Нереверсивный электропривод постоянного тока непрерывного прокатного стана Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 B21B37/46 

го усилителя 18, где она усиливается или ослабляется в зависимости от требуемой корректировки напряжения задания на частоту вращения электродвигателя, необходимой для компенсации исчезнувшего натяжения между

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока, работающим в режиме ударных нагрузок, и может быть использовано на непрерывных заготовочных, сортовых, а также некоторых листовых прокатных станах.

Цель изобретения - улучшение качества прокатываемого металла путем автоматической корректировки скоростного режима клетей при прокатке выходной части заготовки.

На фиг.1 изображена схема электропривода; на фиг.2 - временные диаграммы токов, напряжений и частоты вращения.

Нереверсивный вентильный электропривод (фиг.1) содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные блок 3 задания, первый узел 4 сравнения напряжения задания на частоту вращения с напряжением обратной связи по частоте вращения, регулятор 5 частоты вращения, второй узел 6 сравнения напряжения задания на ток с напряжением обратной связи по току, регулятор 7 тока и систему 8 импульс но-фазового управления. При этом вы- :читающий вход узла 4 сравнения соеди нен с вькодом датчика 9 частоты вращения и через ключевой элемент 10 - с выходом аналогового запоминающего устройства 11, вход которого связан с выходом блока 12 сравнения, соединенного своими входами с выходами блока 3 задания и датчика 9 частоты вращения, а управляющие входы ключевого элемента 10 и аналогового запоминающего устройства 11 через релейный элемент 13 с гистерезисной ха(п-1) н п-ной клетями. При этом выходное напряжение задатчика 20 интенсивности изменяется в соответствия с темпом продвижения прокатываемого металла и конфигурацией профиля выходной части заготовки. 2 ил.

рактеристикой подключены к выходу датчика 14 тока, который связан также с вычитающим входом узла 6 сравнения.

Электропривод содержит также второе и третье аналоговые запоминающие устройства 15 и 16, четвертый узел 17 сравнения выходных напряжений этих устройств, масштабный усилитель 18, второй ключевой элемент 19, задатчик 20 интенсивности, R-S-триггер 21, блок 22 задержки, формирователь 23 импульсов, а также логические элементы ИЛИ-НЕ 24 и 25 соответственно. Вход логического элемента ИЛИ-НЕ 24 соединен с выходом релейного элемента 13 данной прокатной клети (п-й), а вход логического элемента ИЛИ-НЕ 25 - с выходом такого же релейного элемента предшествующей прокатной клети (п-1) (на чертеже не показан). Выход логического элемента ИЛИ-НЕ 24 подключен к первому входу триггера 21

и через блок 22 задержки связан с управляющим входом второго аналогового запоминающего устройства Т5. Второй вход R-S-триггера 21 через формирователь 23 импульсов соединен

с выходом логиче9кого элемента ИЛИ-НЕ 25, вход которого связан с управляющим входом третьего аналогового запоминающего устройства 16.

Входы аналоговых устройств 15 и 16 подключены к выходу датчика 14 тока, а их выходы - ко входам четвертого узла 17 сравнения, выход которого через последовательно соединенные масштабный усилитель 18, второй клю- чевой элемент 19 и задатчик 20 интенсивности подключен ко входам узлов 4 и 12 сравнения, а управляющий вход ключевого элемента 19 связан с выходом R-S -триггера 21 .

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии схемы сигналы на выходах элементов соответствуют времени с (фиг.2).

В момент времени с прокатываемый металл находится одновременно во все клетях непрерывного прокатного стана Ток электродвигателя 1 данной (п-й) клети определяется моментом прокатки и натяжением полосы в межклетьевых промежутках между (п-1) и п-й, а также п-й и (п+1) клетями (фиг.2Б). При этом напряжение на выходе релейных элементов 13 всех клетей равно логической 1 (фиг.2Ь, г). Это напряжение подается на входы логических элементов ИЛИ-НЕ 24 и 25 и на их выходах формируется напряжение, соответствующее логическому О (фиг.2а,е). Оно подается на первый и второй входы R-S-триггера 21, и на его выходе сохраняется напряжение логической 1 (фиг.2и), при этом второй ключевой элемент 19 остается разомкнутым. Первый ключевой элемент 10 также разомкнут, и напряжение на входе системы регулирования соответствует заданной величине, а введенные элементы не влияют на работу электропривода.

