Устройство управления нереверсивным вентильным электроприводом валков прокатного стана

Устройство управления нереверсивным вентильным электроприводом валков прокатного стана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

921649 (61) Дополнительное к авт, спид-ву (22)Заявлено 01.08.80 (21) 2968533/22-02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (5! )М. Кл.

В 21 а 37100

Гооударотваииый комитет

Опубликовано 23 04 82 Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 23 . 0ч . 82

Бао делан изобретений и открытий (5З) УДК 621. 771;

° 06-58 (088. 8) !

В.Б. Клепиков, В.Д. Земляков, A,Ã; Ровенский, Н.А.Задорожний и Д.Я. Перчик

Харьковский ордена Ленина г|олитехнический институт . им. В.И. Ленина и Научно-исследовательский институт

Харьковского электромеханического ж вод@им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Авторы изобретения (71) Заявители (5Й) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НЕРЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к нереверсивным вентильным электроприводам по ,стояннсго тока, работающим в режиме ударных нагрузок, и может быть использовано для электропривода валков прокатного стана.

Известно устройство управления нереверсивным регулируемым электроприводом постоянного тока с питанием электродвигателя от преобразователя на управляемых вентилях, содержащее контур сравнения сигнала обратной связи по частоте вращения двигателя с задающим сигналом, два усилителя на выходе указанного контура, подсоединенного к системе управления вентилями, один из которых снабжен устройством коррекции, а также логи" ческую схему ИЛИ и блокирующий диод 11.

Это устройство обладает тем недостатком, что не обеспечивает устранение в режиме сброса нагрузки бестоковых зон и пиков тока. Кроме того, перерегулирование по частоте вращения уменьшается незначительно, так как в устройстве не учтено, что в ре. жиме сброса нагрузки частота вращения двигателя увеличивается не только вследствие появления избыточного электромагнитного момента, но и под действием высвобожденной потенциальной энергии упругих элементов механической передачи. "двигатель-валки".

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для управления нереверсивным вентильным электроприводом постоянного тока, содержащее двухконтурную систему регулирования с пропорционально-интегральными регуляторами тока и частоты вращения, систему импульсно-фазового управления, а также цепочку, оэстоя.щую из включенных последовательно стабилитрона и диода, подключенную параллельно цепи обратной связи регулятора частоты вращения.

3 92164

В устройстве в режиме сброса нагрузки напряжения регулятора частоты вращения ограничивается на заданном уровне цепочкой, состоящей из включенных последовательно стабилитрона и диода„ что позволяет сократить время запаздывания тока электродвигателя (21 .

Однако устройство не позволяет полностью устранить эффект запаздыва- 10 ния тока электродвигателя, который является причиной возникновения и,:ков тока и перерегупирования частс

Вращ" ния . то приводит к появлению бестоковой зоны. Если -.-о время э.с. зоны произойдет выброс HGI рузки,.-.;с. можны недопустимо большие динамические усилия в механической передаче двигатель-валки и увеличение динамического падения частоты вра,.:ния электродвигателя, что может привести к. сокращению ресурса механичес" кой передачи и ухудшению качества проката.

Цель изобретения - увеличение ðåсурса механической передачи двигаII тель-валки и улучшение качества прокат-". путем исключения пиков 1ока и уменьшения б=стоковой зоны после сброса нагрузки, 36

Пос|авленная цеп.- достигается тем, что в устройство, содержащее двухконтурную систему регулиро= .ания с пропорционально-интегральными регуляторами тока и частоты вращения, узел сравнения напряжения задания частоты вращения с напряжением обратной связи по частоте вращения, узел сравнения напряжения задания тока ." напряжением обратной связи по току и систему им, льсно-фаэовото управления, дополнительно введены управляемые ключи,логический блок управления ключами, датчик выброса металла, пороговый элемент и нуль-орган, один иэ управляемых ключей соединен с выходом узла

-.,ðàâíåíèя частоты вращения с напряжением обратной связи по частоте и с входом регулятсра частоты вращения, выход последнего соединен с входом второго управляемого ключа, выход которого соединен с одним из входов узла сравнения напряжения задания тока с напряжением обратной связи по току, управ яющие входы клю -:=I сое55 динены с выходсм логичecк::го блока управления ключами, с входом последнего соединены выходы датчи. . выброса металла, порогового элемен.а и нуль-органа, причем вход нуль-органа соединен с выходом узла сравнения частоты вращения с напряжением обратной связи по частоте вращения, а вход порогового элемента соединен с выходом регулятора частоты вращения.

