Устройство для синхронизации нажимных винтов клети прокатного стана Советский патент 1978 года по МПК B21B37/60 

1

Изобретение относится к области управления парными механизмами с общим совместным и раздельным пере.нещениями, преимущественно к управлению нал имными винтами клетей прокатных станов.

Известно устройство, обеспечивающее электрическую синхронизацию механизмов. Однако это устройство обеспечивает синхронность перемещения механизмов за счет воздействия на поток приводных двигателей постоянного тока, в связи с чем динамические показатели устройства невысоки; это устройство не может обеспечить соответствие положений механизмов при их остановке.

Другое известное устройство синхронизации обеспечивает синхронность приводных двигателей механизмов путем воздействия на напряжение питания Якоря каждого из двигателей. Каждый из электроприводов содержит регулятор скорости и подчиненный ему регулятор тока, ограничитель задания тока, блок синхронизации, причем сигнал блока синхронизации вводится только на вход регулятора тока. Для того, чтобы обеспечить эффективное воздействие сигнала синхронизации через подчиненный регулятор тока в контур регулирования скорости приходится вводить зону нечувствительности, что снижает качество регулирования, не позволяет в полной мере использовать двигатели по скорости. Конструкция устройства не предусматривает также полного использования двигателей по току, так как допустимое значение тока меняется с изменением уровня скорости, а устройством реализуется неизменная уставка тока.

Целью изобретения является полное использование двигателей синхронизируе.мых электроприводов но скорости (напряжению) и но току на всех, уровнях скорости при минимальных ошибках рассогласования.

Поставленная цель достигается включением ограничителей задания скорости (наирялсения) мел{ду выходами задатчиков скорости (напрял ения) и входами регуляторов скорости (напряжения), причем ко входам ограничителей задания скорости (напряжения), как и ко входам ограничителей задания тока подключены выходы блока синхронизации, а второй вход Каждого ограничителя задан Я тока и вход ограничения каждого регулятора скорости (напряжения) через нелинейный преобразователь соединены с соответствующим датчиком скорости.

Па чертел е показана функциональная схема предлагаемого устройства, пример выполнения.

Устройство содерлчит нал-симные винты 1, 2, двигатели 3, 4 налчимных винтов, обмотки 5, 6 возбул дения двигателей, силовые преобразователи 7, 8, тахогенераторы 9, 10, сельсн)1ыдатчики 11, 12 перемещения нажимных винтов, дифференциальный сельсин 13, реле 14, включенное нри совместной работе винтов, электрическую муфту 15, операционные усилптели 16-23, нелинейные преобразователи 24, 25, инвертор 26, формирователь 27, множитель 28, демодулятор 29. Ротор сельсина 11 имеет безлюфтовую .механическую связь с винтом 1. Ротор сельсина 12 связан с винтом 2 с помощью малой электромагнитной муфты 15, При раздельной работе нажимными винтами муфта 15 отключена, реле 14 также отключено. Ротор сельсина 12 следит за положением ротора сельсина 11. При переходе па совместную работу включаются реле 14 и муфта 15 (муфта 15 мала и пе требует выдерл ки времени на включение). При этом ротор сельсина 12 оказывается механически связанным с винтом 2, а электрически с ротором сельсина 11 через сельсин 13. Если нажимные винты в этом режиме перемещаются несинхронно, то рассогласование выявляется в виде напряжепия на статоре сельсииа 12, которое поступает в блок синхронизации, состоящий нз элементов 29, 27 и стабилизирующей цепи. В демодуляторе 29 переменпое напряжепие, поступивщее со статора сельсина 12 преобразуется в напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна величипе рассогласовапия, а зиак- знаку рассогласовапня. С демодулятора 29 сигнал поступает на формирователь 27, которым реализуется релейно-непрерывная характеристика с зоной нечувствительности. Такая характеристика позволяет исключить протекание токов якоря, меньщих токов трогаиия, при стоянке двигателя. Стабилизирующая цепь состоит из диффеd L. . ренцирующего элемента , где AL - рассогласование полол ;ения винтов и множителя 28. Этой цепью реализуется зависимость эквивалентная квадрату разность скоростей электроприводов с учетом знака этой разности. Сигнал с выхода формирователя 27 с коррекцией стабилизирующей цепи поступает в систему управления двигателя 3 непосредственно, а в систему управления двигателя 4 через инвертор 26. В системе управления двигателя 3 операционный усилитель 16 является ограничителем задания напряжения, им оеущеетвляетея суммирование уставки задаиного напряжения 6зад и At/ к ней. Усилитель имеет ограничение, соответствующее допустимому значению 1/я1, причем максимальная величина /зад соответствует ограничению. Поэтому если L/зал соответствует максимальной скорости перемещения винтов, то сигнал А(7 нроходит на тот нривод, где он вызывает уменьшеи.ие напряжения на якоре (скоростн двигателя), и синхронизация реализуется с полным использованием двигателя по напряжению. Па усилителе 17 выполпеп регулятор напряжеиия. Выход усилителя 17 является заданием токового контура привода, величина выхода усилителя 17 имеет ограничение на уровне, соответствующем донустимому значению тока якоря двигателя 3 /HI. Усилитель 18 работает как ограничитель задания тока, уровень его ограничения также соответствует допустимой величине, причем па его вход в дополнение к основному сигналу задания тока подается сигнал А/. Если в нереходных режимах величина тока соответствует дои)стимой, то сигнал А/ нроходит на тот нривод, ток которого необходимо уменьшить. Па усилителе 19 выполнен регулятор тока. Ограничение выходов уси.тителей 17 и 18 регулируется сигналом с нелинейного преобразователя 24, изменяющим задаваемый максимальный ток двигателя в соответствии с его доиустимым значеннем при изменении уровия скорости двигателя. Может быть реализоваиа аналогичная схема с обратной связью пе по нанряженпю на якоре двигателя, а но скорости. Эффективность предлагаемого устройства в том, что оно не требует запаса по напряжению (скорости) или току двигателя для осуществления синхронизации. Обеснечнвается полное использование двигателя по напряжению (скорости) и току, что о.бусловливает и увеличение быстродействия нажимных вингов. Формула изобретения Устройство для синхронизации нажимных винтов клетн прокатного стана с блоком синхронизации и индивидуальными электронрнводами постоянного тока, каждый из которых содерл ит регулятор тока, регулятор напряжения (скорости), ограничитель задания тока, датчик скорости, задатчик напряжения (скорости), отличающееся тем, что, с целью полного иснользования двигателей по напряжению (скоростн) и току, между выходами задатчиков и входами регзляторов напрялсения (скорости) включены ограничители задания напряжения (скорости), ко входам которых, как и ко входам ограпичителей задания тока, подключепы выходы блока синхронизации, нри этом входы регулятора напряжения (скоростн) и ограничителя задания то.ка каждого электропривода, определяющие уровень ограничения, через нелинейиый преобразователь соединены с соответствующим датчиком скорости.