Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости валков клети прокатного стана Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

: Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому 5 праВлению электроприводами постоян- його тока с двухзонным регулировани- (м скорости и высокими требованиями li быстродействию при регулировании скорости электродвигателя во второй ;1оне; и может найти применение на непрерывных станах горячей и холодной 1 рокатки,

; Цель изобретения - уменьшение рас- :|:ода рабочих валков и улучшение каче- 4тва проката путем повышения быстродействия электропривода во второй зоне регулирования.

На чертеже изображена функцио- 1 апьная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель, якорная обмотка 1 которого подключена к нереверсивному вентильному преобразователю 2, в цепь управ- которого включены последовательно соединенные задатчик 3 интен- ;ивности, регулятор А скорости с бло- i|:oM 5 коррекции коэффициента передачи регулятор 6 тока с подключенными входам регулй торов соответственно Датчиками 7 и 8 скорости и тока. Обмотка 9 возбуждения электродвигателя Подключена к реверсивному вентильно- ity преобразователю 10, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 11 и регулятор 12 потока возбуждения с бло- ком 13 коррекции коэффициента передачи, а также датчик 14 ЭДС, При выход датчика 15 потока через |фопорциональный усилитель 16 и узел 17 вьзделения максимума соединен с фходом регулятора 12 потока и с вхо- ;j;oM блока 5 коррекции коэффициента |1ередачи регулятора А скорости. Вход блока 13 коррекции коэффициента пере- регулятора 12 потока через блок |8 выделения модуля,связан с выходом Датчика 7 скорости.

Кроме того, электропривод содержит ; 1атчик 19 наличия металла в клети, |юроговые элементы 20 и 21, интегра- top 22 и коммутирующие элементы с уп- | авляю1цими цепями 23 и 2А. При этом : ьпсоды датчика 7 скорости и датчика il9 наличия металла подключены к вхо-г Дам пороговых элементов 20 и 21, вы- :Код порогового элемента 20 соединен С управляющей цепью 23 первого комму- ирукщего элемента, первая исполнительная цепь 25 которого включена

между выходом порогового элемента 21 и управляющей цепью 2А второго коммутирующего элемента, первая исполнительная цепь 26 которого последовательно с второй исполнительной цепью 27 первого коммутирующего элемента включена между выходом задатчика 11 потока и входом интегратора 22. Второй вход последнего через nocjjetioBa- тельно соединенные вторую исполнительную цепь 28 второго коммутирующего элемента и третью исполнительную цепь 29 первого коммутирующего элемента соединен с выходом датчика 1А ЭДС, Общая точка второй исполнительной цепи 28 второго коммутирующего элемента и третьей исполнительной цепи 30 первого коммутирующего элемента подключена к второму входу узла 17 выделения максимума. Выход интегратора 22 через четвертую исполнительную цепь 30 первого коммутирующего элемента соединен с третьим входом интегратора 22 и через третью исполнительную цепь 31 с вторым пропорциональным усилителем 16.

Вход задатчика 3 интенсивности подключен к выходу сельсина 32 грубо регулировки через выпрямитель 33, а к входу регулятора А скорости подключен сельсин ЗА тонкой регулировки через выпрямитель 35 и переключатель 36. Выход регулятора А скорости через второй блок 37 .-выделения модуля подключен к входу регулятора 6 тока, выход которого соединен с входом системы 38 импульсно-фазового управления нереверсивного преобразователя 2, Аналогично выход регулятора 12 потока возбуждения соединен с входом системы 39 импульсно-фазового управления реверсивного преобразователя 10, Вход датчика 15 потока, выполненного в виде функционального преобразователя с представленной на чертеже характеристикой, подключен к выходу датчика АО тока возбуждения, а выход соединен с блоком 5 коррекции коэффициента передачи регулятора скорости через блок А1 вьщеления модуля и второй узел А2 вьоделения максимума. Блок 18 иьщеления модуля подключен к входу блока 13 коррекции коэффициента передачи регулятора 12 потока возбуждения через третий узел A3 вьщеления максимума. Входы датчика 1А ЭДС соединены с выходами датчика 8 тока якоря и датчика ДА напряжения.