Логический блок управления ключами содержит RS-триггер, логические элементы И, ИЛИ-НЕ, причем к первому входу блока подключен R-вход

RS-триггера, служащего для фиксации режима сброса нагрузки. а выход его соединен с первыми входами дау: логических элементов И, к второму входу логического блока управления подкпю-.:=-и вход логического элемента ИЛИНЕ, выход которого соединен с вторы:, вх"..-,.ом первого элемента Й,. третий

i= од блока управления соединен с вто рь. м входом второго элемента И,,выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход первого элемента И соединен с выходом логического блока управ пения.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства управления нереверсивным аентильным электроприводом валков прокатного стана.

Контур регулирования тока электродвигателя 1 содержит пропорциональноинтегральный регулятор 2 тока, систему 3 импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь 4, датчик

9 тока, узел 6 сравнения напряжения задания тока с напряжением обратной связи по току.

Контур регулирования частоты вращения содержит регулятор 7 частоты вращения, выход которого чеоез управляющий ключ 8 соединен с узлом 6 сравнения, а вход через управляемый ключ 9 соединен с узлом 10 сравнения напряжения задания частоты вращения с напряжением обратной связи по частоте вращения от датчика 11 частоты вращения.

Выход логического блока 12 управпения ключами 8 и 9 соединен с управJlRioLiiHMvI входами этих ключеи, а к входам блока 12 подключены выходы датчи= ка 13 выброса металла, порогового элемента 14 и нуль-органа 1, входы нуль-органа lg и порогового элемента

14 соединены с узлом 1О сравнения и выходом регулятора 7 соответственно.

Логический блок 12 управления ключами содержит триггер 16, логические элементы 17 и 18 И, 19 ИЛИ-НЕ, при ем

К-вход RS-триггера 16 соединен с

5 9216 первым входом блока 12 управления, а выход соединен с первыми входами логических элементов 17, 18 И, второй вход логического элемента 17 И соединен с выход м логического элемента 19 ИЛИ-НЕ, вход которого соединен с вторым входом блока 12 управления ключами, второй вход логического элемента 18 И соединен с третьим входом блока 12 управления, а выход его 30 соединен с S-входом RS-триггера 16, выход блока 12 управления соединен с выходом логического элемента 17 И.

На чертеже показана механическая передача 20 "двигатель-валки" и вал- 15 ки 21 прокатного стана.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме напряже" ние на входах регуляторов 2 тока и 2о

7 частоты вращения близко к нулю,а напряжения на выходах этих регуляторов соответствуют установившейся нагрузке, на выходе датчика 13 выброса металла будет сигнал "0", не изменит-г5 ся состояние триггера 16, сигнал "0" с выхода триггера 16 поступает на .„первые входы элементов 17 и l8 И, на второй вход блока 12 подается сигнал

"1" с выхода порогового элемента 14, 5» так как напряжение на выходе регулятора 7 в режиме прокатки выше порога срабатывания, соответствующего напряжения на выходе регулятора 7 в режиме холостого хода электродвигателя

1. Этот сигнал поступает на вход логи» ческого элемента 19 ИЛИ-НЕ, на выходе котррого появляется сигнал "0", поступающий на второй вход элемента 17

И. На третий вход блока 12 управления4О поступает сигнал "1" с выхода нульоргана 15, так как в этом режиме результирующее напряжение узла 10 сравнения равно нулю. Этот сигнал подается на второй вход элемента 18.

При таком сочетании сигналов на входах логических элементов 17 и 18

И на выходе последних будет сигнал

"0"., поступающий на выход блока 12 управления. Этот сигнал подается на управляющие входы ключей 8 и 9, остав ° ляя их в замкнутом состоянии. В режиме прокатки металла ключи 8 и 9 не влияют на работу двухконтурной системы регулирования. В момент сброса

55 нагрузки на выходе датчика l3 появля" ется сигнал "1" поступающий через пер вый вход блока 12 на R-вход RS-xp rгера 16. Этот триггер изменяет свое

"9 6 состояние, фиксируя режим сброса, ь на своем выходе выдает сигнал "1".

