Устройство для определения наличия заготовки в прокатных валках Советский патент 1980 года по МПК B21B38/00 

1

Изобретение относится к .металлургии, а точнее к прокатным i и литейно-, прокатным агрегатам.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в агрегатах, где требуется определение наличия заготовки в прокатных валках, например для управления системой регулирования петли (натяжения) заготовки передпрокатными валками.-

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определе ния статической составляющей тока двигателя.

Это устррйство содержит датчики то-15 ка и скорости двигателя, датчик ЭДС Холла и операционные усилители, параметры которых подобраны таким образом, что обеспечивают физическое моделирование динамики двигателя , причем, 20 первый операционный усилитель, вход которого через емкость и резистор соединен с датчиком скорости, производит решение уравнения цепи, состоящей из последовательно соединенных диффе- 25 ренцирующего и инерционного звеньев, обеспечивая на выходе усилителя сигнал, соответствующий динамической составляющей тока двигателя. Второй операционный усилитель, входы которого соединены с выходом первого усилителя и с выходом датчика тока, производит суммирование тока двигателя и е-го динамической составляющей, в результате чего на выходе получают статическую составляющую тока двигателя 1 .

Недостаток этого устройства заключается в наличии дифференциального звена, которое, как известно, не обладает достаточной точностью, является чувствительным к помехам и трудоемким в настройке. При зтом устройство не может обладать необходимой надежностью. Сбои в работе устройства приводят к повышенному браку прокага и простоям оборудования при использовании устройства для управления системой регулирования петли (натяжения) заготовки перед прокатными валками.

Цель изобретения - повышение надежности определения наличия заготовки в прокатных валках, за счет повышения помехозащищенности и повышение его точности за счет перехода от дифференцирования к интегрированию.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения наличия заго овки в прокатных валках, со;,.i-:,.t: двигатель, датчики тока, скорости вращения и магнитного пото ка двигателя, дополнительно содержит блок умножения, интегратор, пропорциональный усилитель с большим коэффициентом усиления, при этом выходы датчиков тока и магнитного потока соединены с входами, блока умно жения, выход которого соединен с одним из входов интегратора, вькод последнего соединен с одним из вхопов пропорционального усилителя, вто рой вход которого соединен с выходом датчика скорости вращения двигателя, выкод пропорционального уси лителя является выходом устройства соединен со вторым входом интеграто ра. Таксе выполнение устройства для определения наличия металла в прокат ных валках обеспечивает большую его помехозащищенность и точность, что, в свою очередь, позволяет повысить надежность работы всего прокатного агрегата и уменьшить его простои. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства. Устройство для определения наличи заготовки в прокатных валках состоит из прокатных валков 1, предназначенных р,г.я проката заготовки 2, приводного двигателя 3, в цепи якоря которого установлен датчик 4 тока, на валу установлен датчик 5 скорости вр щения, в обмотке возбуждения установлен датчик 6 магнитного потока Выходы датчика 4 тока и датчика 6 магнитного потока соединены с входами блока 7 умножения, выход которого соединен с одним из входов интегратора 8, выход последнего соединен с одним из входов пропорционал ного усилителя 9, имеющего большой коэффициент усиления. Второй вход/ пропорционального усилителя соединен с выходом датчика 5 скорости вращения двигателя 3, а ВЕЛХОД пропорционального усилителя 9, сигнал которого .характеризует статиче кий момент на валудвигателя, соеди нен со вторым входом интегратора 8. Устройство работает следующим об разом. При вращении двигателем 3 прокат ных валков 1 на входы .блока; 7 умножения с датчика 4 тока и датчика 6 магнитного потока поступают сигналы которые в блоке 7 умножения преобра зуются в сигнал, характеризующий мо мент двигателя 3. Этот сигнал с блока 7 умножения ступает на один из входов интеграто ра 8 , на другой вход которого посту ет сигнал с выхода пропорциональног усилителя 9. Этот сигнал, характери зующий статический момент на валу двигателя 3, является выходным сигн лом устройства и может быть использован в различных системах автоматического регулирования. При вращении двигателем 3 прокатных валков .1 без заготовки 2, сигнал тока двигателя на входе блока 7 умножения характеризует ток холостого хода, а сигнал на выходе устройства хаактеризует статический момент холостого хода . При поступлении заготовки 2 в проатные валки 1 статический момент двигателя возрастает и соответственно увеличивается сигнал на выходе устройства. Всевозможные изменгния задания скорости вращения двигателя и связанные с этим изменения динамического момента, неизбежные в работе прокатных агрегатов, или при работе прокатных валков с регулируемой петлей (натяжением), не изменяют сигнал на выходе устройства, который изменяется только при изменении статического омента на валу двигателя. Электронная часть устройства предтавляет собой аналоговую модель втоого, звена двигателя,- которое можно писать следующими уравнениями.. Уравнение динамики привода имеет ид: - где М - момент двигателя; статическийгмомент, приведенный к валу двигателя; QD - маховой момент привода, приведенный к валу двигателя; VI- скорость вращения двигателя. Напряжение на выходе датчика 4 тока двигателя равно и, 14-1,(i) где К-.- передаточный коэффициент датчика тока; 1 - ток двигателя. Напряжение на выходе датчика 6 магнитного потока двигателя равно ..«3) где Кф - передаточный коэффициент датчика магнитного потока двигателя; Ф - магнитный поток двигателя. Напряжение на выходе блока 7 умножения равно и,,--К .Кф1-Ч, Ц) где Kf - масштабный;коэффиц leHT . Напряжение на выходе интегратора 8 равно V-(r,-Ub) : где (J, напряжение на выходе устройства ; постоянная интегрирования интегратора (считается, что сопротивления на вхоле интегратора равны). Напряжение на выходе устройства равно Jb---(Uy-U5) . где К - коэффициент усиления пропорЦ ционального усилителя (счита ется, что сопротивления на входе пропорционального усилителя равны). tJj - напряжение на выходе датчика скорости, которое равно. 05--Кс где Кр - передаточный коэффициен д чика скорости; М - скорость врсицения двигател Решение уравнений (1-7) дает Ub /; GD Л .и-и .Plp f T;:, ) f Анализ вьфажения (8) показывает, что при большом коэффициенте К и вы боре постоянной интегрирования Т иНапряжение на выходе устройства равно . т.е. это напряжение характеризует статический момент на валу двигателя Выполнение устройства для определения наличия заготовки в прокатных валках предлагаемым способом позволя ет простыми средствами определить по статическому моменту двигателя наличие заготовки в прокатных валках с большей надежностью за счет повышения его помехозащищенности и точности. Вследствие этого становится возможным ликвидация простоев и брака по причинам сбоя в работе аналогичных устройств, примеHHeMfcix ранее. Формула изобретения Устройство для определения наличия заготовки в прокатных валках, содержащее двигатель, датчики тока, скорости вращения и магнитного потока двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности в работе за счет увеличения точности и помехозащищенности, оно дополнительно содержит блок умножения, интегратор, пропорциональный усилитель с большим коэффициенте усиления, при этом выходы датчиков тока и магнитного потока соединены с входами блока умножения, выход которого соединен с одним из входов интегратора, выход последнего соединен с одним из входов пропорционального усилителя, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости вращения двигателя выход пропорционального усилителя является выходом устройства и соединен со вторым входом интегратора. Источники информации, принять е во внимание при экспертизе 1. Слежановский о .В. Реверсивный электропривод постоянного тока. Металлургия, 1967. с, 184.

u

Us KC «:„