるため、全体としての効率は被制御の駆動装置と同等になる。
【符号の説明】
【００２９】
１ ローラーミル
２ 電力補償制御システム
１０ ミル盤
１１ ミルローラー
１２ ミルローラー
１３ 駆動装置
１４ 駆動装置
２０ 周波数変換器
２１ 周波数変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミル盤（１０）と、少なくとも１つのミルローラー（１１，１２）と、ローラーミル（１）を駆動するための少なくとも２つの駆動装置（１３，１４）とを有するローラーミル（１）により、前記駆動装置の補償制御動作を実施しながら被粉砕材料を粉砕する方法であって、
補償制御システムを電力補償制御システム（２）によって形成し、少なくとも一方の駆動装置（１３，１４）の速度を制御することによって、各駆動装置の電力を相互に所定の比率に制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも２つの被駆動ミルローラー（１１，１２）を設け、駆動装置（１３，１４）を各ミルローラーと関連づけることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ミル盤（１０）の駆動を少なくとも２つのミルローラー（１１，１２）と被粉砕材料（３）とだけで行うことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力補償制御システム（２）が、前記ミル盤（１０）の速度制御装置をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記駆動装置（１３，１４）の速度の制御を、前記ミル盤（１０）の所定の速度がさらに維持されるように行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記電力補償制御システム（２）がモーターモデルを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記駆動装置（１３，１４）の速度の制御を、周波数変換器（２０，２１）によって行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記駆動装置（１３，１４）の消費電力を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
独立した駆動装置を前記ミル盤（１０）と関連づけて設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
ミル盤（１０）と、少なくとも１つのミルローラー（１１，１２）と、ローラーミル（１）を駆動するための少なくとも２つの駆動装置（１３，１４）とを有するローラーミル（１）により、前記駆動装置の補償制御動作を実施しながら被粉砕材料を粉砕する方法であって、
補償制御システムを電力補償制御システム（２）によって形成し、少なくとも一方の駆動装置（１３，１４）の速度を制御することによって、各駆動装置の電力を相互に所定の比率に制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも２つの被駆動ミルローラー（１１，１２）を設け、駆動装置（１３，１４）を各ミルローラーと関連づけることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ミル盤（１０）の駆動を少なくとも２つのミルローラー（１１，１２）と被粉砕材料（３）とだけで行うことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力補償制御システム（２）が、前記ミル盤（１０）の速度制御装置をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記駆動装置（１３，１４）の速度の制御を、前記ミル盤（１０）の所定の速度がさらに維持されるように行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記電力補償制御システム（２）がモーターモデルを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記駆動装置（１３，１４）の速度の制御を、周波数変換器（２０，２１）によって行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記駆動装置（１３，１４）の消費電力を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
独立した駆動装置を前記ミル盤（１０）と関連づけて設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【公表番号】特表２０１０−５１７７５３（Ｐ２０１０−５１７７５３Ａ）
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４８６７８（Ｐ２００９−５４８６７８）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５１３５４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９５９０２
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０４０４３９３４）ポリシウス アクチェンゲゼルシャフト (21)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５１３５４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９５９０２
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０４０４３９３４）ポリシウス アクチェンゲゼルシャフト (21)
【Ｆターム（参考）】
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