Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя прокатного стана Советский патент 1984 года по МПК H02P5/00 B21B37/46 

сл

со

со

00 Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электроприводах прокатных станов, преимущественно станов горячей прокатки, Известно, что одним из основных требований при прокатке металла на непрерывных станах гор -ей прокатки а в некоторых случаях и при прокатке на отдельно стоящих клетях толстолистовых станов, является уменьшение динамического отклонения частоты вращения электродвигателя при ударной нагрузке чходе металла в клеть и уменьшение времени перехо ного процесса изменения частоты вра щения . По основному авт.св. № 984526 известно устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя прокатного стана, выполненное по системе подчиненного регулирования частоты вращения электродвигателя и содержащее датчик и регулятор тока, датчик и регулятор частоты вращения и датчик ускорения, а также два .усилителя с релейным выходом, два функциональных и проме жуточный усилитель, причем выход ре гулятора частоты вращения электродвигателя соединен с входами релейных усилителей, выходы которых подключены к цепям обратных связей функциональных усилителей, с входами которых соединен выход датчика ускорения, а выходы функциональных усилителей подключены к входам про межуточного усилителя, выход котор го соединен с одним из входов регулятора частоты вращения 11, Однако в известном устройстве сигналы производной частоты вращени электродвигателя, совпадающие по зн ку с сигналами отклонения частоты е вращения от заданного значения, вво дятся в систему регулирования на че редующихся у.частках в течение тольк одной четверти периода,т.е. в течен половины полуволны каждого знака вой производной частоты вращения. При этом не используются сигналы производной частоты вращения тех участков полуволн этой производной которые НС совпадают по знаку с сиг налами отклонения частоты вращения, а это ухудшает динамические показате.пи электропривода. Цель изобретения - уменьщение динамического отклонения частоты вращения электродвигателя при ударной нагрузке, повышение быстродействия и надежности. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены инвер-тирующий и два дополнительных функциональных усилителя, при этом вход инвертирующего усилителя подключен к выходу датчика ускорения, а его выход соединен с входами введенных дополнительных функциональных усилителей, выходы которых связаны с входами промежуточного усилителя, а их цепи обратных связей - с выходами релейных ycилиteлeй. На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 кривые колебательного переходного процесса изменения частоты вращения электродвигателя и ее производной. Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя 1, подключенного к управляемому преобразователю 2, вьтолнено по системе подчиненного регулирования и содержит последовательно включенные регулятор 3 частоты вращения и регулятор 4 тока якоря, к входам которых подключены соответственно датчики 5 и 6 частоты вращения и тока, датчик 7 ускорения (блок дифференцирования), а также усилители 8 и 9 с релейным выходом, функциональные усилители 10 и 11 и промежуточный усилитель 12, при этом выход регулятора 3 частоты вращения соединен с входами релейных усилителей 8 и 9, выходы которых соединены с цепями обратных связей функциональных усилителей 10 и 11, с входами которых соединен выход датчика 7 ускорения, аВЫХОДЫ функциональных усилителей 10 и 11 соединены с входами 13 и 14 промежуточного усилителя 12, выход которого соединен с одним из входов регулятора 3 частоты вращения. В устройство введены также инвертирующий 15 и два дополнительных функциональных усилителя 16 и 17, причем вход инвертирующего усилителя 13 подключен к датчику 7 ускорения, а его выход соединен с входами дополнительных функциональных усилителей 16 и 17, выходы которых связаны с входами 18 и 19 промежуточного усилителя 12, а цепи обратных связей - с выходами релейных усилителей 8 и 9.

На фиг.2 показаны кривые отклонения час готы вращения tACa) от ее заданного значения здд (кривая СХ) произволной частоты вращения ± Л Ое) (кривая 3 ) и инвертированного значения этой производной (кривая Ь ) при приложении ударной нагрузки к валу электродвигателя. Заштрихованы те участки кривьпх, на которых знаки отклонения частоты вращения и ее производной совпадают. При этом сплоной штриховкой показаны совпадающие по знаку сигналы отклонения частоты вращение злектродзигателя к ее производной, а пунктирной - совпадающие по знаку сигналы отклонения частоты вращения электродвигателя и инвертированного значения ее производной.

Устройство работает следующим образом.

При положительном отклонении частоты вращения -1-л.ОгЗ электродвигателя 1 от заданного значения й)зАЛ усилитель 8 открыт, а усилитель 9 закрьгг (благодаря условно показанной на фйг.1 полярности диодов, включенных в цепь обратной связи этих усилителей) .

