Способ управления электроприводом летучих ножниц

Способ управления электроприводом летучих ножниц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 23 D 25/00

У в...

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторСнсм СвиДкткпьСтв

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

-(21) 3767976/25-27 (22) 13.07.84 (46) 07.05.86. Бюл. ¹ 17 (71) Украинский государственный проектный институт "Тяжпромэлектропроект" (72) Е.В. Бонгард, В.Н. Мовчан, И.Д. Розов, В.П. Руденко и В.И. Холодный (53) 621.771.067(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 545400, кл. В 21 В 37/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1022782, кл. В 23 D 25/00, 1983. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ непрерывного прокатного стана, при котором в период между резами скорость движения ножей уменьшают с определенным ускорением на величину перепада скорости, зависящую от заданной длины и скорости отрезаемого жуска проката, поддерживают ее на этом уровне, а затем увеличивают до прежнего значения с тем же ускорением, обеспечивая постоянным путь движения ножей для всех длин и скоростей из условия окончания разгона к моменту встречи ножей с прокатом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения тепловых потерь в якорной цепи двигателя, величину ускорения ножей выбирают в зависимости от заданной длины отрезаемого проката и его скорости в соответствии с зависимостью д1. опт =4,5 и при этом величину перепада скорости определяют из условия

1 (L дЧ = 1 5 — > опт и где gL=L -L — рассогласование по пуо ти ножей ножниц и проката; — заданная длина отреза

7 емого куска проката;

L — длина пути движения о ножей ножниц;

Ls Lc — время движения ножей

Я с пониженной скоростью;

? — путь, проходимый ножами ножниц на синхронной с прокатом скорости;

71 — скорость проката.

1 1

Изобретение относится к автоматическому управлению H может быть использовано для управления электроприводом летучих ножниц непрерывного прокатного стана, разрезающего движущийся прокат на куски заданной длины.

Цель изобретения — снижение тепловых потерь в якорной цепи двигателя привода летучих ножниц.

Снижение тепловых потерь обусловлено следующим. Условие отработки заданного рассогласования при любой трапецеидальной тахограмме ножей летучих ножниц имеет вид

<Ч + Ч(п 2 9) 1 Ч(Ъ ц ) где дЬ=Ь -Ь вЂ” рассогласование по о пути ножей ножниц и проката; — заданная длина отрезаемого куска проката; — длина пути движения ножей ножниц;

L5 Lc — время движения ножей ножниц с пониженной скоростью; — путь, проходимый ножами ножниц на синхронной с прокатом скорости;

V — скорость проката; — время движения ножей

Ч Ь с ускорением.

При этом величина ускорения связана с величиной перепада скорости ЬЧ (при заданных значениях лЬ и t„) следующим соотношением: ьЧt„- Ь (2) откуда перепад скорости при принятой величине ускорения определяется выражением

1 и

Поскольку ток двигателя пропорционален ускорению, то потери эа цикл при трапецеидальной тахограмме определяется выраженцем

Q=qb ° 2tf 2qb nV (4) где q — коэффициент пропорциональности, определяемый электромеханическими параметрами привода.

Подстановка (2) в (4) дает

Чэ

4Ч (5) Ч 11 Ь

Функция (5) имеет экстремум по дЧ и для определения оптимального значения 4Ч, минимизирующего потери, 0 г

6V anr

При этом время движения составляет

:г лЬ

-и с ускорением опт п ьЧ (8)

Ч пт b 3

Таким образом, формирование тра О пецеидальной тахограммы с ускорением, величина которого определяется в зависимости от заданной длины отрезаемого куска проката и скорости проката в соответствии с (7), обеспечивает минимум тепловых потерь в якорной цепи двигателя. Принятие величины ускорения неизменной во всем диапазоне заданных длин и скоростей проката, как это выполнено в известном способе, по существу означает уход от оптимальных значений ускорений, вычисляемых по (7) и, естественно, приводит к увеличению потерь в якорной цепи. Покажем, как возрастают потери 4по сравнению с минимально возможными) при отклонениях принятого в тахограмме ускорения от оптимального.

Величина минимально возможных потерь определяется подстановкой (б) и (7) в (4)

0 = 2ЧЬоп" опт = 13» 5 1 —,, (9) дЬ ин и

Возьмем отношение потерь в любом трапецеидальном графике к потерям в оптимизированном, и с учетом (3) получим

Ь и ь (1 1 ьс — ) (10) и 13, 5 и

fl

Подстановка величины ьL/t„H (7) дает зависимость относительного возрастания мощности тепловых потерь при отклонении принятого ускорения привода от оптимального

55 Ь (ь.) (,, вь. (,,)

Численный анализ полученной зависимости показывает, что при различ4ьЬ

228979 2 берем производную и приравниваем ее нулю

И .2 (gVt„-иЬ) 3ЬЧ -pVt„ ч (тт Ь)г

После упрощения получаем V», =1,5— дЬ (6)

"и

Подстановка (6) в (2) дает оптимальное значение ускорения, соответ10 ствующее минимальным потерям в якорной цепи двигателя

12 ных заданных длинах и скоростях проката, когда, в соответствии с выражением (7), в широком диапазоне изменяется величина оптимального ускорения Ь,„ (а значит и отношение неизменного ускорения к его оптимальной величине Ь/Ь рг ), существенно возрастают потери в якорной цепи электродвигателя по сравнению с их минимально возможными значениями.

