Многодвигательный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для правки сортового проката . Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит регуляторы 10 нагрузки, соединенные с задатчиком 16 тока. Другие входы каждого из (п-1) регуляторов 10нагрузки подключены к выходам соответствующих датчика 8 тока и блока 11ограничения. В предлагаемом устройстве нагрузки роликов регламентируются уставкой вьфавнивания при любом режиме работы. Мощность электродвигателей и прочность элементов машин могут быть соответственно снижены с учетом выравнивания нагрузок. 3 ил. (Л со . 00 со ;о

„„SU„„1348979 (51) 4 Н 02 Р 7/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, * ?ь

4с, .Ф

Й д, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 395917 /24-07 (22) 0 .10.85 (46) 30.10.87. Бкл . !! 40 (71) Свердловское отделение Института

"Тяжпромзлектропроект" (72) В.Г!.Мазунин (53) 62-83:621.314.5 (088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР

928591, кл, Н 02 P 5/50, 1982.

Авторское свидетельство СССР

964945, кл. Н 02 P 5/46, 1982. (54) I !0! 0, 8!!! i T1 1,HbrA (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано н устройствах для правки сортового проката. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит регуляторы 10 нагрузки, соединенные с задатчиком 16 тока. Другие входы каждого из (и-1) регуляторов

10 нагрузки подключены к выходам соответствующих датчика 8 тока и блока

11 ограничения. В предлагаемом устройстве нагрузки роликов регламентируются уставкой выравнивания при любом режиме работы. Мощность электродвигателей и прочность элементов машин могут быть соответственно снижены с учетом выравнивания нагрузок. 3 ил.

1 134

Изобретение относится к электротехнике, а именно к многодвигательнкм электроприводам многороликовых машин, например, для правки сортового проката, рольгангов и др., каждый ролик которых приводится от индивидуального электродвигателя.

Цель изобретения — повышение надежности электропривода.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого электропривода; на фиг.2 — нагрузочные кривые; на фиг.3 — механические характеристики каждого индивидуального электропривода.

Электропривод (фиг.1), предназначенный для шестироликовой машины с роликами А,В,С,D,Е,F содержит источник 1 питания, к которому подключены параллельно соединенные якорные обмотки электродвигателей 2, обмотки 3 возбуждения которых подключены к и индивидуальным возбудителям 4, в цепь управления каждого из которых включены последовательно соединенные регулятор 5 скорости и регулятор 6 тока г с подключенными к их входам соотнет ственно датчиками скорости 7 и тока

8, а также задатчик 9 скорости. Кроме того, электропривод содержит п-1 регуляторов 10 нагрузки, блоков 11 or раничения и усилителей-повторителей

12, налинейный элемент 13 с зоной нечувстнительности, инерционное звено

14, усилитель 15 и задатчик 16 тока, при этом выход задатчика 9 скорости соединен с входом регулятора 5 скорости первого электродвигателя и через усилитель 15 подключен к управляющим входами блоков 11 ограничения, второй вход усилителя 15 подключен к датчику

8 тока первого электродвигателя через инерционное звено 14 и нелинейный элемент 13 с зоной нечувствительности, управляющий вход которого и задающие входы регуляторов 10 нагрузки соединены с задатчиком 16 тока, другие входы каждого из п-1 регуляторов

10 нагрузки подключены к выходам соответствующих датчика 8 тока и блока

11 ограничения, вход которого соединен с выходом соответствующего усилителя-повторителя 12, подключенным также к задающему входу соответствующего регулятора 5 скорости, выход каждого регулятора 10 нагрузки подключен к одному из входов соответствующего усилителя-повторителя 12, 40

55 лятора 10 нагрузки, имеющего ограничение на уровень наибольшего статиэма в электроприводе с регулятором скорости. Величина статизма (рабочая) показана на статической характеристике 30 злектропринода в форме перепада скорости от нулевой нагрузки до уставки задания тока i по характеристке 31. Максимальный статизм, на .который настраивается ограничение регуляторов 10 нагрузки, соответствует наибольшему значению i . Регуляторы скорости настраиваются на одинаковый статиэм всех приводов. Точка холостого хода 43 отражает уровень задания скорости. Уровень нагрузки соответствует уровню 18 среднего значения нагрузки электропринодов роликов при правке проката, что и выбирается для выравнивания нагрузок, Диаг8979 2 второй вход каждого из которых связан с соответствующим датчиком 7 скорости. Прокат 17 перемещается между роликами А — F.