Электропривод работает следующим образом.

Задание тока возбуждения поступает на вход регулятора 12 возбуждения с задатчика 11 тока возбуждения. Во второй зоне регулятор 12 возбуждения управляется в одном случае (без металла в клети) сигналом датчика 14 ЭДС и через узел 17 вьщеления максимума, подключаемый к входу регулятора 12, а в другом случае (металл в клети) - сигналом интегратора 22 через пропорциональньА усилитель 16 и узел 17 вьщеления максимума.

Во второй зоне регулирования корректируются коэффициенты передачи регулятора 4 скорости блоком 41 вьщеле- ния модуля потока, узлом 42 вьщеления максимума и блоком 5 коррекции коэф- фициента передачи и регулятора 12 потока возбуждения блоком 18 вьщеления модуля, узлом 43 вьщеления максимума и блоком 13 коррекции коэффициента передачи.

При нулевом положении сельсинов грубой 32 и тонкой 34 регулировки подается питание на тиристорные преобразователи 2 и 10 и задатчик 11 тока возбуждения.

Сигнал задания с задатчика 11 потока возбуждения поступает на вход регулятора 12 возбуждения, на выход которого подключена система 39 им- пульсно-фазового управления тиристор ным преобразователем 10, и с форси- ровкой, определяемой напряжением и мощностью тиристорного преобразователя 10, на обмотку 9 возбуждения подается ток возбуяодения, при появле- НИИ которого вступает в действие обратная связь по потоку возбуждения двигателя по цепи: датчик 40 тока, функционапьньй преобразователь 10, пропорциональный усилитель 16, узел 17 вьщеления максимума, вход регулятора 12.

Настройка скоростей клетей перед прокатко й производится следующим образом.

При установке в положение В . (вперед) сельсина 32 грубой настройк сигнал задания скорости через задатчик 3 интенсивности поступает на вхо регулятора 4 скорости, с выхода которого через блок 37 вьщеления модуля поступает на вход регулятора 6 тока управляющего системой 38 импульсно- фазового управления тиристорного пре

0

5

С 5

jrt

45

50

55

образователя 2, и начинается разгон двигателя с полным потоком возбуждения в первой зоне до основной скорости двигателя.

В первой зоне регулирования сигнал ЭДС, поступающий с датчика 14 ЭДС, меньше сигнала потока возбуждения, поэтому узел 17 вьщеления максимума пропускает только сигнал потока.

При достижении скорости двигателя на 2-4% выше номинальной сигнал ЭДС I на входе узла 17 вьщеления максимума становится вьше сигнала потока и контур регулирования тока возбуждения размыкается по потоку, а замьжается по ЭДС двигателя, ток возбуждения двигателя снижается до минимального значения, вследствие чего двигатель разгоняется от номинальной до максимальной скорости во второй зоне при номинальном и неизменном напряжении на якоре двигателя.

Во время прокатки полосы для поддержания необходимого по технологии натяжения между клетями возникает необходимость точной подрегулировки скорости вручную или автоматически в пределах +10% от установленной оператором скорости прокатки.

При ручной подрегулировке скорости осуществляется это сельсином 34 тонкой регулировки, выход которого через выпрямитель 35 и переключатель 36, установленный в положение Руч., поступает на вход регулятора 4 скорости.

Автоматическая точная регулировка скорости в процессе прокатки производится сигналом ДТ. При уменьшении натяжения между клетями сигнал дТ поступает на предьщущую по ходу прокатки клеть и замедляет ее, а при увеличении натяжения между клетями сигнал ДТ поступает на последующую по ходу прокатки клеть и также замедляет ее, восстанавливая тем самым необходимое натяжение.

Диаграмма работы контактов коммутирующих элементов при различных режимах работы привода показана в таб- лице.

Работа узла коммутации возможна в трех режимах: в первой зоне регулирования J во второй зоне регулирования без металла в клети; во второй зоне регулирования с металлом в клети.

