Устройство для задания скорости главного привода реверсивного стана горячей прокатки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соев Советских

Социалистических

Республик (1)904166 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160580 (21) 2927386/24-07

f$q j+ g 3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

HP 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УДК 621 ° 313 ° . 2 (088.8}

Опубликовано 070282. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 070282 (72) ASTOpbt изобретения

С.К.Козырев (СССР} и Сбейх Хусейн Сахран (Иордания }

Московский ордена Ленина энергетиче институт (71) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ СКОРОСТИ

ГЛАВНОГО ПРИВОДА РЕВЕРСИВНОГО СТАНА

ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

30

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу реверсивных станов горячей прокатки, и может быть использовано для

5 формирования оптимальных скоростных режимов главного привода реверсивного стана горячей прокатки.

Известно задающее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель с нелинейными обратными связями, промежуточный интегратор и выходной интегратор, выход которого замкнут на вход усилителя П1.

Однако данное устройство не обеспечивает формирования близкого к оптимальному по быстродействию и динамичности закона изменения скорости, так как в нем не приняты меры для устранения возникающих в замкнутом контуре ошибок регулирования, пропорциональных заданным ускорению и рывку.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее интегратор и последовательно включенные операционный усилитель с блоком ограничения в цепи обратной связи, второй интегратор и суммирующий усилитель, выход которого соединен со входом операцион. ного усилителя С27.

Устройство обеспечивает изменение задающего сигнала по параболическому закону на начальном и конечном участке с одинаковым темпом нарастания и спадания, причем исключение параболического участка в начале кривой разгона приводит к невозможности получения его и на начальном участке этой кривой. Для прокатного стана указанное устройство не может быть использовано, так как задающее устройство должно обеспечивать линейное нарастание на начальном участке кривой разгона, а параболическое лишь на конечном, причем переход на параболический закон должен осуществляться с различной начальной скоростью и лишь в отдельных пропусках.

Требуемая начальная скорость и номер пропуска определяются из условия получения минимального времени цикла прокатки слитка при заданном нагреве двигателя. Аналогичные процессы (сначала параболический, затем до конца торможения линейный закон } требуются и при торможеиии. Таким образом, известное устрОйство не обеспечивает получение оптимальных по быстро904166

А n(<) - ) (ь ге ) ) (4) где ф скорость прокатки а чщ при разгоне на паравда болическом участке; скорость прокатки при торможении на параболическом участке.

Подставляя (l) и (2) в (3) и (4) соответственно, после преобразований получают

,„ е) - . „,т ! (5)

%п®-4- ВЯЖИ (б) где ч,=-ц - — начальная скорость и перехода к парабол ле; с4= с - постоянная величина.

Начало отсчета времени с в управлении (5) определяется началом пере- действию скоростных режимов главного привода реверсивного стана горячей прокатки и тем самым, получение максимальной производительности стана при заданном нагреве электродвигателя. 5 Цель изобретения — повышение производительности стана при заданном нагреве электродвигателя за счет обеспечения оптимальных скоростных режимов. )о

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены ключевой элемент и функциональный преобразователь, а также последовательно соединенные блок задания начальной ско- )5 рости и блок суммирования, блок возведения в квадрат и блок перемножения, при этом второй вход блока сум-. мирующего усилителя, а выход — к управляющему входу ключевого элемента, 7о включенного между выходом операционного усилителя и входом первого интегратора, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, второй вход блока перемножения через функциональный преобразователь подключен к блоку задания начальной скорости, а его выход — ко входу суммирующего усилителя, причем функциональный преобразователь обеспечивает преобразование л З- - т.„-р где 02 — коэффициент, зависящий от ускорения привода с„ и началь-у5 ной скорости перехода. к параболическому закону )4 .

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — графики изменения тока и скорости. 4О устройство содержит операционный усилитель 1, имеющий релейную характеристику, выход которого соединен со входом интегратора 2, задающего темп изменения скорости по линейно- 45 му закону, выход которого соединяется со входом усилителя 3 для обеспечения главной обратной связи с выхода устройства на вход. Кроме этого, в устройстве имеются ключ 4, соединяющий выход усилителя 1 со входом интегратора 5, выход которого подключен к входу функционального преобразователя — квадратора 6, выдающего сигнал, пропорциональный квадрату времени, блок 7 перемножения, два входа которого соединяются, с выходом квадратора 6 и функционального преобразователя 8, выполненного например, в виде диодного функционального преобразователя . Выход бло- 6О ка 7 перемножения подключается ко второму входу суммирующего усилителя З.Операционный уоилитель 1 имеет блок 9 ограничения в цепи об)5ат ной связи. 65

Математическое описание изобретения можно привести с помощью фиг.2, где показаны графики изменения тока и скорости при прямолинейном законе изменения скорости (сплошная линия) и при переходе от прямолинейного закона изменения скорости к параболическому (пунктирная линия).

На параболических участках разгона н торможения справедливы следующие уравнения для тока электродвигателя, записанные в относительных единицах, если скорость захвата равна скорости выброса Vq, а ускорение а равно замедлению b

Е

1,„= (1 + @-(- ) 4()-)

Ю с Ъ.

>7g =

-с; (2)

Хpn где 1рр = -ж — — — ток двигателя при

Н разгоне на параболическом участке;

1@< = — ток двигателя при н торможении на пара+ болическом участке;

1л 1р = ча†время разгона (тори можения) на параболическом участкер

Жя

Тн = -б; — — базовая единица н времени; а = — — базовая единица усИн н

Ъ корения (замедления) у — ускорение (замедление) в относительных единицах.