Сигнал на втором входе блока 12 не изменяется, а на третий вход его поступа т сигнал "0 с выхода нуль-органа 15, так как в этом режиме появляется разность между напряжением задания на частоту вращения и напряжением обратной связи по частоте вращения от датчика 11. Этот сигнал поступает на второй вход элемента

18, На входах элементов 17 и 18 будет сочетание сигналов "0" и "1",и на выхсдах этих элементов сохраняется сигнал "0, подающийся: через выход блока 12 на управляющие входы ключей 8 и 9. Таким образом, в момент сброса нагрузки эти ключи замкнуты.

После сброса нагрузки, за счет увеличения частоты вращения электродвигателя, величина напряжения на-выходе регулятора 7 уменьшается до напряжения, соответствующего напряжению на выходе регулятора 7 в режиме холостого хода электродвигателя.

При этом пороговый элемент 14 изменяет свое состояние, и у него на выходе появляется сигнал "0", подаваемый на второй вход блока 12. Этот сигнал поступает на вход элемента 19, и на выходе его появляется сигнал "l", поступающий на второй вход элемента

17. Так как сигналы на первом и третьем входах блока 12 не изменяются. на выходе элемента 17 появляется сигнал !", который через выход блока 12 поступает на управляющие электроды ключей 8 и 9. Эти ключи размыкаются и отключают вход и выход регулятора 7 от двухконтурной системы регулирования. Напряжение на входе регулятора 7 сохраняется неизменным до следующего замыкания ключа 9, а напряжение с его выхода не поступает на вход узла 6 и до следующего замыкания ключа 8. Следовательно, на вход регулятора 2 будет подаваться отрицательное напряжение жесткой обратной связи по току с датчика 5.Выходное напряжение регулятора 2 будет уменьшаться до величины, при которой ток электродвигателя 1 станет равным нулю. Однако к моменту умень" шения тока до нуля выходное напряже" ние регулятора 2 снизится на несколько большую величину, чем это обусловлено возрастанием противо-ЭДС электродвигателя l.

921649

Это объясняется тем, что под действием электромагнитной энергии, накопленной в индуктивности якоря электродвигателя 1, ток продолжа! т проте. кать в прежнем направлении, хотя про 5 тиво-ЭДС электродвигателя 1 ywe превышает ЭДС преобразога:еля 4, Во время отсутствия тока В электродвигателе 1 жесткая обратная связь по току себя не проявляет, :. Напряже- 1п ние на выходе регуля 1ора 2 б ryeò с ответствовать уровню холос rol о хо! = до момента замыкания 11ю-;а 8 или момента:1оявления Tока:;. -Гie !Трод гателе

В момент времсни,, кс; да, аст::" вращения электродвигателя I од .:ей

СтВИЕМ МОМЕНта ХОЛОСТОГО ХОД-;. СНИЗИ ся до заданной величины„ l!e выходе нуль-органа 15„ подс зединенн<агс к узлу 10 сравнения, появляется cv.гнаг! !!1 !!

1, так как результирующее 1--.апряж;-:— ние узла 10 равно нулю. Сигнал 1 через третий вход блока l2 подаетс:" на второй вход элемента 18. Ila вь1ходе этого элемента появля .тся си !!ал «1! поступающий на В-вход : S три!:! ера !6, Происходит сброс выход, -ГОГО сиГнала

RS-òpèгГера 16 и на †. о Bbixoäe поя=-,,я ется сигнал «0, I< > рь1й сохраняет, -,Г до следующего режи;-.: сброса нагр;

Сигнал !"}" поступа:.,,1О пе;.:ьie зх:-:д:— :. элементо,= 17 и 18 и - > o;;.BK этих элементов появляет-я ::i-;.-!rI «О 1, подающийся через выход "",Ока 12 на :иравляющие эпектроды клю-:ей ;: и

СледэВательно„ В этОт момент,ко да частота Вращения электродвиГателя

1 достига:-::т заданногo å!-.!Я„клачи

d и 9 =:вникаюrce и по.;1,.1юча! регу - с!г, ЛЯ TOÐ . Ч;-:=.. Тот:;! ЬР=)iiie lae К "f,eyyKOHтурн!. Система.рсгули.. .;:.н"я Иапряжение к1«-,ающееся с:. «-,c le рагуля . тОра « на Вход регуля:,О".а э,сООТВ;-;T-.

