Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости валков клети прокатного стана

 

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 разрьгое обратной связи по ЭДС с помощью введенных элементов контур тока возбуждения остается замкнутым. 1 ил., 1 табл. с $ (Л со п

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (дП 4 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4190300/24-07 (22) 26.12.86 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Ю.А.Чурин, Б.В.Зданович и Б.С.Соболев (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 433610, кл. Н 02 P 5/06, 1974.

Справочник по проектированию электропривода силовых и осветительных установок в металлургии. — М.: Энергия, 1975, с. 310, рис. 2-226. (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

С ДВУХЗОННЪМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ

ВАЛКОВ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА

„.9 3„„1411911 А1 (57) 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 повышения быстродействия электропривода во второй зоне регулирования.

В электроприводе с двухзонным регулированием скорости в цепь задания потока введен интегратор 22 с коммутирующими элементами 27-29. Вход интегратора 22 соединен с датчиком ЗДС

-14, В режиме ослабления поля при разрыве обратной связи по ЭДС с помощью введенных элементов контур тока возбуждения остается замкнутым. 1 ил., 1 табл.

1411911

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому управлению электроприводаии постоянного тока с двухзонным регулированиФм скорости и высокими требованиями

Й быстродействию при регулировании скорости электродвигателя во второй оне; и может найти применение на нерерывных станах горячей и холодной 10 рокатки.

Цель изобретения - уменьшение расхода рабочих валков и улучшение качества проката путем повышения быстроействия электропривода во второй 15 оне регулирования.

На чертеже изображена функциоальная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвиатель, якорная обмотка 1 которого 20 одключена к нереверсивному вентильому преобразователю 2, в цепь управения которого включены последовательно соединенные задатчик 3 интенсивности, регулятор 4 скорости с бло- >5 фом 5 коррекции коэффициента передачи ф регулятор 6 тока с подключенными к входам регуляторов соответственно атчиками 7 и 8 скорости и тока. Оботка 9 возбуждения электродвигателя ЗР одключена к реверсивному вентильнопреобразователю 10, в цепь управения которого включены последоваельно соединенные задатчик 11 и реулятор 12 потока возбуждения с блоом 13 коррекции коэффициента переачи, а также датчик 14 ЭДС. При

Фтом выход датчика 15 потока через пропорциональный усилитель 16 и узел

)7 выделения максимума соединен с 40 фходом регулятора 12 потока и с входом блока 5 коррекции коэффициента передачи регулятора 4 скорости. Вход блока 13 коррекции коэффициента перещ ачи регулятора 12 потока через блок 45

18 выделения модуля, связан с выходом датчика 7 скорости.

Кроме того, электропривод содержит датчик 19 наличия металла в клети, пороговые элементы 20 и 21, интегра гор 22 и коммутирующие элементы с управляющими цепями 23 и 24, При этом

Выходы датчика 7 скорости и датчика

19 наличия металла подключены к вхо-;

Дам пороговых элементов 20 и 21, вы:Код порогового элемента 20 соединен

Ю управляющей цепью 23 первого коммутирующего элемента, первая исполнительная цепь 25 которого включена между выходом noporoaoro элемента 21 и управляющей цепью 24 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 последовательно соединенные вторую исполнительную цепь 28 второго коммутирующего элемента и третью исполнительную цепь 29 первого коммутирующего элемента соединен с выходом датчика 14

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 усилигелем 16.

Вход задатчика 3 интенсивности подключен к выходу сельсина 32 грубой регулировки через выпрямитель 33, а к входу регулятора 4 скорости подключен сельсин 34 тонкой регулировки через выпрямитель 35 и переключатель 36. Выход регулятора 4 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 регулятоC ра 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 40 тока возбуждения, а выход соединен с блоком 5 коррекции коэффициента передачи регулятора скорости через блок 41 выделения модуля н второй узел 42 выделения максимума.

Блок 18 выделения модуля подключен к входу блока 13 коррекции коэффициента передачи регулятора 12 потока возбуждения через третий узел 43 выделения максимума. Входы датчика 14

ЭДС соединены с выходами датчика 8 тока якоря и датчика 44 напряжения.

3 14119

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 выделения мак- 10 сймума, подключаемый к входу регулятора 12, а в другом случае (металл в клети) — сигналом интегратора 22 через пропорциональный усилитель 16 и узел 17 выделения максимума.

Во второй зоне регулирования корректируются коэффициенты передачи регулятора 4 скорости блоком 41 выделения модуля потока, узлом 42 выделения максимума и блоком 5 коррекции коэффициента передачи и регулятора 12 потока возбуждения блоком 18 выделения модуля, узлом 43 выделения максимума и блоком 13 коррекции коэффициента передачи. 25

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

Сигнал задания с задатчика 11 потока возбуждения поступает на вход регулятора 12 возбуждения, на выход которого подключена система 39 импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем 10, и с форси3 ровкой, определяемой напряжением и мощностью тиристорного преобразователя 10, на обмотку 9 возбуждения подается ток возбуждения, при появлении которого вступает в действие об", ратная связь по потоку возбуждения двигателя по цепи: датчик 40 тока, функциональный преобразователь 10, пропорциональный усилитель 16, узел 45

17 выделения максимума, вход регулятора 12.