Работа в первой зоне регулирования происходит при замкнутых цепях 28,

26, 30 и разомкнутых цепях 25, 29 и 31 (см, таблицу). В этом случае интегратор 22 не подключен к схеме регулирования как в режиме прокатки, так |и без металла в клети, работа схемы

не отличается от работы типовой схемы двухзонного регулирования в первой зоне.

Работа во второй зоне регулирова кия без металла в клети происходит |при замкнутых цепях 28, 26, 25, 27, :29 и разомкнутых цепях 31 и 30 (см. Iтаблицу), В этом случае при переходе двигателя во вторую зону регулирования один вход интегратора 22 через цепи 28 и 29 подключен к выходу датчика 14 ЭДС, а второй - к выходу за- датчика 11 тока возбуждения через цепи 26 и 27. Цепь 30 разорвана . интегратор 22 расшунтирован, цепь 31 разомкнута, т.е. выход интегратора 22 не подключен к входу усилителя 16.

Во время разгона привода во вторую зону до необходимой по технологии скорости на входе а интегратора 22 сигнал по абсолютной величине больше сигнала на входе б, и эта ошибка на входе интегрируется до окончания разгона на установившуюся выбранную скорость. Поскольку в этом случае во второй зоне схема замкнута по ЭДС двигателя, то разгон привода идет за счёт снижения тока возбуждения двигателя. ,

При достижении заданной сельсином грубой регулировки скорости привода ЭДС двигателя устанавливается на постоянном уровне согласно формуле .Е « С-п, ошибка между сигналами на входах а и 5 интегратора 22 становится равной нулю, интегрирование прекращается, а на выходе интегратора 22 запоминается сигнал, пропорцио- нальный заданной скорости.

При замедлении привода, т.е. при уменьшении выхода сельсина грубой регулировки, также возникает ошибка на входе интегратора 22, причем сигнал

на входе б по абсолютной величине

больше сигнала на выходе а , и интегратор уменьшает выход до перехода привода на заданную меньшую установившуюся скорость. Таким образом, без металла в клети интегратор 22 следит и запоминает установившееся значение сигнала, пропорционального фактическому значению заданной скорости.

0

5 0 J

о

0

Работа во второй зоне регулирдва- ния с металлом в клети происходит при разомкнутых цепях 26, 28, 30 и замкнутых цепях 31, 25, 27, 29 (см. таблицу) , В этом случае привод, предварительно разогнанный до необходимой по технологии скорости, работает следующим образом. Цепями 28 и 26 обесточиваются входы а и б интегратора 22. Кроме этого, цепью 28 разрывается обратная связь по ЭДС двигателя (выход датчика 14 ЭДС отключается от входа узла 17 выделения максимума) .

Для компенсации отключенного сигнала ЭДС в контуре тока возбуждения выход интегратора 22 с запомненным сигналом, пропорциональным данному значению скорости, цепью 31 подключается к входу усилителя 16 и увели - 1ивает его выход точно до значения ЭДС в период до захвата металла в клети.

Поскольку при наличии металла в клети сигнал на втором входе узла 17 выделения максимума равен О, а сигнал на его первом входе равен сигналу на втором входе при работе привода без металла в клети, то изменений параметров в контуре тока возбуждения не происходит и ток возбуждения, а следовательно, и скорость клети остаются на прежнем заданном уровне.

Значение сигнала обратной связи на выходе усилителя 16 складьшает- ся при коэффициенте передачи усилителя, равном 1, из сигнала обратной связи по потоку и сигнала интеграто- р а 22, в точности соответствующего на данной скорости значению ЭДС дви- .гателя, т.е. уровень сигнала на первом входе узла 17 при наличии металла в клети в точности равен уровню сигнала на его втором входе при работе привода в предьщущий период без металла в клети.

Вследствие этого при разрыве обратной связи по ЭДС цепью 28 значение тока возбуждения двигателя остается таким же, как и при работе привода без металла в клети, и контур тока вoзбyждeнIiя во второй зоне оказывается замкнутым по потоку с ослабленным полем, в результате чего устойчивость контура не уменьшается, а из работы по подрегулировке скорости сельсином тонкой регулировки он вьгоодится.

