Электропривод рабочих рольгангов прокатного стана

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3766955/24-07 (22) 09.07,84 (46) 07.02.86. Бюл. У 5 (71) Свердловское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института "Тяжпромэлектропроект" им. Ф.Б. Якубовского (72) В.П. Мазунин (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) Тиристорные электроприводы прокатных станов. Под ред. В.M.Ïåрельмутера.-M Металлургия, 1978, с. 36-68.

Авторское свидетельство СССР

М 993424, кл. Н 02 Р 5/06, 1980. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД РАБОЧИХ

РОЛЬГАНГОВ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к управляемому вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задат-. чик скорости, задатчик интенсивности, выполненный в виде последовательно соединенных релейного усилителя, инвертирующего усилителя и интегратора, регулятор скорости, первый управляемый ключ и регулятор тока, при этом к входам регуляторов скорости и тока подключены датчики скорости и тока соответственно, выход регулятора скорости через второй управляемый ключ связан с входом упомянутого инвертирующего усилителя, а управляющие входы уп- равляемых ключей подключены к выходу датчика, фиксирующего захват и выброс металла, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения износа роликов и повышения точности согласования скоростей роликов между собой и со скоростью металла, в него введены выполнен-ный в виде реального дифференцирующего звена блок формирования заданного значения тока и блок изменения масштаба, при этом вход блока формирования заданного значения тока подключен к выходу инвертирующего усилителя, его выход — к задающему входу регулятора тока, а управляющий вход — к блоку изменения масштаба.

1210194

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам рабочих рольгангов реверсивных прокатных станов. Рольганги выполняются с индивидуальным безредукторным приводом роликов, с питанием двигателей от тиристорных преобразователей с системами управления, содер1 жащими регуляторы скорости тока и задатчик интенсивности. Ролики с такими электроприводами транспортируют металл к прокатной клети„ на них лежит металл при прокатке и после прокатки, после выброса из клети, когда с помощью роликов обеспечивается торможение — снижение скорости металла до нуля и возврат

его к клети для прокатки в следующем

Электропривод рабочих рольгангов прокатного стана (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к управляемому вентильному преобразователю 2, в цепь управ ления которого включены последовательно соединенные задатчик 3 скорости, задатчик 4 интенсивности, выполненный в виде последовательно соединенных релейного усилителя 5, инвертирующего усилителя 6 и интегратора 7, регулятор 8 скорости, управляемый ключ 9 и регулятор !О тока, при этом к входам регуляторов

8 и 10 скорости и тока подключены датчики скорости (ДС) !1 и тока

12 соответственно, выход регулятора

8 скорости через управляемый ключ !

3 связан с входом инвертирующего усилителя 6, а управляющие входы управляемых ключей 9 и 13 подключены к выходу датчика 14, фиксирующего захват и выброс металла 15. В электропривод введены выполненный в виде реального дифференцирующего звена блок 16 формирования заданного значения тока и блок 17 изменения масштаба, при этом вход блока 16 формирования заданного значения тока подключен к выходу инвертирующего усиЗО

45

55 пропуске.

Цель изобретения — уменьшение из- 2О носа роликов и повышение точности согласования скоростей роликов между собой и со скоростью металла.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг. 2- 25 варианты выполнения блока формиро— вания заданного значения тока с блоком изменения масштаба. лителя 6, его выход — к задающему входу регулятора 10 тока, а управляющий вход — к блоку 17 изменения масштаба, Рассматриваемый электропривод приводит во вращение ролики

18 рольганга, расположенные по обе стороны клети 19 прокатного стана.

Блок 16 формирования заданного значения тока с блоком 17 изменения масштаба могут быть выполнены следующим образом: на базе RC-цепи с переключателем (фиг. 2а) или на базе операционного усилителя с потенциометром (фиг. 2б) .

Резисторы 20 и 21 и конденсатор

22 (фиг. 2а) служат для образования реального дифференцирующего звена с постоянной времени R О С (индексы здесь и далее соответствуют порядковому номеру элемента), компенсирующего запаздывание задающего узла, образованного интегратором 7, охваченным обратной связью, состоящей из регулятора 8 скорости и инвертирующего усилителя 6 (в целом апериодического звена с входом по второму входу регулятора 8 скорости).

