Квазиоптимальная система автоматического регулирования натяжения полосы на прокатном стане

 

(ti! 578134

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 08.06.76 (21) 2369596/22-02 (51) М. Кл."- В 21В 37/06 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 02.11.77 (53) УДК 621.771.23-503. .51 (088.8) по делам изобретений н открытнй (72) Автор изобретения

В. Н. Стрижак

Северо-Кавказский горно-металлургический институт--(71) Заявитель (54) КВАЗИОПТИМАЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА ПРОКАТНОМ

СТАНЕ

Изобретение относится к преобразованию и распределению электрической энергии и может быть использовано в системах регулирования натяжения полосы ленто-прокатных станов и на другом подобном оборудовании.

Наиболее близкой к предлагаемой системе является система, содержащая две моталки, снабженные электродвигателями, подсоединенными каждый на свой преобразователь, регулятор тока с блоками задания натяжения и сравнения и два регулятора ЭДС (1).

Особенностью приводов моталок является то, что двигатель разматывающей моталки работает в генераторном режиме, а энергия торможения возвращается в сеть или гасится на сопротивлениях. При отдаче энергии в сеть преобразователь, питающий двигатель разматывающей моталки, должен работать в инверторном режиме, а преобразователь наматывающей моталки — в выпрямительном.

Для того, чтобы натяжение полосы было вполне определенным и строго стабилизированным независимо от скорости и направления прокатки, приходится применять сложные системы, согласующие работу инвертора и выпрямителя с приводом клети, и, кроме того, необходимо регулировать ток возбуждения двигателей моталок в зависимости от диаметра рулона.

Все это усложняет и удорожает систему регулирования натяжения и приводит к снижению ее надежности в работе.

Целью изобретения является непосредствен5 ное использование энергии торможения двигателя разматывающей моталки для питания двигателя наматывающей моталки, упрощение и удешевление системы.

Это достигается тем, что к выходу регуля10 тора тока подсоединены якоря обоих двигателей, соединенные между собой встречно-последовательно, а нх обмотки возбуждения соединены с регуляторами ЭДС, входы которых, соединенные между собой последовательно

15 через регулятор соотношения и выпрямитель, подсоединены к выходу регулятора тока и к датчику скорости.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического регулирования натяже20 ния полосы.

Схема содержит преобразователь 1, двигатели 2 и 3 моталок, обмотки 4 н 5 возбуждения двигателей моталок, выпрямитель 6, усилитель 7 и 8 регуляторов ЭДС моталок, регу25 лятор 9 соотношения натяжений передней и задней моталок, блок 10 сравнения, тахогенератор 11 клети, блок 12 задания натяжения, Обмотки возбуждения двигателей запнтаны от двух регуляторов ЭДС, которые представЗ0 ляют собой магнитные усилители с выходом

578134

Система работает следующим образом.

Р евер сивный лентопр окатный стан имеет две моталки. Одна моталка — намытывающая (передняя) — наматывает ленту после клети, и двигатель ее работает в обычном двигательном режиме. Вторая моталка — разматывающая (задняя), и двигатель ее работает в генераторном режиме (тормозном).

Обе моталки должны обеспечить строго постоянное натяжение ленты. Натяжение задается с помощью блока 12 задания.

Напряжение, пропорциональное заданному натяжению, сравнивается с напряжением, соответствующим фактическому натяжению в блоке 10 сравнения. Разница напряжений подается на вход регулятора тока.

Разница натяжений моталок по условиям технологии задается в пределах 0 — 15 д. Натяжение не должно изменяться с изменением диаметра рулона и скорости прокатки.

Все эти условия легко выполняются при последовательном включении якорей двигателей

2 и 3 моталок и преобразователя 1, который является регулируемым стабилизатором тока, Но так как вращающий момент двигателя зависит не только от тока якоря, но и от магнитного потока, то, изменяя магнитный поток

65 н»»ы"тминном Iок(. O()AliiTii» управ.li.i»l>l обоих усилителей соединены последовательно и питаются от схемы сравнения, где сравнивается напряжение силового тирпсторного преобразователя и ЗДС тахогенератора клети.

В отличие от обычно применяемых астатпческнх регуляторов здесь использованы статические регуляторы ЭДС, не имеющие скользящих контактов и обеспечивающие достаточно высокую точность регулирования.

