Способ регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья заготовок

Способ регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья заготовок

Реферат

Изобретение относится к области машин непрерывного литья заготовок, а более конкретно к регулированию скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья путем изменения скорости вращения приводных роликов аппарата.

Известен способ регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья, при котором изменяют скорость вращения электродвигателей роликов аппарата, используя при этом обратную связь по скорости одного из приводных роликов, с валом которого кинематически сочленен датчик скорости - тахогенератор или датчик импульсов (Марголин Ш.М. Электропривод машин непрерывного литья заготовок. М., Металлургия, 1987 г., стр.84…86, стр.99-106).

Однако этот способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что при искажении геометрии ролика, сочлененного с датчиком скорости, вследствие неравномерного нагрева и износа, имеющих место при эксплуатации машины непрерывного литья, его скорость вращения изменяется во время каждого оборота. Это приводит к возникновению оборотных пульсаций в сигнале датчика скорости и вызывает совпадающие по фазе пульсации моментов всех электродвигателей роликов роликового аппарата, вследствие чего появляются большие пульсации скорости слитка, что снижает точность регулирования его скорости и ухудшает качество слитка, а пульсации токов электродвигателей увеличивают их нагрев.

Известное решение по устранению влияния оборотных пульсаций в сигнале датчика скорости путем ввода фильтра в канал обратной связи не может быть использовано в системах регулирования скорости роликов роликового аппарата машины непрерывного литья из-за низкой частоты этих пульсаций, которая определяется временем одного оборота ролика на рабочей скорости 30…60 с и составляет не более 0,03 Гц. Ввод фильтра привел бы к недопустимому снижению быстродействия и точности регулирования скорости.

Задача, решаемая изобретением, заключается в устранении влияния оборотных пульсаций датчика скорости слитка путем корректированного задания скорости вращения электродвигателей роликов роликового аппарата и тем самым в повышении точности регулирования скорости слитка в машине непрерывного литья заготовок.

Эта задача решается следующим образом.

В известном способе регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья, включающем измерение скорости слитка датчиком скорости, сочлененным с одним из роликов, и последующее регулирование скорости вращения электродвигателей роликов в соответствии с заданной скоростью слитка, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ вычисляют среднюю за каждый оборот ролика с датчиком скорости величину средней вычисленной скорости вращения всех электродвигателей роликов и среднюю за то же время величину измеренной скорости слитка, вычисляют отношение средней вычисленной скорости вращения всех электродвигателей роликов к средней за то же время величине измеренной скорости слитка, умножают величину этого отношения на заданную скорость слитка и используют эту величину в качестве задания для скорости вращения электродвигателей роликов.

Использование усредненной за оборот ролика с датчиком величины измеренной скорости слитка практически исключает в задании скорости вращения электродвигателей роликов аппарата пульсации, вызванные искажением геометрии этого ролика, и тем самым исключает указанные пульсации скорости слитка.

Способ регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья включает измерение скорости слитка датчиком скорости, сочлененным с одним из роликов, и задание скорости вращения электродвигателей роликов, которое определяется следующим образом:

- в преобразователях питания электродвигателей роликов вычисляют скорости вращения n_выч. электродвигателей по величине их ЭДС при применении электродвигателей постоянного тока или по частоте питающего напряжения и величине активного тока электродвигателей с использованием математической модели при применении электродвигателей переменного тока;

- вычисляют среднюю для всех электродвигателей величину скорости вращения

n_выч.ср.;

- вычисляют среднюю за каждый оборот ролика с датчиком скорости величину средней для всех электродвигателей скорости вращения n_{выч.ср./об.};

- вычисляют среднюю за каждый оборот ролика с датчиком скорости величину измеренной скорости слитка V_{изм.ср./об.};

- вычисляют отношение средних величин n_{выч.ср./об.}/V_{изм.ср./об.};

- умножают это отношение на заданную скорость слитка V_зад., получая требуемое задание скорости вращения n_{выч.зад.}:

n_{выч.зад.}=V_зад.×(n_{выч.ср./об.}/V_{изм.ср./об.}).