Переключатель 23 в этой RC-цепи изменяет величину R „, т.е.коэффициент передачи с выхода инвертирующего усилителя 6 на задающий вход регуля— тора 10 тока. Величина дополнительного сопротивления на выходе блока

16 формирования заданного значения тока должна быть на несколько порядков больше внутреннего выходного сопротивления регулятора 8 скорости для исключения действия блока 16 при замкнутом ключе 9. При этом ток от блока 16 формирования заданного значения тока не влияет на напряжение на входе регулятора 1О тока, т.е. действует система регулирования скорости.

Усилитель 24 (фиг. 2б) охвачен

RC-связью, образованной резисторами

25 — 27 и конденсатором 28 того же назначения. Соотношением сопротивлений

R -R определяется коэффициент передлчи с инвертирующего усилителя 6 на вход регулятора 10 тока. Дополнительное сопротивление на выходе блока !6 той же величины, что и в предыдущем варианте, позволяет не учитывагь действие блока 16 формирования заданного значения тока при замкнутом клю че 9. Резистором 29 производится изменение масштаба. Параметры (R +

1210194

50 можении.

+Rÿ6 ) C; 427 С28 соответствуют пара метрам реального дифференцирующего звена. Таким образом, в статике блок

16 формирования заданного значения тока представляет собой пропорциональное звено.

Коэффициент передачи с выхода инвертирующего усилителя 6 на вход регулятора 10 тока определяется из условия отсутствия скольжения между роликом и металлом при разомкнутом ключе 9 и замкнутом ключе 13, когда ролик раскручивается металлом за счет момента сцепления, величина которого не превышает допустимого по условию движения без скольжения.

Блок 17 изменения масштаба при этом служит для установки коэффициента йередачи при прокатке различных раскатов (тяжелых или легких), т.е. при изменении величины указанного момента сцепления в зависимости от веса .раската на единицу длины. Реальное дифференцирующее звено служит для ком- пенсации запаздывания узла задатчи ка 4 интенсивности.

Электропривод работает следующим образом.

До захвата клетью 19 металл 15 транспортируется рольгангом с заданной задатчиком 3 скоростью. Ключ 9 замкнут, ключ 13 разомкнут, блок 17 изменения масштаба установлен в определенное положение, и масштаб остается постоянным до конца работы электропривода. Задание от задатчика 3 скорости воспроизводится задатчиком 4 интенсивности, благодаря чему на входе интегратора 7 устанавливается напряжение, равное заданному, и регулятор 8 скорости поддерживает скорость электродвигателя 1 на уровне заданной. Выходное напряжение регулятора 8 скорости через замкнутый ключ 9 подается на вход регулятора 10 тока. При этом обеспечивается вращение ролика с задан. ной скоростью и металл транспортируется к клети. Выход блока 16 формирования заданного значения тока не действует на электропривод, так как через дополнительный резистор вследствие малой величины не влияет на напряжение на входе регулятора 10 тока, На выходе датчика 14, фиксирующего захват и выброс металла, нулевое напряжение (захвата нет).

В момент захвата металла клетью

19 датчик 14 выдает сигнал и переключает ключи: ключ 13 замыкается, а ключ 9 размыкается, что приводит к отключению выхода регулятора 8 скорости и, соответственно, к вводу в действие блока 16 формирования saданного значения тока на входе регулятора 10 тока. Одновременно выход регулятора 8 скорости подключается к входу инвертирующего усилителя 6 через ключ 13, исключая действие задатчика 3 скорости через релейный усилитель 5 из-за связи через резистор, Замыканием ключа 13 образуется новый замкнутый контур: 13 — 6 — 7

8 — 13. Задающим в этом контуре оказывается напряжение с датчика 11 по второму входу ., регулятора 8 скорости, благодаря чему в контуре поддерживается выходное напряжение интегратора 7, равное этому задающему напряжению