Напряжение логического О через блок 22 задержки поступает на управляющий вход второго аналогового запоминающего устройства 15 (фиг.2) и удерживает его в режиме хранения входного сигнала, поэтому на его выходе сохраняется напряжение, равное выходному напряжению датчика 14 тока, пропорциональное току электродвигателя 1 п-й клети после установления переходного процесса (фиг.2к), вызванного захватом прокатываемого металла п-й клетью. Третье аналоговое запоминающее устройство 16 находится в режиме запоминания входного сигнала, поступающего с выхода датчика 14 тока, так как на его управляющий вход поступает напряжение логической 1 с выхода релейного элемента 13 (п-1) клети. Поэтому выходное напряжение третьего аналогового запоминающего устройства 16 повторяет его входное напряжение (фиг.2л) и подается с отрицательным знаком на четвертый узел 17 сравнения. Разность напряжений, формируема на выходе узла 17, соответствует моменту натяжения в металле.

0

5

0

5

0

В момент времени t. -аготовка выходит из (п-1) клети, при этом ток электродвигателя (п-1) клети спадает к нулю, а напряжение на выходе релейного элемента 13 этой клети становится равным логическому О (фиг.2г) и подается на управляющий вход третьего аналогового запоминающего устройства 16. Через логический элемент ИЛИ-НЕ 25 и формирователь 23 импульсов это напряжение поступает на второй вход R-S-триггера 21 (фиг.2е,О. Третье аналоговое запоминающее устройство 16 переводится в режим хранения входного сигнала, и на его выходе удерживается напряжение, пропорциональное току электродвигателя клети в момент выхода заготовки из (п-1) клети, т.е. в момент исчезновения натяжения между (п-1) и п-й клетями. После исчезновения натяжения ток электродвигателя 1 п-й клети уменьшается на величину, пропорциональную натяжению между клетями. Поэтому напряжение на выходе третьего запоминающего аналогового устройства 16 будет меньше, чем напряжение на выходе второго запоминающего устройства 15.

На выходе четвертого узла 17 сравнения формируется положительная разность этих напряжений, подающаяся на вход масштабного усилителя 18, .где

она усиливается или ослабляется в зависимости от требуемой корректировки напряжения задания на частоту вращения электродвигателя, необходимой для компенсации исчезнувшего натяжения (фиг.2лО. Кроме того, при появлении сигнала логической 1 на втором входе R-S-триггера 21 в момент времени t, (фиг.2,3) его состояние изменяется, и на выходе формируется сигнал логического О (фиг.2и), подаваемый на управляющий вход ключевого элемента 19, который при этом замыкается. Выходное напряжение масштабного усилителя 18 поступает на,

вход задатчика 20 интенсивности, выходное напряжение которого изменяется с заданным темпом до уровня задающего напряжения на входе. Темп изменения на- пряжения на выходе задатчика 20 интенсивности подбирается в соответствии со

скоростью продвижения заготовки в межклетьевом промежутке и конфигурацией

рофиля заднего конца загчэтовки.

В момент времени t- заготовка выходит из п-й клети, ток электродвигателя 1 уменьшается и в момент t достигает нулевого значения, а на выходе релейного элемента 13 появляется напряжение логического О. Это напряжение подается на управляющий вход ключевого элемента 10, аналогового запоминающего устройства 11 и вход логического элемента ИЛИ-НЕ 24. Ключевой элемент 10 замыкается и подключает выход первого аналогового запоминающего устройства 11 ко входу узла 4 сравнения. При этом аналоговое запоминающее устройство 11 переходит в режим хранения входного сигнала, а на его выходе сохраняется сигнал, соответствующий ошибке регулирования по частоте вращени в момент уменьшения тока электродвигателя 1 до величины тока холостого хода в режиме сброса нагрузки. Так как напряжение ошибки регулирования в этом режиме имеет отрицательную полярность, то, поступая на вычитающий вход узла 4 сравнения оно суммируется с напряжением задания на частоту вращения.

С выхода логического элемента ИЛИ-НЕ 24 напряжение логической 1 подается на первый вход R-S-триггер 21, а на его выходе появляется сигнал логической 1, который, поступая на управляющий вход второго ключевого элемента 19, вызывает его размыкание. При этом вход задатчика 20 интенсивности отключается от выхода- масштабного усилителя 18 и напряжение на его выходе, связанном с вычитающими входами узлов 4 и 12 сравнения, уменьшается до нуля с заданным темпом (фиг. 2н.)

Вследствие этого напряжение на входе системы регулирования увеличивается с заданньи темпом до уровня, превьпиающего заданное значение частоты вращения на величину максимальной ошибки регулирования по частоте вращения, зафиксированной первым аналоговым запоминающим устройством 11 в режиме сброса нагрузки в момен tj. Поэтому ток в электродвигателе не исчезает, т.е. бестоковая зона отсутствует, и на холостом ходу в нереверсивном электроприводе не возникают броски тока. Тем самым обеспечивается благоприятная динамическая ситуация для наброса нагрузки.

t часчто приводит к уменьшению перегрузок в электромеханической системе электропривода.