На фиг.2 обозначены: уровень 18 тока выравнивания нагрузки 1, нагрузка 19 при прокатке в ролике А; нагрузка 20 при прокатке в роликах А, В; нагрузка 21 при прокатке в роликах А,В,С; нагрузка 22 при прокатке в роликах А,В,С,D; нагрузка 23 при прокатке в роликах А,В,С,D,F.; нагрузка 24 при прокатке в роликах А,В,С, D,Е,F; нагрузка 25 при прокатке в роликах В,С,D,Е,F нагрузка 26 при прокатке в роликах С,D,Е,F; нагрузка

27 при прокатке в роликах D,E F; нагрузка 28 при прокатке в роликах Е,F; нагрузка 29 при прокатке в ролике F, На фиг,3 обозначены: естественная характеристика 30, характеристика 31 с блоком ограничения, Электропривод работает следующим

25 образом.

Машина для правки проката приводится во вращение электроприводом роликов с источником группового питания, на шины которого включены якорд0 ные обмотки электродвигателей 2. Обмотка возбуждения каждого электродвигателя питается от возбудителя 8„ управляемого от регулятора 6 тока, Выходной сигнал регулятора 5 скорос35 ти ограничен на максимально допустимом уровне тока. Инвертирующий вход усилителя-повторителя 12 соединен с первым входом регулятора 5 скорости, неинвертирующий — с выходом регу1348979 раммы 19 — 29 загрузки отражают требующиеся нагрузки роликов, снаб. женных электроприводами только с регуляторами скорости в предположении, что диаметры роликов и

5 статические характеристики 30 одинаковые. При входе проката в машину нагрузки чередуются от 19 до

24, т,е. уставка нагрузки ly превыша- 10 ется уже при двух нагруженных роликах. При правке средней части характерно распределение нагрузок 24. При выходе проката 17 из машины нагрузки чередуются от 24 до 29.

Выравнивание нагрузок в электроприводе происходит за счет связи роликов через прокат путем передачи избыточного момента от более нагруженного ролика к менее нагруженному, благодаря поддержанию нагрузки на уровне 1 при правке средней части проката или на уровне не выше уставки в других режимах. Это относится к первому ролику, нагрузка которого яв- 25 ляется контрольной для проверки правильности уставки тока нагрузки всех роликов °

Пока в машине нет проката 17 электропривод первого ролика (А) поддерживает скорость <) согласно заданию от задатчика 9, электроприводы роликов В,С,D,Е,F.ïoääåðæèâàþò скорость, близкую к и), т.е. интегральные регуляторы 10 нагрузки за счет задания тока от задатчика 16 тока накопили

35 напряжение, которое привело к увеличению напряжения усилителей-повторителей 12 настолько, что вступили в работу блоки 11 ограничения, за счет 4 чего на выходе усилителей-повторителей 12 установлено напряжение, равное уставке от усилителя 15, на входе которого действует уставка от задатчика 9. Инерционное звено 14 выдает ну45 левое напряжение, так как ток холостого хода электродвигателя ролика А значительно меньше уставки от задатчика 16. Тем самым заданы и поддерживаются близкие друг к другу угловые

50 скорости вращения валов всех роликов.

При заходе проката 17 в машину начинают нагружаться ролики поочередно (диаграммы 19 — 24). Пока ток нагрузки электродвигателя каждого роли55 ка не сравняется с уставкой 1 электУ роприв оды продолжают работать с регуляторами скорости. Как только ток очередного двигателя достигнет уровня, равного 11, происходит снижение выходного напряжения регулятора 10 нагрузки, выходное напряжение усилителя-повторителя 12 сни кается, блок

11 ограничения перестает действовать (разорвана связь). В этом состоянии выходное напряжение усилителя-повторителя 12 равно напряжению отрицательной обратной связи от тахогенератора 7, что равносильно разрыву обратной связи по скорости. В системе управления электроприводом этого ролика действует только регулятор 10 нагрузки с воздействием на поддержание тока двигателя, равного заданному i . По характеристикам 30 и 3 1 это соответсвует работе на вертикальном участке характеристики 31 и соответствует эффекту включения в нужный момент большого силового резистора в цепь якоря двигателя. Если нагрузка очередного электродвигателя ролика окажется ниже i, то электропривод остается на горйзонтальном участке характеристики 31. Злектропривод ролика А остается с регулятором скорости, в связи с чем он нагружается по характеристике 30. Если нагрузка электродвигателя ролика А окажется вьппе, то вступает в работу нелинейный элемент 13; избыточное напряжение от датчика 8 тока поступает на вход инерционного звена 14, что приводит к увеличению выходного напряжения усилителя 15, т.е. к увеличению зоны уставок блоков 11 ограничения.

Такое явление наступает при заполнении прокатом машины (все ролики в работе), когда загрузка ролика А является мерой загруженности остальных роликов ° Если нагрузка электродвигателя ролика А вьппе i, то, следовательно, некоторые ролики ненагружены.