Так, например, при Ь /b» T = 2 потери возрастают более чем в 1,5 раза,а при Ь/b» =5 потери возрастают в

3 5 раза.

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит систему 1 ав— томатического регулирования скорости электродвигателя 2 летучих ножниц, датчики 3 и 4 соответственно скорости проката и ножниц, датчик 5 положения ножей ножниц (датчик реза), задатчик 6 отрезаемой длины проката, первое 7 и второе 8 множительно-де†лительные устройства, первый 9 и второй 10 интеграторы, первый 11 и второй 12 компараторы, логические элементы НЕ и ИЛИ 13 и 14 и ключ 15.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 3 скорости полосы и датчик

4 скорости ножниц формируют для системы 1 автоматического регулирования скорости основные сигналы задания Ч„ и обратной связи Ч по скорости, а остальная часть схемы предназначена для выработки дополнительного сигнала задания aV д, формирующего оптимизированную трапецеидальную та— хограмму летучих ножниц.

Рассмотрим работу устройства в цикле порезки.

Перед началом порезки на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах задатчика 6 отрезаемой длины формируются сигналы соответственно

aL, ?., =1 -Lñ,i/ÇaL, 2/3 д1. 2/9 д1.

В исходном состоянии, соответствующем моменту реза, по импульсному сигналу датчика положения ножей ножниц

5 интеграторы 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние и с этого момента начинается отсчет времени при определении выходных сигналов интеграторов.

28979 4

В первой фазе тахограммы (торможение) выходные сигналы кампараторов

11 и 12 соответствуют логическому нулю. Во второй фазе тахограммы (движение на пониженной скорости) выход компаратора 11 соответствует погической единице, а выход Sign(V„ ) компаратора 12 — логическому нулю.

В третьей фазе тахограммы (разгон1 выход обоих компараторов соответствует логической единице.

Сигнал на выходе интегратора 10 в первой фазе тахограммы полностью идентичен выходному сигналу интегра15

K концу первой фазы выходной сиг.нал интегратора 10 составляет величину

a, li .(— ) = — V

tï

L< V< ° 3 3

Это значение сохраняется на выходе интегратора 1С на протяжении всей второй фазы тахограммы в результате блокирования ключа 15 выходными сигналами компараторов. С этой же величиной сравнивается выходной сигнал интегратора 9 на входе первого компаратора 11, появление логической единицы на выходе которого соответствует моменту перехода от первой ко второй фазе тахограммы.

К концу второй фазы выходной сигнал первого интегратора 9 становится равным величине ь 2(2/3t„)=2/3д1

С этой же величиной на втором компараторе 12 сравнивается выходной сигнал первого интегратора 9. Появление на выходе Sign(V„) компаратора

40 1

12 сигнала логической единицы соот-1 ветствует моменту перехода от второй к третьей фазе тахограммы. При этом вновь открывается ключ 15, а

1 также инвертируется сигнал Vä на вхо5 де второго интегратора 10, чем обеспечивается разгон привода в заключительной фазе тахограммы.

Выходной сигнал второго множительно-делительного устройства 8 для первой фазы тахограммы имеет вид

aL 9 МЛп 9 aLVï

t.= и t (12)

L 2aL L(2 L что полностью соответствует величине опт ыального ускорения согласно выражению (7).

Значение уровня снижения скорости летучих ножниц на участке движения с постоянной скоростью можно полу1228979 чить путем подстановки в (12) знаtn чения

Составитель В. Ткаченко

Редактор А. Сабо Техред В.Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 2403/10 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственчого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1Производственно"полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 д?.

aV =15 — опт я что полностью соответствует оптимальному уровню снижения скорости летучих ножниц Ч,„ согласно соотношению (6). Участок разгона (третья фаза тахограммы) полностью симметричен участку торможения.

Для построения устройства, реализующего предлагаемый способ, можно использовать серийно выпускаемые электротехнической промышленностью аналоговые и дискретные технические средств а, например, элементы универсальной блочной системы регулирования УБСР-АИ и УБСР-ДИ.

Положительный эффект применения предлагаемого способа создается за счет обеспечения в широком диапазоне заданных длин и скоростей проката, существенного снижения тепловых поBIO терь в якорной цепи двигателя. При этом снижается расход электроэнергии и уменьшается нагрев двигателя, тем самым повышается производительность оборудования. Величина экономическо15 го эффекта зависит от факторов, опреляющих мощность привода и производительность участка порезки.