Настройка скоростей клетей перед прокаткой производится следующим образом.

При установке в положение "B" (вперед) сельсина 32 грубой настройки сигнал задания скорости через задатчик 3 интенсивности поступает на вход регулятора 4 скорости, с выхода которого через блок 37 выделения модуля

55 поступает на вход регулятора 6 тока, управляющего системой 38 импульснофазового управления тиристорного преобразователя 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 выделения максимума пропускает только сигнал потока.

При достижении скорости двигателя на 2-4Х вьппе номинальной сигнал ЭДС

Iна входе узла 17 выделения максимума становится вьппе сигнала потока и контур регулирования тока возбуждения размыкается по потоку, а замыкается 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 иа якоре двигателя.

Во время прокатки полосы для поддержания необходимого по технологии натяжения между клетями возникает необходимость точной подрегулировки скорости вручную или автоматически в пределах +10X 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 Ь Т. При уменьшении натяжения между клетями сигнал ЬТ .доступает на предыдущую по ходу прокатки клеть и замедляет ее, а при увеличении натяжения между клетями сигнал ЬТ 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 таблице.

Раббта узла коммутации возможна в трех режимах: в первой зоне регулирования, 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, 1411911

Работа но второй зоне регулирЬнания с металлом н 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 обес10 точиваются 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

20 значению скорости, цепью 31 подключается к входу усилителя 16 и увели чивает его выход точно до значения

ЭДС в период до захвата металла .в клети.

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-. ния без металла в клети происходит при замкнутых цепях 28, 26, 25, 27, "29 и разомкнутых цепях 31 и 30 (см. таблицу). 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 задатчика 11 тока возбуждения через цепи,26 и 27. Цепь 30 разорвана, т.е. 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 !Фб!!Ф 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 ,счет снижения тока возбуждения дви:гателя.

При достижении заданной сельсином грубой регулировки скорости привода

ЭДС двигателя устанавливается на постоянном уровне согласно формуле 2 = С п, ошибка между сигналами на

Ь входах "а" и "б" интегратора 22 становится равной нулю, интегрирование прекращается, а на выходе интегратора 22 запоминается сигнал, пропорциональньй заданной скорости.

При замедлении привода, т.е. при уменьшении выхода сельсииа грубой регулировки, также возникает ошибка на входе интегратора 22, причем сигнал . на входе "б" по абсолютной величине !! н 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.

Поскольку при наличии металла в клети сигнал на втором входе узла 17 выделения максимума ранен О, а сигнал на его первом входе равен сигналу на нтором 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 складывается при коэффициенте передачи усилителя, равном 1, из сигнала обратной связи по потоку и сигнала интегратора 22, в точности соответствующего на данной скорости значению ЭДС двигателя, т.е. уровень сигнала на пер" вом входе узла 17 при наличии металла в клети в точности равен уровню сигнала на его втором входе при работе привода в предыдущий 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 возбуждения но 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 выводится.

1411911

Таким образом, указанными 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 повышенного натяжения, что может привести к порыву полосы, требуется подрегули- 10 ровать скорость, то оператор сельсином 34 тонкой регулировки дает дополнительный сигнал, например, на увеличение скорости клети. В этом случае увеличивается напряжение тиристорно-15 го преобразователя 2, напряжение на якоре 1 электродвигателя, а следовательно, и скорость клети, но за меньшее время, поскольку ток возбуждения остается на неизменном уровне, так 20 как контур тока возбуждения из процесса подрегулировки скорости исклю" чен разрывом обратной связи по ЭДС цепью 28.

Вследствие того, что отработка 25 сигналов по восстановлению натяжения производится эа меньшее время, то снижается число порывов полосы при превышении ипи пропадании натяжения, поэтому уменьшаются поломки рабочих у0 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 KoTopoI Î подключена к неревер 40 сивному вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик интенсивности, регулятор скорости с блоком коррекции коэффициента переда-45 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 задатчик и регулятор потока возбуждения с блоком коррекции коэффициента передачи, а также датчик ЭДС, при этом выход датчика потока через пропорциональный усилитель и узел выделения 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 выделения модуля соединен с выходом датчика скорости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода рабочих валков 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 коммутируняцих элемен" та, 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 выходом задатчика потока и входом интегратора, второй вход которого через последовательно соединенные вторую исполнитепьную 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 подключена к второму входу узла выделения 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, t4119t1

Контакт Х зона регулирования II зона регулирования

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

25, 27, 29

2б, 28

Х

Х

П р и я е ч а н и е. Х вЂ” контакт замкнут, "-" - контакт разомкнут.

Составитель В.Кузнецова

Техред JI.Îëèéíûê Корректор В. Гирняк

Редактор В.Петрав

Заказ Збб9/53 Тираж 583 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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