При входе следующей заготовки

в п-ю клеть в момент времени тота вращения электродвигателя превышает заданное значение на величину, соответствующую ошибке регулирования по частоте вращения (фиг.2а)

при выходе предыдущей заготовки. При нарастании тока электродвигателя 1 до номинального значения первое аналоговое запоминающее устройство 11 в момент времени t отключается первым ключевым элементом 10 от входа узла 4 сравнения, и напряжение задания на частоту вращения восстанавливается до заданной величины. При этом перерегулирование по току злектродвигателя будет минимальным. Кроме того, сигнал логического О через блок 22 задержки поступает с задержкой времени на установление переходного процесса по току электродвигателя 1 на

управляющий вход второго аналогового запоминающего устройства 15. Это устройство переходит в режим хранения входного сигнала.

До момента времени выхода заготовки из предьщущей клети состояние электропривода не изменяется. В дальнейшем описанный цикл работы повторяется.

Таким образом, изобретение позволяет воздействовать на частоту вращения электродвигателя при выходе заготовки из клети прокатного стана и таким образом осуществлять автоматическую корректировку скоростного режима клети при прокатке выходной -части заготовки. Вновь введенные элементы дают возможность уменьшить сигнал задания на частоту вращения электродвигателя при выходе прокатываемого материала, например, из п-й клети прокатного стана. При этом происходит увеличение натяжения в прокатываемом металле в п-(п+1) межклетьевом промежутке и устраняется разнотолщин- ность заднего конца заготовки.

Формула изобретения

Нереверсивный электропривод постоянного тока непрерывного прокатного стана, содержащий электродвигатель, клети, якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные блок задания, первый узел сравнения, регулятор частоты вращения, второй узел сравнения, регулятор тока и систему импульсно-фазового управления, при этом вычитающий вход первого узла сравнения соединен с выходом датчика частоты вращения и через ключевой .элемент - с выходом аналогового за- ,поминающего устройства, вход которого связан с выходом третьего блока сравнения, соединенного своими входами с выходами блока задания и датчика частоты вращения, а управляющие входы ключевого элемента и аналогового запоминающего устройства через релейный элемент с гистерезисной характеристикой подключены к выходу датчика тока, который связан также с вычитающим входом второго узла сравнения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества прокатываемого металла путем автоматической корректировки скоростного режима клетей при прокатке выходной части заготовки, в него введены второе и третье аналоговые запоминающее устройства, четвертый узел сравнения, масщтабный усилитель, второй

ключевой элемент, задаТчик интенсивности, R-S-триггер, блок задержки, формирователь импульсов, а также два логических элемента ИЛИ-НЕ, входы

которых соединены с выходами рэлей- ных элементов с гистерезисной характеристикой данной и предшествующей прокатных клетей соответственно, выход первого логического элемента

ИЛИ-НЕ подключен к первому входу R-S-триггера и через блок задержки связан с управляющим входом второго аналогового запоминающего устройства, при этом второй вход триггера

через формирователь импульсов соединен с выходом второго логического элемента ИЛИ-НЕ, вход которого связан с управляющим входом третьего аналогового запоминающего устройства, входы второго и третьего аналоговых запоминающих устройств подключены к выходу датчика тока, а их выходы - к входам четвертого узла сравнения, выход которого через последовательно соединенные масштабньй усилитель, второй ключевой элемент и задатчик интенсивности подключен ко входам первого и третьего узлов сравнения, а управляющий вход второго ключевого элемента связан с выходом R-S-триггера.

Р-едактор Н.Егорова

.г

Составитель В.Кузнецова Техред А.Кравчук

Заказ 7822/56 Тираж 683 . Подписное ВНИРШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Г,Решетник

Изобретение относится к элект-. ротехнике и может быть использовано на непрерывных заготовочных, сортовых, а также некоторых листовых про f HzA катных станах. Улучшение качества прокатываемого металла путем автоматической корректировки скоростного режима клетей при прокатке выходной части заготовки обеспечивается за счет того, что при выходе прокатываемого мет-алла из (п-1) клетки прокатного стана напряжение с входа третьего аналогового.запоминающего устройства 16 черех. схему 25 ИЛИ-НЕ и формирователь 23 импульсов подается на второй вход R-S триггера 21. Напряжение на выходе третьего запоминающего устройства 16 при прокатке с натяжением меньше, чем напряжение на выходе второго запоминающего устройства 15. На выходе четвертого узла 17 сравнения формируется положительная разность этих напряжений, подакндаяся на вход масштабно(Л ю СХ5 00 00 -J vj