Пока скорость остается неизменной, что характерно для установившейся скорости прокатки и для согласованного движения роликов 18 и металла

15, выходное напряжение интегратора

7 не меняется, выходное напряжение инвертирующего усилителя 6 равно.нулю, выходное напряжение блока 16 формирования заданного значения тока также равно нулю. Как только после захвата начинается, например, разгон клети 19 с металлом в валках, металл

15 начинает раскручивать ролики и электродвигатель 1. Изменение скорости электродвигателя 1 через датчик 11 приводит к изменению равновесия в контуре с ключом 13. Выходное напряжение регулятора 8 скорости увеличивается, увеличивается выходное напряжение инвертирующего усилителя 6, что приводит к формированию задания тока блоком 16 с установленным коэффициентом передачи. Создается дополнительный ток (момент) электродвигателя 1, облегчающий разгон ролика, так как к моменту металла 15 добавляется момент электродвигателя, ролик разгоняется согласо ванно с металлом .без скольжения. Такие же процессы происходят и при тор,При выбросе металла напряжение на выходе датчика 14, фиксирующего захват и выброс металла, исчезает, что приводит к обратному переключе3 1 нию ключей 13 и 9. Восстанавливается система регулирования скорости электропривода ролика для транспортировки со скоростью, равной скорости мета.пла в момент выброса, причем за— дание скорости от интегратора 7 равно фактическому значению скорости от датчика 11. Поэтому подача управляющего сигнала от задатчика 3 скорости непосредственно после выброса не приводит к ударам и недопустимым броскам тока электродвигателя.

Описанная работа относится к роликам, ближайшим к клети и к роликам, на которых лежит транспортируемый металл. Для роликов, удаленных от клети, принимающих металл после захвата, работа аналогична с условием задержки в подаче команд на переключение ключей 13 и 9 на время движения конца раската до ролика.

Таким образом, в электроприводе каждого ролика в период от захвата, до выброса создается дополнительный вращающий момент на валу электродви— гателя, направленный на преодоление инерции вращающейся массы с предотвращением скольжения по роликам. Величина дополнительного момента определяется из соотношения маховых масс даннorо ролика и минимальной маховой массы. B качестве минимальной маховой массы принимается наиМеньшая одного из роликов (самого легкого), либо расчетная, при которой электропривод может разгоняться за счет трения металла о ролик без использования блока 16 формирования заданного значения тока. При извест— ной минимальной маховой массе 1 дополнительный момент М,,„ для ролика с массой 1 равен о „1

1-I 1

Аоп 1 c > i6 у *оп о Т

?10194 б где М вЂ” момент, допустимый по услоI, виям трения беэ скольжения металла о ролик;

U — напряжение на входе регуля5 тора 1.0 тока от блока 16 формирования заданного значения тока;

К вЂ” коэффициент усиления замкнутого контура тока.

10 Зная входное сопротивление R®„ на первом входе регулятора 10 тока и принимая коэффициент усиления по это. му входу за единицу, определяют относительный коэффициент усиления

15 цепи 6-16, который должен быть (при К =1 К = — 1б= ), U (6 U б l 6 1.: б Фб вх ю eiy

25 где Ь и„ вЂ” максимально допустимое

"

Как правило, К; значительно меньше единицы, что позволяет использовать пассивную RC-цепь.

Введение коррекции с передаточной функцией реального дифференцирующего звена обуславливает повьппение точности формирования за счет компенсации инерционности контура 13 30 — 6 — 7 — 8, описываемого апериодическим звеном: интегратор 7 охвачен жесткой отрицательной обратной связью через цепь 8-13.

Изобретение обеспечивает уменьшение бросков тока, предотвращает скольжение роликов из-за разных маховых масс, снижает износ и повьппает согласованность движения металла и роликов, а также позволяет повысить точность согласования скоростей

40 роликов при транспортировке металла непосредственно после выбороса, что обеспечивает оперативность управления.

1210194 . /б 25

Фиг.2

Составитель В. Кузнецова

Редактор Е. Папп Техред M.FlapoqaA Корректор С. Шекмар

Заказ 529/58 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4