Закон изменения скорости прокатки при разгоне и торможении на параболических участках определяют с помощью уравнений

Ф„ Ф, "юР *j < w- ñ>

0 г

904166 хода к параболе, а в уравнении (6

- началом торможения.

Время ь и Т2 находят из гранич,ных условий. При ф = 4, = 1 согласно (5) имеют

i„i,2 = 2 — Š—, " > 5 с другой стороны

1 наг, л л л 1-Уня

И. =, - p

4 (7)

Q2 откуда

4(4- МнЕ2) (8)

Таким образом, сигнал задания скорости при прокатке по параболическому закону должен меняться в соответствии с уравнениями (5) и (6).

Рассмотрим принцип действия устройства.

При подаче на вход усилителя 1 сигнала База., и при значении начальной скорости 9, равном номинальному значению скорости 9н, устройство обеспечивает линейное нарастание сигнала задания скорости U до заданного значения, так как в этом случае ключ 4 разов4кнут и вступает в действие обычный задатчик интенсивности, состоящий нз усилителей 1 — 3.

Допустим, что начальная скорость перехода к параболами„имеет зна- 30

Cense +6 )) z cg„, то в этом случае сигнал задания скорости Пас растет по линейному закону, пока Vc.V z .

При скорости прокатки Ч, равной начальной скорости Ч„, ключ 4 замы- 35 кается и соединяет выход усилителя

1 со входом интегратора 5 . Выходной сигнал интегратора 5 возводится в квадрат с помощью квадратора 6.

Выходной сигнал квадратора 6 умножа- 40 ется на величину а2, получаемую с выхода функционального преобразователя 8, реализирующего зависимость (8)нри постоянном значении .Таким образом, на входы суммирующего усилителя 3 подаются два сигнала: выхода интегратора 2 и с выхода блока 7 пере% множения.

Кроме этих двух сигналов на входе суммирующего усилителя 3 имеется еще начальный сигнал 4<а2, соответствующий выходному сигналу интеграто ра 2 при с = 0 . Следовательно, сагнал задания скорости U при разгоне меняется согласно уравнению. (5) .

По окончании разгона при

2(4 — «н« имеется сигнал заданИя скорости U

=1, что соответствует разгону до номинальной скорости Чн = 1. При этом должно выполняться условие, вытекающее из условия отсутствия скачки тока i при скорости Ч, равной номинальной "н

Д;ф 0 ïåí м-Чм 1

Продеффиренцировав (5) и приравняв к нулю при Ч 1 имеют

«-- 4 2 (л+ 1) 0 (9)

Рассмотрим процесс торможения (Щх= О).

Выходной сигнал интегратора 2 состоит из трех членов (1„а2+Г„Д+Я—

- 7. ).

На выходе блока 7 перемножения имеют (t it2-1)2.62 . При этом выходной сигнал суммирующего усилителя 3 определяется равенством

U -М еР,+т.,)-ад,— — (С t2 — Ь ) 32 (10)

После некоторых преобразований в (10) и с учетом (9), находится

0эа = 1 — Г-2 1 л-2

Таким образом, торможение происходит по требуемому закону, согласно (6) .

При = t + скорость Ч равна начальной скорости Чна . В этот момент времени ключ 4 размыкается.

В момент размыкання ключа 4 на выходе интегратора 5 присутствует нулевой сигнал. Дальнейшее торможение происходит по линейному закону, т.е. так как работает обычный задатчнк интенсивности. При скорости Ч, равной нулю, на выходе усилителя 1 находится нулевой сигнал и привод останавливается.

Иеняя входной сигнал функциональногб преобразователя 8, осуществляют переход к параболическому закону изменения скорости, начиная с любого значения начальной скорости Ч а .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает получение опти.— . мальных по быстродействию скоростных режимов главного привода ревер-! сивного стана горячей прокатки, в результате чего обеспечивается повышение производительности прокатного стана при заданном нагреве электродвигателя.

Формула изобретения

Устройство для задания скорости главного привода реверсивного стана горячей прокатки, содержащее интегратор н последовательно включенные операционный усилитель с блоком ограничения в цепи обратной связи, второй интегратор и суммирующий усилитель, выход которого соединен со входом операционного усилителя, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повыаения производительности стана при заданном нагреве электро904166

Корректор N.Шароши

Редактор Л.Пчелинская Техред N.Ôåïåð

Заказ 158/45 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Пате: т, г.ужгород, ул.Проектная, 4 двигателя путем обеспечения оптимальных скоростных режимов, в него введены ключевой элемент и функциональный преобразователь, а также последовательно соединенные блок задания начальной скорости и блок суммирования, блок возведения в квадрат и блок перемножения, при этом второй вход блока суммирования подключен к выходу суммирующего усилителя, а выход — к управляющему входу ключево-. 0 ,го элемента, включенного между выходом операционного усилителя и входом первого интегратора, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, второй вход блока пере.— множения через функциональный преобразователь подключен к блоку задання начальной скорости, а его выходко входу суммирующего усилителя, причем функциональный преобразователь обеспечивает преобразование

Гл 7 = .ь где eq — коэффициент, зависящий от ускорения привода,и начальной скорости перехода к параболическому закону кл

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 606195, кл. Н 02 Р 5/00, 1978.

2. Патент Великобритании

Р 1158)44, кл. С 3 (Н 02 Р 5/00), 1969.