СТВУ T Зс!ДаНИ!О На (ОК ХОЛОСТОГО Хо :;B -.

Таким образом, в момен за! :.кания кл1зчей 8 и 9 в эл!ектров!В ":а-. --елэ 1

ПОЯВЛЯЕТСЯ ТОК, РВВНЬ!й i OK,-i:õ< !1OCTO го хода и частота вращсния ссхраняе ся н.: заданном уровьге:",; —..з пи !<о в

Ка И РЕ-ГV! IV!POB = Н!-:Я, 11!Ормула изобрете1,:ия

1, Устройство упранле-,ия неревеpГИВНЫМ BBНТИЛЬНЬ!М 3 !1!- Ê;::!BP" с=.ОДCé валков прокатного стана, сожержащее двухконтурную систему регулирования с регуляторами тока и частоты вращения, узлы сравнения и систему импульсно-фазового управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения ресурса механической переда Ги "двигатель-валки и улучшения качества проката путем исключения †.;Иков тока и уменьшения бестоковой зоны после сброса нагрузКИ,, B УСтРОйСтВО ДОПОЛНИТЕГ!ЬНО ВВЕДЕ .

-!ы управляемые ключи, логичес-.,! блок у;-!ра аления ключами, дат !!!.к Выбр.,са ! аЛЛа rtoioot ОВс!й >ЛЕМс нт

: —. а 1, -ои это!! Од:.::н:.- уl! а= !Яемы:КЛЮЧЕЙ CОЕДИНЕН С ВЫХОДОь ЗЛа СРЭВ

:-.- Н "Я ЧаСТОтЫ ВРаЩЕНИЯ И С ВХОДОМ улятора частотbl Вращен:::я,а другo у, :Bвг!Яемый ключ — с вь.хogo! регулятс!ра.:аcтоты и с Bходом -ла сp внени51 Гоков, y/прав.!яющие )л .ХтрОды клю че1«соединены с Выход;:- . : -ического б:ioKB;r!равления ключсьми ..Хop=- кото . рого соединены с .ыхода,,и датчика выбрс :B метал . с, персr овогo эBлемента и

НУЛЬ ОР! а!.. cl i ПРИ,Е. .1 ВХОД НУЛЬ ОРГВНВ

С<-.Е-ДИНЕ: С ВЫХОДСМ УЗЛа СР .ВНЕ:-:ИЯ -ia .! .": .: Ращ!ЕНИЯ, ВХОД ЛОРО! ОВ<ГО

ЭЛЕМЕ НТа С ВЫХОДС М РЕ Г мл — ; TO«PB iie CTO ты вращения.

Устройство по и, 1. о т и и

Ч а I

pv.l;ер, логический элемент ИЛИ!-!1Е и два логических элемента И, причем к Вход RS триГ(еаза являетсс; первым вхОДОм блОка упва erie;-!Ия ключами „a

Вьход =,ðèããåðà . с:- динeí с первыми вхсДам11 логических элементеB И В! ОрОЙ

Вход первого эл:-;=ента И:.Оедине: с †.:ы:.Одом 1-огическс.го элемента «! :И-HE вход которого явгяется вто-:=:и B -:oäoì блока управления ключами, Tpejèé

Вход блока является вторым Входом второго элемента И,. Выхсд orcpuiПОДКЛЮЧЕН К 5 ВХОДУ 85""ТРИ! ЕРс1.

И Очники нl-!с1 Омс!ц пр .:ня,ы» вс внии:- ние г.ри :;;.:Пертизе

1 - - :- - ОО -.. -<Ое, яив- -e!i - -o о ГГС,!

Г 203036, i966.

2, Р,атopcKoe свиде! riacтво СССР

11с,QQG8! КП Е !!". Г: "-. "i 6 1470

921649

Состайитель А.Сергеев

Редактор А. Шандор Техред М. Тепер Корректор A. Дзятко

Заказ,2441/9 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4