用歐陸590實(shí)現(xiàn)可逆冷軋機(jī)卷取機(jī)自動(dòng)控制(編輯修改稿)
2024-08-23 13:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =2/ （）式中：：帶卷直徑。 帶卷速度為： =π/60 （）式中：：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； ：電動(dòng)機(jī)至卷筒的速比。、： =2Φπ/60 （）電動(dòng)機(jī)電樞電勢(shì)為：=Φ或 Φ=/ （）式中：：比例系數(shù)，常數(shù)； Φ：磁通量； ：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。： =2π/60 =/ （）其中： =2π/60；為常數(shù)。 欲使/=常數(shù)，若不變，亦不變，則張力與電動(dòng)機(jī)電樞電流成正比。換言之，在保持線速度不變的條件下，一定的電樞電流表示一定卷取張力。張力控制的實(shí)質(zhì)在于，若卷取線速度不變，采用電流調(diào)節(jié)器使電樞電流保持恒定，就可以保持張力恒定。 怎樣才能保持卷取線速度不變呢？由于卷取線速度與帶卷直徑和帶卷轉(zhuǎn)速的乘積成正比，欲使不變，隨著卷徑的變化，帶卷轉(zhuǎn)速必須相應(yīng)變化。一般采用電勢(shì)調(diào)整器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁通量Φ，以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使卷取線速度保持不變，這就是卷取機(jī)的速度調(diào)節(jié)。 卷取機(jī)的速度調(diào)節(jié)除了補(bǔ)償卷徑變化外，還應(yīng)包括根據(jù)工藝要求，對(duì)機(jī)組速度進(jìn)行調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)機(jī)組速度的調(diào)節(jié)，可采用改變電壓（降壓）的方法，從基速往下調(diào)；而卷徑變小時(shí)，調(diào)速則采用改變激磁（弱磁）的方法，從基速往上調(diào)；這樣就可以最大機(jī)組速度和最大卷徑時(shí)的轉(zhuǎn)速為基速。因此，調(diào)激磁的調(diào)速范圍應(yīng)保證滿足下式： =（/）≥（/） （）式中：、：分別為卷筒的最大轉(zhuǎn)速、基速； 、：分別為帶卷的外徑、內(nèi)徑。 綜上所述，電樞電流與卷取張力成比例，磁通量Φ與卷徑成比例。在電器上采用電流調(diào)節(jié)器和電勢(shì)調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)恒張力控制。 上述電勢(shì)電流復(fù)合張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用改變磁通的方法來(lái)適應(yīng)卷徑的變化，以保證卷取線速度，從而實(shí)現(xiàn)恒張力控制。卷取機(jī)處于弱磁條件下工作，不能充分利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，由于電動(dòng)機(jī)磁通的調(diào)速范圍往往受到限制，不能滿足卷徑比的要求，在此情況下不得不增加電動(dòng)機(jī)容量。近年來(lái)出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩張力調(diào)整系統(tǒng)，基本上克服了電勢(shì)電流復(fù)合張力調(diào)整系統(tǒng)的缺點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為：=Φ 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)為：=Φ 電動(dòng)機(jī)功率為： =* （）式中：：電勢(shì)，V； ：電流，A。卷取功率為： =/ （）式中：：張力，N； ：卷取速度，m/s。 ：==*/（π/60） =**60/π**60/π=，則上式為： =Φ/ （）若=/Φ，則：= Φ/Φ ==由上式可知，只要電樞電流隨著/Φ值變化而變化，就可以保持張力恒定。 最大轉(zhuǎn)矩張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一部分在滿磁通條件下工作，一部分在弱磁通條件下工作，因此要合理選擇轉(zhuǎn)速。在基數(shù)以上調(diào)速時(shí)，屬于調(diào)磁通調(diào)速，在弱磁通條件下工作；在基數(shù)以下調(diào)速時(shí)，屬于調(diào)電壓調(diào)速，始終保持滿磁通（額定磁通）條件下工作，所以電動(dòng)機(jī)可發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)由此而得名。壓縮電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍是有限制的，一般認(rèn)為電動(dòng)機(jī)變磁場(chǎng)調(diào)速范圍占整個(gè)卷取機(jī)調(diào)速范圍的65%～85%為宜。過(guò)分壓縮變磁場(chǎng)調(diào)速范圍，勢(shì)必導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)容量的增加。