Таким образом, указанньп и контактными связями и интегратором 22 ток возбуждения во второй зоне фиксируется на уровне, соответствующем данной выбранной скорости прокатки.

Если в процессе работы для устранения петлеобразования или повьппенно- го натяжения, что может привести к порьгоу полосы, требуется подрегули- ровать скорость, то оператор сельсином 34 тонкой регулировки дает дополнительный сигнал, например, на увеличение скорости клети. В этом случае увеличивается напряжение тиристорного преобразователя 2, напряжение на якоре 1 электродвигателя, а следовательно, и скорость клети, но за меньшее время, поскольку ток возбуяодения остается на неизменном уровне, так как контур тока возбуждения из процесса подрегулировки скорости исключен разрьгоом обратной связи по ЭДС цепью 28.

Вследствие того, что отработка сигналов по восстановлению натяжения производится за меньшее время, то снижается число порывов полосы при превьшении или пропадании натяжения, пoэтo fy уменьшаются поломки рабочих валков, улучшается форма полосы и уменьшается ее разнотолщинность.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости валков клети прокатного стана, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к неревер сивному вентильному преобразователи, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик интенсивности, регулятор скорости с

5 0

5 О

5

Q

ния с блоком коррекщт коэффициента передачи, а тактке датчик ЭДС, при этом выход датчика потока через пропорциональный усилитель и узел вьще- ления максимума соединен с входом регулятора потока и с входом блока коррекции коэффициента передачи регулятора скорости, а вход блока коррекции коэффициента передачи регулятора потока через блок вьщеления модуля соединен с выходом датчика скорости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода рабочих вал- ков и улучшения качества проката путем повышения быстродействия электропривода во второй зоне регулирования, в него введены датчик наличия металла в клети, два пороговых элемента, интегратор и два коммутирующих элемента, при этом выходы датчика скорости и датчика наличия металла подключены к входам отдельных пороговых элементов, выход первого из которых соединен с управляющей цепью первого коммутирующего элемента, первая исполнительная цепь которого включена между выходом второго порогового элемента и управляющей цепью второго коммутирующего элемента, первая исполнительная цепь которого последовательно с второй исполнительной цепью первого коммутирующего элемента включена между выходок задатчика потока и входом интегратора, второй вход которого через последовательно соединенные вторую исполнительную цепь второго коммутирующего элемента и третью исполнительную цепь первого коммутирующего элемента соединен с выходом датчика ЭДС, а общая точка второй исполнительной цепи второго коммутирующего элемента и третьей исполнительной цепи первого коммутирующего элемента

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на ; непрерывных станах горячей и холодной прокатки. Целью изобретения является уменьшение расхода рабочих валков и улучшение качества прокатки путем поньшения быстродействия электропривода во второй зоне регулирования. В электроприводе с двухзонным регулированием скорости в цепь задания по тока введен интегратор 22 с коммутирующими элементами 27-29. Вход интегратора 22 соединен с датчиком ЭДС 14. В режиме ослабления поля при раз- рьгое обратной связи по ЭДС с помощью введенных элементов контур тока возбуждения остается замкнутым. 1 ил., 1 табл. с $ (Л со п

блоком коррекции коэффициента переда д подключена к второму входу узла выде- чи и регулятор тока с подключенными к входам регуляторов соответственно дат-. чиками скорости и тока, а обмотка возбуждения электродвигателя подключена к реверсивному вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные з адатчик и регулятор потока возбужде50

ления максимума, а выход интегратора через четвертую исполнительную цепь первого коммутирующего элемента соединен с входом интегратора и через третью исполнительную цепь второго коммутирующего элемента соединен с вторым входом пропорционального усилителя.

подключена к второму входу узла выде-

ления максимума, а выход интегратора через четвертую исполнительную цепь первого коммутирующего элемента соединен с входом интегратора и через третью исполнительную цепь второго коммутирующего элемента соединен с вторым входом пропорционального усилителя.

t411911,0

I зона регулирования II зона регулирования

Металл в Нет металла Металл Нет металла клети в клети в клети в клети

- - X X

X X

X X - X

- - X ечание. Х- контакт замкнут, - - контакт разомкнут.