Файл: Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки.pdf

моталки, переписывает при помощи схемы переноса /(7 число из регистра клети в счетчик моталки и, наконец, от­ крывает ключи К\ и /( 2 , разрешая тем самым начало цик­ ла компенсации обжатия. Импульсы с датчиков ИДК и ИДМ начинают поступать на входы соответствующих счетчиков. При этом счетчик моталки ведет отсчет посту­ пающих импульсов, а в счетчике клети поступающие им­ пульсы вычитаются из записанного там числа.

Когда это число будет считано до нуля, счетчик клети посылает в блок логики сигнал на прекращение цикла компенсации обжатия. Блок логики закрывает ключи Лл и /<2 и при помощи схемы переноса /<з переписывает число из счетчика моталки в регистр моталки. Это число сохраняется в регистре моталки в течение прохода и со­ ответствует углу поворота барабана моталки срм , кото­ рый меньше срм на величину обжатия металла в валках. Далее блок логики, предварительно подготовив схему, дает разрешение на начало циклов измерения диаметра рулона. Измерительные циклы в разматывающем режи­ ме аналогичны измерительным циклам при намотке, но отличаются тем, что за цикл измеряется длина участка полосы, прокатанного за время поворота барабана мо­ талки на угол ф м . Так как ф м меньше ф ы на величину об­ жатия, указанная длина, а следовательно, выходное на­ пряжение датчика пропорциональны действительной ве­ личине диаметра рулона на разматывающей моталке.

Погрешность измерения диаметра рулона не зави­ сит от скорости прокатки, и может быть сделана доста­ точно малой при соответствующем выборе емкости счет­ чиков, регистров и дискретности импульсных датчиков.

Относительная точность измерения диаметра рулона определяется соотношением:

(91)

где Ар — измеряемое приращение диаметра рулона; D 6 — диаметр барабана моталки.

Число импульсов, записываемое в счетчике клети за время t\ поворота моталки на угол срм, определяется фор­ мулой

где D — текущий диаметр рулона;

"д.к — скорость вращения вала двигателя клети; пы— скорость вращения моталки;

угол поворота моталки и емкость счетчика клети опре­

датчика клети на один оборот двигателя:

Е М К О С Т Ь счетчика моталки определяют по заданной точности компенсации обжатия. Принимая относитель­ ную погрешность отсчета угла поворота моталки бсрм равной относительной погрешности измерения диаметра рулона, емкость счетчика моталки можно определить из соотношения:

При этом необходимое число импульсов импульсного датчика моталки на один оборот двигателя будет состав­ лять:

«мФм

Полученные по формулам (95) и (96) числа округ­ ляют до ближайших целых значений, после чего прово­ дят проверку правильности выбранных параметров и эффективности использования счетчика клети по фор­ муле:

130

Испытания разработанного для реверсивных станов дискретного измерителя диаметра рулона на двадцативалковом стане 400 показали, что погрешность измери­ теля не превышает 3% от измеряемой величины во всем рабочем диапазоне скоростей прокатки и натяжений по­ лосы.

3.КОМБИНИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ МОТАЛКИ

Непрерывное повышение рабочих скоростей, увеличе­ ние массы рулона и, следовательно, диапазона регули­ рования скорости вращения приводного двигателя изме­ нением потока возбуждения, сокращения времени уско­ рения прокатногостана и улучшения энергетических показателей привода обусловливает необходимость даль­ нейшего совершенствования электрооборудования намо­ точных устройств.

Это положение особенно справедливо применительно к мощным прокатным станам, масса рулона на которых достигает 40—45 тс, диапазон изменения радиуса рулона составляет 1—5, длительность ускорения стана не пре­ вышает 10—15 с. Мощность двигателя достигает 3000— 4000 кВт. Двигатель с такими параметрами является машиной предельной мощности. В этих условиях сокра­ щение габаритов приводного двигателя, уменьшение его маховых масс, улучшение энергетических показателей привода моталки в результате рационального использо­ вания известных способов регулирования скорости вра­ щения двигателей и построения схем управления имеет важное практическое значение. Можно показать, что ус­ ловия создания привода, отвечающего новым требова­ ниям, существенно облегчаются при применении комби­ нированной (двухзониой) системы управления, принцип действия которой хорошо виден на рис. 79, на котором приведены кривые изменения параметров привода при изменении радиуса рулона от 1 до 4. Диапазон регули­ рования 'скорости вращения п двигателя полем состав? ляет 1—2,4. Прокатку всего рулона осуществляют при постоянной скорости. По мере увеличения радиуса ру­ лона поток возбуждения двигателя Ф увеличивается и при радиусе R0 поток равен номинальному. Таким обра­ зом, в первой зоне (рис. 79) регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением потока

двигателя. Величина п уменьшается п соответствии с ростом радиуса рулона. Сила тока в якорной цепи и э. д. с. двигателя в этой зоне поддерживаются постоян­ ными. Это означает, что и электромагнитная мощность приводного двигателя, расходуемая на создание натя­ жения полосы, также сохраняется неизменной. Принцип поддержания постоянства натяжения полосы при косвен­ ном регулировании сохраняется.

%

1

двигателя остается равным номинальному, э. д. с. дви­ гателя уменьшается обратно пропорционально радиусу рулона (вследствие уменьшения скорости вращения), а сила тока якоря двигателя увеличивается в соответст­ вии с ростом радиуса рулона. Постоянство мощности во второй зоне сохраняется изменением напряжения на клеммах приводного двигателя.

Общая кратность регулирования скорости двигателя (при постоянной скорости прокатки) равна кратности из­ менения радиуса рулона:

к= J W

Re

где Ять* — максимальный радиус рулона.

132

Кратность регулирования скорости вращения двигателя напряжением (вторая зона управления):

шах

Преимущество комбинированного (двухзонного) спо­ соба управления двигателем моталки видно при опре­ делении номинальных данных двигателя и в первую оче­ редь его мощности.

Режим работы двигателя моталки реверсивного ста­ на холодной прокатки является циклическим (заправка полосы, разгон, прокатка на установившейся скорости, торможение). Длительность вспомогательных режимов, являющихся паузами для двигателя моталки, составляет менее 10% времени прокатки. Вследствие указанных особенностей режим работы двигателя при расчете на нагрев можно считать длительным. При расчете на на­ грев двигателей моталок большинства прокатных станов в качестве критерия нагрева можно принять величину среднеквадратичного тока якоря. Это определяется тем, что время прокатки рулона на станах указанного типа составляет 7—10 мин, в то время как постоянная време­ ни нагрева крупных машин постоянного тока составляет более 90 мин. Время цикла много меньше постоянной времени нагрева машины. Если для некоторых станов это положение не имеет места, то вычисление эквива­

лентной по нагреву силы тока якоря следует вести по - методам, учитывающим максимальную температуру цик­ ла или эквивалентную по старению изоляции темпера­ туру.

Определим среднеквадратичное значение силы тока якорной цепи при двухзонном управлении. Сила якорно­ го тока двигателя в первой зоне равна 10.

Величина силы якорного тока двигателя во второй зоне равна

(98)

максимальная сила якорного тока соответствует макси­ мальному радиусу рулона

133

Рассмотрение процесса изменения объема рулона за время t приводит к следующему равенству:

Изменение радиуса рулона в функции времени состав­ ляет

Определим среднеквадратичное значение силы тока за цикл прокатки:

134