При отрицательном отклонении частоты вращения ) электродвигателя 1 от заданного значения ( наоборот, открыт усилитель 9, а усили тель 8 закрыт.

При открытом усилителе 8 цепь обратной связи усилителя 10 не закорочена, и при положительном ускорении -i-Oii) на выходе усилителя 10 возникает сигнал, пропорциональный положительному ускорению электродвигателя 1. Однако при закрытом усилителе 8 (отрицательное отклонение частоты вращения - й. выходное напряжение этого усилителя равней нулю, вследствии чего цепь обратной связи усилителя 10, к которой подключен выход усилителя 8, оказывается закороченной (элементы,обеспечивающие закорачивание цепи обратной связи усилителя 10, на фиг,1 не показаны).

В результате, несмотря на наличие положительного ускорения на входе усилителя 10, выходное напряжение этого усилителя равно нулю, поскольку отклонение частоты вращения электродвигателя от заданного значения отрицательно.

Точно также при открытом усилителе 9 цепь обратной связи усилителя 11 не закорочена, а при отрицательном ускорении на выходе усилителя 11 возникает сигнал, пропорциональный отрицательному ускорению электродвигателя 1. Однако при закрытом усилителе 9 (доложительное отклонение частоты вращения -t-дСо) выходное напряжение этого усилителя равно нулю, вследствие чего цепь обратной связи усилителя 11, к которой подключен выход усилителя 9, оказьтается закороi iK.ji (злгмеиты, обеспечивающие закорачивание цепи обратной связи усилителя 11, на фиг. 1 также i:e показаны) .

В результате, несмотря на наличие отрицательного ускорения на входе усилителя 10, выходное напряжение этого усилителя равно нулю, поскольку отклонение частоты вращения электродвигателя от заданного значения положительно.

Таким образом, при ударной нагрузке сигнал, пропорциональный положительному ускорению 4-023 на выходе усилителя Ю возникает при положительном- отклонении частоты вращения ) от заданного значения, а сигнал, пропорциональный отрицательному ускорению -ей , на выходе усили.теля 1t возникает при отрицательном отклонении частоты вращения от заданного значения.

Далее, инвертированный с помощью усилителя 15 сигнал производной частоты вращения электродвигателя поступает на вход двух дополнительных функциональных усилителей 16 и 17.

Параллельно цепям обратных связей усилителей 16 и 17 подключены выходы релейных усилителей соответственно В и 9, вследствие чего усилители 16 и 17 открываются аналогично усилителям 10 и 11, т.е. совпадении знаков отклонения частоты вращения электродвигателя от заданного значения с одноименными знаками инвертированного сигнала производной частоты вращения электродвигателя 1 (см. пунктирную штриховку участков кривых Сх и Ь на фиг.2).

Выходы усилителей 16 и 17 подключены к входам 18 и 19 промежуточного усилителя 12. Поэтому на вход этого усилителя поступают как сигналы производных частоты враще$щения электродвигателя, совпадаюцие по ЗНАКУ с сигналами отклонения частоты вращения, так и инвертированнЬш сигналы производных частоты вращения, также совпадака(ие по знаку с остальными участками кривой отклонения частоты IBpanteRHH, которые протироположны ио знаку неинвертированным сигналам производных. Таким образом, на входы 13 и 14 промежуточного уси1штеля 12 и далее йа вход регулйтора 3 частоты вращения сигналы производных частоты вра цения электродвигателя поступают только при совпадении их со знаками отклонения частот вращения от заданного значения. 86 Точно также на входы 18 и 19 уси;л1 а.ля 12 и далее на вход регулятоF, 3 частоты вращения инвертированные сигналы производных частоты вращения электродвигателя 1 поступают также только при совпадении их со знаками отклонения частоты вращения от заданного значения. Вследствие этого в предлагаемом устройстве действие снгналов производных отклонений частоты вр.ащения более эффективно, что обуславливает уменьшение динамического отклонения частоты вращения электродвигателя при ударной нагрузке, повьщ1ение быстродействия и надежности.

УСТРОЙСТВО ;ЦЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГА- , ТЕЛЯ ПРОКАТНОГО СТАНА по авг.св. № 984526, о-тличающееся тем, что, с целью уменьшения дина мического отклонения частоты вращения электродвигателя при ударной нагрузке, повьтения быстродействия и надежности, в него введены инвертярукяций и два дополнительньгх функциональных усилителя, при этом вход инвертирующего усилителя подключен к датчику ускорения, а его выход соединен с входами введенных функциональных усилителей, выходы которых связаны с входами промежуточного усилителя, а их цепи обратных связей - с выходами релейных усилителей.

+ А

а

а

.уу..

2