При одинаковой угловой скорости незагружены изношенные ролики, так как их линейная окружная скорость ниже установленной, и электродвигатель не воспринимает нагрузку. При этом увеличение эоны уставки блока 11 ограничения электропривода этого ролика приводит к увеличению задания угловой скорости и, характеристика 31 приподнимается, и электродвигатель ролика нагружается до уровня i, когда начинает работать регулятор 10 нагрузки и выводит из ограничения контур: регулятор 10 нагрузки, усипи тель-повторитель 12, блок ограниче5 13489 ния, Таким образом, у электродвигателей всех роликов уставнавливается ток, равный ъ и действующему току нагрузки электродвигателя ролика А.

В таком режиме многодвигательный электропривод работает с реакцией как на износ роликов, так и на возможные эксцентриситет роликов, на кривизну проката, а также на степень заданного изгиба при правке,.

В электропривод введено инерцион— ное звено 14, а регулятор 10 нагрузки выполнен интегральным по условиям устойчивости соответствующих контуров 15 регулирования нагрузки электродвигателей каждого ролика и выравнивания нагрузки между электродвигателями ролика А и других роликов. В целом в системе подчиненного регулирования эти контуры имеют высокое быстродействие, а постоянные времени на порядок меньше времени движения конца проката в машине.

При выходе конца проката из-под ролика А нагрузка его электродвигателя падает, напряжение инерционного звена 14 снижается до нуля, а усилитель 15 устанавливает прежнее задание уровне ограничения на блоках 11 ограничения. Нагрузки между остальными роликами перераспределяются. Нагрузка электродвигателя ролика В снижается до уровня ниже i, и его система управления переходит из режима с регулятором 10 нагрузки в режим

35 с регулятором 5 скорости, так как напряжение на выходе усилителя-повгорителя 12 устанавливается на уровне уставки блока 11 ограничения. Средняя

40 нагрузка электродвигателей оставшихся роликов снижается, в связи с чем электроприводы еще некоторых роликов, особенно EF, переходят в режим регулирования скорости, Электродвигатели

45 остальных роликов остаются с нагрузкой i в связи с чем в электродвигателях всех роликов нагрузка остается ,не выше . Помере движения проката 17 из машины электродвигатели роликов поочередно переходят в режим регули50 рования скорости (диаграммы 25 — 29).

Порядок перехода может не соответствовать порядку высвобождения роликов от проката но загрузка электродвигаЭ

55 телей остается не выше

При подходе нового проката цикл работы многодвигательного электропривода повторяется.

79 б

Рассматриваемый многодвигательный электропривод разработан для многороликовых правильных машин, например для шестироликовой машины, выполняющей правку рельсов после рельсобалочного прокатного стана, и может быть использован для аналогичных установок для правки при индивидуальном приводе роликов, причем мощность электродвигателей и прочность элементов машин могут быть соответственно снижены с учетом выравнивания нагрузок.

Благодаря изобретению повышается надежность машин, так как нагрузки роликов регламентируются уставкой выравнивания при любом режиме работы, расширяется область применения при различных настройках и типах машин за счет обеспечения независимой настройки: на изгиб проката при правке и на уровень нагрузки электродвигателей.

Формула и з о б р е т е н и я

Многодвигательный электропривод, содержащий источник питания, к которому подключены параллельно соединенные якорные обмотки электродвигателей, обмотки возбуждения которых подключены к и индивидуальным возбудителям, в цепь управления каждого из которых включены последовательно соединенные регулятор скорости и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками скорости и тока, а также задатчик скорости, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены и-1 регуляторов нагрузки, блоков ограничения и усилителей-повторителей, нелинейный элемент с зоной нечувствительности, инерционное звено, усилитель и задатчик тока, при этом выход задатчика скорости соединен с входом регулятора скорости первого электродвигателя и через усилИтель подключен к управляющим входам блоков ограничения, второй вход усилителя подключен к датчику тока первого электродвигателя через инерционное звено и нелинейный элемент с зоной нечувствительности, управляющий вход которого и задающие входы регуляторов нагрузки соединены с задатчиком тока, другие входы каждого из

n — 1 регуляторов нагрузки подключены к выходам соответствующих датчика тоСоставитель В.Кузнецова

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык

Корректор Н.Король

Заказ 5198/56 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ 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

7 1348979 8 ка и блока ограничения, вход которого дого регулятора нагрузки подключен соединен с выходом соответствующего . к одному из входов соответствующего усилителя-повторителя, подключенным усилителя-повторителя, второй вход также к задающему входу соответству- каждого из которых связан с соответ5 ющего регулятора скорости, выход каж- ствующим датчиком скорости.