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

ках. К ф = 1 8 для двигателя Ш-2,65/150 и /<ф=120 для двигателя ШМ-2,65/150.

Из механических характеристик двигателей видно, что изменением параметров обмоток управления шаго­ вого двигателя удалось существенно расширить диапа­ зон рабочих скоростей двигателя.

Аналогичные сведения по другим типам двигателей можно получить путем сравнения данных, приведенных по новой серии ШМ в табл. 20, с аналогичными данны­ ми табл. 19.

Проведенные исследования показывают, что при соз­ дании быстродействующей системы привода с шаговы­ ми двигателями следует, идти по пути проектирования ШД с низкоомными обмотками управления и более со­ вершенных схем управления, способных коммутировать фазовые токи величиной 70—80 А при темпе нараста­ ния до 400/и/с и выше.

Естественно ожидать, что в случае улучшения самой конструкции двигателей (снижения маховых масс рото­ ра) динамические характеристики двигателей будут еще лучше. Таким образом, повышение быстродействия по­ зиционных систем привода с шаговыми двигателями в несколько раз при сохранении точности отработки яв­ ляется реальной задачей.

9. КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

За последние годы усилиями конструкторских отде­ лов ВНИИметмаша и заводов тяжелого машинострое­ ния создана серия высокопроизводительных машин для

изводства труб со сложным профилем, станы для про­ катки тонкой и тончайшей ленты, плавающие моталки для намотки полосы в ровные монолитные рулоны, ста­ ны поперечной прокатки и др.

Перечисленное оборудование характеризуется слож­ ными законами движения инструмента и заготовок при весьма широком диапазоне изменения рабочих скорос­ тей, строго фиксированными перемещениями с точно­ стью 1—3 мкм при высоких ускорениях исполнительных механизмов и синхронной работе отдельных узлов. Тре­ бования к электроприводу резко повысились и удов-

246

летворить их наиболее полно смогли системы с шаговы­ ми двигателями.

Однако следует отметить, что дальнейшее расшире­ ние области применения дискретного привода с шаговы­ ми двигателями сдерживается предельными значениями скоростей вращения.

При каскадном соединении ШД устраняется это ог­ раничение. В такой системе статор шагового двигателя

Рис. 125. Каскадное соединение двух шаговых двигателей: ШД,, ШДг — шаговые двигатели; /, 2 —статор и ротор ШД2; 3 — исполнительный механизм

выполнен с учетом возможности вращения его от друго­ го двигателя, причем подшипники статора одновремен­ но служат токосъемным устройством. Кроме того, шаго­ вый двигатель может работать в режиме электромаг­ нитной муфты. Каскадный агрегат позволяет менять скорость вращения механизма в широких пределах. Благодаря такому исполнению удается использовать все преимущества дискретного привода при повышении

ставляющемуалгебраическую сумму движений указан­ ных двигателей. Действительно, если на обмотку стато­ ра ШД2 не подаются управляющие импульсы, а две фа­ зы его постоянно находятся под напряжением, то ротор ШДг будет вращаться со скоростью статора, приводным двигателем которого является шаговый двигатель ШД\. Скорость движения механизма в данном случае полно-

247

стью определяется скоростью вращения двигателя ШД\. В этом случае ШД2 выполняет роль синхронной муфты. Точно такую же картину можно наблюдать в случае не­ подвижного статора ШД2. Если двигатель ШД\ непо­ движен, но подключен к сети, то скорость вращения ро­ тора и, следовательно, механизма полностью определя­ ется частотой управляющих импульсов, поступающих на обмотки статора ШД2. Это крайние случаи работы

гателя, ротор последнего будет вращаться относи­ тельно статора со скоростью, пропорциональной частоте

управляющих импульсов. Причем вращение ротора мо­ жет происходить как в одном направлении, так и в дру­ гом относительно статора.

Естественно, что скорость движения механизма бу­ дет равна, как уже отмечалось, алгебраической сумме скоростей ротора и статора шагового двигателя. Таким образом, меняя законы движения статора (шагового двигателя ШД^) и ротора (частоту управляющих им­ пульсов двигателя ШД2), можно получить самые разно­ образные законы движения исполнительного механизма.

Новый привод позволяет повышать скорость движе­ ния исполнительного механизма, не нарушая точности отработки.

Действительно, предположим, что в результате ис­ следований для заданных требований (точность, быст­

248

определяться скоростью вращения двигателя постоянно­ го тока.

При таком соединении двигателей удается использо­

к зубцам смежных полюсов статора на 'Д зубцевого де­ ления. На полюсных выступах статора размещаются об­ мотки управления 3.

Катушки двух диаметрально расположенных высту­ пов статора соединяются последовательно и образуют одну обмотку управления — фазу. Фазные обмотки включаются в четырехфазную звезду таким образом, что полюса возбуждаются с чередующейся полярно­ стью.

Питание осуществляется однополярными импульса­ ми напряжения.

Ротор 2 шагового двигателя, так же как и статор, собирается из штампованных пластин на валу 4 со шпонкой. На шейках вала ротора установлены шарико­ подшипники 5, наружные кольца которых монтируются во фланцах 6. Фланцы в свою очередь крепятся к тор­ цам статора.

Статор двигателя вращается с одной стороны на ша­ рикоподшипниках 7, а с другой — на роликоподшипни­ ках 8, вмонтированных в разъемный корпус 9.

Роликоподшипники с? изолированы от вала статора втулкой 10, а от разъемного корпуса втулками / / . Под­ шипник 7 на шейке фланца статора фиксируется экс-

249>

Часть четвертая

СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

1.ИЗМЕРИТЕЛИ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

Внастоящее время известно несколько способов ав­ томатического измерения толщины полосы в процессе прокатки. Наибольшее распространение в промышлен­ ности получил способ непосредственного (прямого) из­ мерения с помощью микрометров.

Известны способы и косвенного измерения, при ко­

где Р — давление металла навалки; Мк— коэффициент жесткости клети; AS —первоначальный раствор валков.

При холодной прокатке чаще применяется метод прямого измерения.

Взависимости от наличия или отсутствия непо­

средственного механического контакта между полосой и микрометром последние делятся на контактные и бес­ контактные. К бесконтактным микрометрам относятся рентгеновские, радиоизотопные и электромагнитные.

В СССР разработкой микрометров занято несколько организаций. Контактные микрометры типа ЭМК-ЗМ созданы ЦНИИТмашем. Они предназначены для изме­ рения толщины полосы в пределах 0,1—5,5 мм при ско­ рости прокатки до 10 м/с.

Точность измерения +0,01 мм. Быстродействие (по-

252