张力辊控制原理.pdf

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1、张力辊控制原理一、速度辊的控制原理�适用�1#张力辊、5#张力辊、8#张力辊�速度辊�顾名思义就是控制生产线的速度辊�它的速度也就是这个段生产线的带钢速度。速度如何控制呢�首先我们来了解一下现场的硬件配置�也就是现场机械配置。我们以镀锌线1#张力辊为例说明速度辊的控制原理�辊变速器电机电机的额定速度是�n=1470rpm变速器的变比是�i=18辊直径为�D=600�mm�=0.6m生产线速度�V�V=n/i*ЛD=1470/18*3.14*0.6=153.86米/分钟也就是说�现场的硬件配置电机在额定速度下最大的速度是

2、�153米/分钟�在入口段没有充套的情况下�可达到生产150米/分钟要求�但是由于入口段还有一个充套速度40米/分钟�所以在条件下还没有达到生产要求。入口段最高的速度V=190米/分钟电机的速度n=�n=190/ЛD*i=190/3.14/0.6*18=1815转/分钟如何能达到这个速度呢?这个时候可以通过调整变频器输出频率来达到所要求的速度交流异步电机变频调速原理交流异步电机的转速公式为�60fn�(1�s)p式中�f——定子供电的频率�Hz�p——定子线圈磁极对数�s——转子转速与定子旋转磁场转速之间的转差率�n—

3、—电机转速�r/min。由上式可知�对于一台电机来说�s和p都是固定不变的�只要平滑的调节其供电频率f�就可以平滑的调节其转速�这是变频调速最基本的原理。我们忽略转差率就可以得出�入口生产线速度190米/分钟时的电机速度1815转/分钟�变频器输出的频率为�f=n*P/60=1815*2/60=60.5Hz�所以在变频器优化时设定最大输出频为60.5Hz�这样就可以满足生产线的要求。基本配置已经满足了�我们来看看电气方面的可控框图�设定转速nTKP�nT—nF�编码器变频器电机1048反馈为改善交流电机在调速过程中的机

4、械特性和调速特性�就必须采取一定的控制方式。一般来说�镀锌线采用的都是有反馈矢量控制方式�即是带有速度反馈的闭环控制模式。什么叫闭环控制呢�虽然我们给变频器发出了达到一定转速的指令�n��T变频器也按照这个指令去做了�但做的效果如何�即实际电机的转速是多少�不一定就是我们发出指令的数据�总会有一个偏差值�我们采用编码器测出电机的实际转速�n��再与我们所需要的转速相比较�得出的差值�n�n�再输FTF入到控制系统中去�便形成了闭合的控制回路�称之为闭环控制系统�闭环控制的目的就是使偏差值�n�n�趋于零。TF但如果我们

5、直接将偏差值�n�n�输入到变频器中�由于最终�n�n�TFTF≈0�必将使变频器的输出频率为零�电机反而停转。所以我们必须将差值放大kp倍后再作为给定信号输入�这种调节方式叫P调节。n�k�n�n�GpTF式中�n——变频器的频率给定信号�Gk——放大倍数�又叫比例增益��pn——目标转速�Tn——编码器测出的实际转速。F我们把调节后稳态时的目标转速与实际转速的误差叫偏差或静差���。显然放大倍数越大�静差越小�但放大倍数过大�则会引起“超调”�即调过了头�于是又反过来调小�再次“超调”�反覆震荡后才趋于目标值。为消

6、除控制系统的震荡�又增加了积分环节�I�调节。有了I调节以后使实际转速n逐步接近目标转速而不致超调�如图14所示。这种调节叫PI调节。F但因积分时间太长�当目标值n急剧变化时�又会出现实际转速n不能及时变TF化的情况。为了克服PI调节时间太长的问题�可以增加微分环节�D�调节�提前给出较大的调节动作�从而缩短了调节时间�这样的调节叫做PID调节。不过�一般镀锌线只要PI调节就够了�而在炉区参数控制中会有PID调节。但是一组张力辊有两个辊�所以我们必须采用一主一从来控制它�主即是基准速度�从即是协调分担主辊的负荷。我们来

7、看看控制框图�如何均衡控制呢�首先�就1#张力辊而言�两个辊的功率都是30KW�正常的情况下它们输出的力�力矩或电流�一样�但由于存在现场机械、板形、打滑、磨擦等很多客观原因�实际它们输出的力�力矩或电流�不一样�因此就需要均衡控制。我们从主辊取样电流值�比如说现在主辊的电流是50%�从辊电流是40%�我们简单说明一下�主辊电流反馈值30/60从辊速度±5米从辊电流反馈值Σ±所以�速度辊很平稳�电流在波动。也可以说保证速度�忽略电流�但不能超过额定电流�二、张力辊的控制原理�适用�2#张力辊、4#张力辊、6#张力辊、7

8、#张力辊�张紧辊的张力控制原理�基本要求�保证带板表平有效张力。用2#张紧辊来说明控制原理�首先�2#张紧辊前面有脱脂段张力后面有入口活套的张力�它必须平衡两段张力。我们来分析一下电机转矩�电机输出功率公式�TnMMP�M9550式中�P——电动机轴的输出功率�kw�MT——电动机的转矩�N�m�Mn——电动机的转速�r/minM