卷取過(guò)程中電勢(shì)、電樞電流、磁通量Φ的變化情況。 卷取過(guò)程中、Φ的變化 當(dāng)卷取機(jī)電動(dòng)機(jī)在基速以上運(yùn)行時(shí)，即，電動(dòng)機(jī)保持電勢(shì)為額定值，磁通量Φ隨著卷徑的增大而增加，電動(dòng)機(jī)電樞電流保持恒定；在基速以下運(yùn)行時(shí)，即，卷徑增大到（此時(shí)轉(zhuǎn)速為），磁通量Φ達(dá)到最大值Φ，即磁通量達(dá)到飽和值后，隨著卷徑的增大，轉(zhuǎn)速降低，電勢(shì)減小，增加。最大轉(zhuǎn)矩張力調(diào)速系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 由于電動(dòng)機(jī)能處于滿磁場(chǎng)運(yùn)行，可產(chǎn)生較大的張力，它較電勢(shì)電流復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)所～。 電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍不受卷徑比的限制，可以用大于卷徑比的卷取機(jī)。當(dāng)卷徑比大于3時(shí)，采用最大轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)可以選用較小的電動(dòng)機(jī)機(jī)座號(hào)，可降低電動(dòng)機(jī)容量、飛輪轉(zhuǎn)矩和投資費(fèi)用。 直接法控制張力的基本原理直接法控制張力一般有兩種： 1. 利用張力計(jì)測(cè)量實(shí)際的張力，并將它作為張力反饋信號(hào)，使張力達(dá)到恒定。 2. 利用活套建立張力，由活套位置發(fā)送器給出信號(hào)，改變卷取機(jī)的速度，維持活大小不變，從而控制張力恒定。直接法控制張力，它的優(yōu)點(diǎn)是控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，避免了卷徑變化、速度變化和空載轉(zhuǎn)矩等對(duì)張力的影響，控制精度高。其缺點(diǎn)是不易穩(wěn)定，特別是用張力計(jì)反饋的系統(tǒng)，在建立張力的過(guò)程中，有時(shí)容易出現(xiàn)“反彈”現(xiàn)象，例如當(dāng)加上張力給定之后，開始時(shí)帶鋼還處于松弛狀態(tài)，沒(méi)有張力作用，當(dāng)卷取電動(dòng)機(jī)加速，待帶鋼一拉緊，張力反饋突然投入，便迫使電動(dòng)機(jī)減速，于是帶鋼又松開，張力反饋又消失，電動(dòng)機(jī)又加速，如此反復(fù)，結(jié)果帶鋼一緊一松來(lái)回彈。所以一般采用直接法張力控制系統(tǒng)都要設(shè)法先建立張力，待建立穩(wěn)定的張力之后，再將張力閉環(huán)系統(tǒng)投入工作。 除了單獨(dú)采用間接法和直接法控制張力之外，也有采用直接法和間接法混合控制張力的系統(tǒng)，即在簡(jiǎn)單的間接張力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再加入直接張力控制系統(tǒng)作為張力的細(xì)調(diào)。 卷取電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算及校核帶材卷取電動(dòng)機(jī)的主要負(fù)載是用來(lái)建立恒定的張力，而對(duì)卷取傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，既可選用直流電動(dòng)機(jī)，也可選用交流電動(dòng)機(jī)。但當(dāng)前對(duì)大容量高速以及要求張力精度高的設(shè)備，如帶鋼軋機(jī)，選低行業(yè)中的壓光機(jī)、復(fù)卷機(jī)，仍以直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)為主。根據(jù)張力調(diào)節(jié)方案不同，電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇也不一樣。前面介紹的張力調(diào)節(jié)方案，大致分為以下三類：在電流、電勢(shì)復(fù)合調(diào)節(jié)張力控制系統(tǒng)中，電樞電流為常數(shù)，/為常數(shù)，在為常數(shù)條件下，相當(dāng)于保持電動(dòng)機(jī)電勢(shì)E為常數(shù)。張力=（/）=（Φ/），它由電流調(diào)節(jié)器和電勢(shì)或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器組成，是一個(gè)恒功率過(guò)程。系統(tǒng)以功率檢測(cè)器，如前述直接法中的張力發(fā)電機(jī)CF，測(cè)出功率作為反饋量，通過(guò)張力調(diào)節(jié)器保持張力恒定或保持/為常數(shù)，通過(guò)電流調(diào)節(jié)器保持張力恒定。=/=/=/或 =Φ（/）=/（/）=/（/Φ）電樞電流隨電勢(shì)調(diào)節(jié)器或磁通調(diào)節(jié)器的變化而變化，即電流正比于或/Φ而保持張力恒定。設(shè)計(jì)張力控制系統(tǒng)需要的已知條件：最大軋制速度及最小軋制速度；最大卷取張力；最大卷取直徑；卷筒直徑；減速比，=/（機(jī)械工作軸轉(zhuǎn)速）；最大加、減速度a；帶材
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