Полученное значение используют для задания скорости вращения электродвигателей роликов, которое подается на вход регуляторов скорости вращения, реализованных в преобразователях питания электродвигателей.

Благодаря этому исключается влияние оборотных пульсаций скорости вращения ролика с датчиком скорости на точность поддержания скорости слитка, при этом компенсируются неточности вычисления скорости вращения электродвигателей и изменение диаметров роликов из-за износа, кроме ролика с датчиком скорости.

Способ реализуется в системе управления машиной непрерывного литья заготовок с применением вычислительного устройства - программируемого контроллера, который вычисляет за каждый оборот ролика с датчиком скорости среднюю за это время величину средней вычисленной скорости вращения n_{выч.ср./об.} всех электродвигателей роликов и среднюю величину скорости слитка V_{изм.ср./об.}, вычисляет отношение этих средних величин n_{выч.ср./об.}/V_{изм.ср/об.}, запоминает его до выполнения следующего вычисления и вычисляет задание для регуляторов скорости вращения электродвигателей умножением заданной скорости слитка на отношение

n_{выч.ср./об.}/V_{изм.ср./об.}.

Сигналами обратной связи указанных регуляторов являются вычисленные в преобразователях, как указано выше, скорости вращения электродвигателей роликов.

Скорость слитка измеряют датчиком скорости, кинематически связанным с одним из роликов аппарата.

Величины вычисленных скоростей вращения электродвигателей роликов контроллер получает от преобразователей, питающих электродвигатели.

Первоначальное значение величины отношения

n_{выч.ср./об.}/V_{изм.ср./об.} определяют расчетным путем с использованием паспортных величин диаметров роликов, передаточных чисел редукторов и номинальных параметров электродвигателей.

В процессе вращения роликов определяют скорость слитка с учетом диаметра ролика с датчиком скорости. По датчику скорости определяют сигнал окончания каждого оборота этого ролика и вычисляют среднюю за время оборота величину средней вычисленной скорости вращения всех электродвигателей роликов, среднюю величину скорости слитка и отношение этих величин. Вычисленную величину отношения средних величин вводят в описанное выше умножение на задание скорости слитка вместо первоначальной величины.

Таким образом, в процессе работы приводов роликов задание величины скорости вращения электродвигателей вычисляют в соответствии с отношением средних величин вычисленной средней скорости вращения всех электродвигателей и измеренной скорости слитка, а регулирование скорости вращения выполняют регуляторами скорости с присущим для такого регулирования быстродействием, но без использования индивидуальных для каждого ролика датчиков скорости.

Благодаря такому сочетанию скорректированного предложенным способом задания скорости вращения электродвигателей роликов и быстрого регулирования достигается требуемое качество регулирования скорости слитка при отсутствии влияния оборотных пульсаций в сигнале датчика скорости, сочлененного с одним из роликов аппарата. Также уменьшаются пульсации тока электродвигателей роликов, уменьшается нагрев электродвигателей.

Способ регулирования скорости слитка в роликовом аппарате машины непрерывного литья заготовок, включающий измерение скорости слитка датчиком скорости, сочлененным с одним из роликов, и последующее регулирование скорости вращения электродвигателей роликов в соответствии с заданной скоростью слитка, отличающийся тем, что вычисляют среднюю за каждый оборот ролика с датчиком скорости величину средней вычисленной скорости вращения всех электродвигателей роликов и среднюю за то же время величину измеренной скорости слитка, вычисляют отношение средней вычисленной скорости вращения всех электродвигателей роликов к средней за то же время величине измеренной скорости слитка, умножают величину этого отношения на заданную скорость слитка и используют эту величину в качестве задания для скорости вращения электродвигателей роликов.