Квазиоптимальность системы характеризуется двумя показателями: измерение и регулирование натяжения производится не непосредственно, а косвенным методом, путем измерения и регулирования тока якорей моталок н величины ЗДС этих двигателей (а

ЗДС в свою очередь зависит от магнитного потока); на вход регуляторов ЗДС подаются

»с просто ЭДС каждого двигателя, а их разность, зависящая от величины потерь в двигателях и редукторах и от удлинения полосы при прокатке (она также зависит от разности натяжений наматывающей и разматывающей моталок).

Регуляторы ЭДС практически не требуют настройки. На пульте управления наносится градуировка потенцнометра сравнения (регулятор соотношения), и оператор устанавливает необходимую разность натяжений передней и задней моталок поворотом ручки в нужное положение. Такая простая система автоматического регулирования натяжения полосы обеспечивает высокую стабильность заданного натяжения, что в свою очередь позволяет повысить скорость прокатки, производительность стана и качество выпускаемой продукцпи.

)0

Зо

35 (гок нозбу,ii;!i.нпя) двигателя в соответствии с диаметром рулона, можно при неизменном токе якоря поддерживать постоянное натяжение, независимо от диаметра рулона.

Регулирование токов возбуждения двигателей 2 и 3 моталок осуществляется регуляторами ЭДС. ЭДС двигателя пропорциональна магнитному потоку и скорости его вращения.

Если стабилизировать величину ЭДС, то будет стабильным и произведение магнитного потока на скорость двигателя, т. е. магнитный поток будет изменяться обратно пропорционально скорости вращения двигателя. При постоянной скорости прокатки скорость вращения двигателя обратно пропорциональна диаметру рулона. Таким образом, стабилизируя величину ЭДС, можно добиться того, что магнитный поток двигателя будет изменяться прямо пропорционально диаметру рулона, и при неизменном токе якоря будет поддерживаться постоянное натяжение.

Система позволяет получить высокую точность регулирования (ошибка до 3 /ц).

В этой системе тиристорный преобразователь 1 (выпрямитель) используют как стабилизатор тока якорей двигателей моталок. Для этого в нем использована глубокая отрицательная обратная связь по току. Якоря двигателей 2 и 3 обеих моталок соединены встречно-послеодвательно между собой и подключены к преобразователю 1, с помощью которого задается определенный ток якорей и натяжение полосы.

На входы регуляторов ЭДС моталок подается не просто ЭДС двигателей 2 и 3, а разность ЭДС, снимаемая с выхода преобразователя 1, и она сравнивается с ЭДС тахогенератора 11 клети. На преобразователе 1 устанавливается напряжение, равное сумме потерь в якорной цепи двигателей и некоторого напряжения, соответствующего потерям в редукторах обеих моталок и вытягиванию полосы.

Сравнивать разность ЭДС двигателей с

ЭДС тахогенератора клети необходимо, так как потери в редукторах изменяются с изменением скорости прокатки.

При выходе стана на номинальную скорость прокатки разность ЭДС стабилизируется, а, следовательно стабилизируется и величина

ЭДС каждого двигателя, что крайне необходимо для строгого сохранения постоянства натяжения независимо от диаметра рулона.

Формула изобретения

Кв аз иоптимальна я система автоматического регулирования натяжения полосы на прокатном стане, состоящая из двух моталок с двигателями постоянного тока независимого возбуждения, регулятора тока с блоками задания натяжения и сравнения и двух регуляторов ЭДС, отличающаяся тем, что, с целью непосредственного использования энер578134

Составитель А. Абросимов

Техред И. Михайлова

Редактор Г. Лановая

Корректор О. Тюрина

Заказ 2318(9 Изд. № 856 Тираж 1080

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раугиская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2 гии торможения двигателя разматывзюшей моталки для питания двигагеля наматывающей, упрощения и удешевления системы, к выходу регулятора тока подсоединены якоря обоих двигит«л«й, соединенные между собой встречно-последовательно, а их обмотки возбуждения соединены с регуляторами ЭДС, входы которых, соединенные между собой последовательно через регулятор соотношения и выпрямитель, подсоединены к выходу регулятора тока и датчику скорости.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Филатов A. С. Электропривод и автоматизация реверсивных ста нов холодной прокатки, М., «Металлургия», 1973, с. 367.