CN203999833U - 钢带碱洗机组中的一种新型传动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，传动装置采用一台单独的整流回馈装置，开卷机、卷取机、张力辊的驱动装置都采用逆变器，逆变器直接挂接在直流母线上。当系统工作在电动状态时，如卷取机的卷取过程，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，如开卷机放卷过程，电机向逆变器回馈电能，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网，能同时将系统在制动过程中产生的再生能源加以合理利用和回收。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型传动装置，特别是涉及钢带碱洗机组中的一种新型传动装置。
背景技术
钢带碱洗机组，属于金属冷轧制加工中的重要装置，碱洗机组由卷取机、开卷机及两者中间的一系列工艺设备如机架、张力辊等组成的连续加工生产线，全线各位传动点由单独的电机进行传动，全线通过带材连成一体，形成一定的张力，进行协调工作。目前，现有的机组在应用中由于控制系统传动方案的选取和系统驱动装置的选配不当常常造成机机组传动点同步效果不好、负荷平衡不均等引进的张力控制不稳定，生产效率低、设备故障率高等系列问题。
发明内容
本实用新型的发明目的是：提供一种传动效果好且生产率高的钢带碱洗机组中的一种新型传动装置。
本实用新型的技术方案是：钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，传动装置采用一台单独的整流回馈装置，开卷机、卷取机、张力辊的驱动装置都采用逆变器，逆变器直接挂接在直流母线上。
进一步地，卷取机、开卷机、张力辊的电气传动采用间接张力控制，全线传动采用速度闭环调节模式，卷取机、开卷机采取速度闭环加转矩电流输出限幅的复杂串级PID调节模式，张力辊采速度闭环PID调节模式。
进一步地，张力辊作为全线传动的速度基准。
进一步地，逆变器采用具有内部动态力矩补偿功能的逆变器。
进一步地，卷取机、开卷机转矩计算和补偿力矩计算是通过激活逆变器CUVC自由功能块实现控制算法。
本实用新型的有益效果是：
1、当系统工作在电动状态时，如卷取机的卷取过程，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，如开卷机放卷过程，电机向逆变器回馈电能，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网，能同时将系统在制动过程中产生的再生能源加以合理利用和回收。
2、采取速度控制模式时可以提高生产线调节效果，对带钢0.05-0.26mm搏板，工艺段线速度可达到600m/min。生产能力能达到年产300000吨。
3、采用逆变装置内置功能块进行动态力矩补偿优化，提高动态实时补偿效果。
附图说明
图1为本实用新型传动装置主接线图；
图2为本实用新型传动装置控制结构图。
图3为本实用新型传动装置控制算法框图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种多传动装置共用直流母线接线方式，采用1台单独的整流/回馈装置，为系统提供电压稳定的直流电源，本实用新型中开卷机、卷取机、张力辊的驱动装置采用逆变器，3台逆变器直接挂接在直流母线上，这种方式能同时将系统在制动过程中产生的再生能源加以合理利用和回收。当系统工作在电动状态时，如卷取机的卷取过程，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，如开卷机放卷过程，电机向逆变器回馈电能，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网。
进一步地，本实用新型对卷取机、开卷机、张力辊等电气传动采用间接张力控制方法。全线传动速度闭环调节模式。卷取机、开卷机采取速度闭环加转矩电流输出限幅的复杂串级PID调节模式，张力辊采速度闭环PID调节模式。本系统中张力辊作为全线速度基准。
速度闭环控制：带钢线速度设定值Vset经装于控制台人机接口单元HMI写入可编导程控制器(如S7-300)内部用户存储数据区域，控制器内部进行数据运算处理后，转速设计定值Nset由带钢线速度设定值Vset÷D而得出，通过通讯网关及链路装置（如DP通讯装置）将设定值Nset给到张紧辊逆变装置，做为逆变器运行的给定值，张紧辊轴安装测速器，做为转速反馈。开卷机、卷取机按张紧辊轴测速器反馈线速度按V÷D计算出各个Nset值。系统以速度调节器ST为核心，转速反馈直接取自测速机，ST输出值未被限幅器Mxf限制时，卷取机、开卷机工作于速度闭环状态。
间接张力闭环控制：本系统张力精度没有过高要求，张力调节采用间接张力闭环系统，减小张力直接校正检测，用软件进行张力稳定校正。张力设定值Zset直接送入乘法器与卷径D值相乘，得到转矩设定值Mset。Mset经极性选控开关送入限幅器Mxf，Mxf输出值等于Mse值，并直接送入直接转矩控制单元DTC；由DTC对电机进行转矩调控，使电机电磁转矩M等于设定值Mset。
卷取机在建立张力之前，工作于速度闭环状态。建立张力后，卷筒受带材张力的牵制，其转速低于设定值Nset，ST（速度调节器）的输出正向饱和，失去了速度调节能力，速度闭环断开。速度环断开后送入DTC（直接转矩控制单元）的转矩设定信号取决于Mxf的限幅值，此值等于Mset；在DTC的控制下，使电机转矩M等于Mset，卷取机进入间接张力闭环工作状态。建立张力后，为了使ST深度饱和，在线速度设定值Vset基础上再加入ΔV。在逆变器的配置中，速度实际值通过脉冲编码器输入到CUVC控制板，在CUVC中实现速度闭环。
系统在加速（减速）时，一部分电磁转矩转为动态转矩（又称贯性转矩）因而产生张力的转矩减少（加大），故张力不能保持稳定。为在动态收卷取时保持张力稳定，必须适时补偿动态转矩。
动态转矩 Td=(GD2/375)·(dn/dt)
上式中 GD2 ----折算到电动机轴上的总飞轮惯量（N·m2），
n------电动机轴转速（r/min），t---时间（s）
375----具有加速度量纲的系数
对本系统而言，影响动态转矩Td的参量主要是钢卷直径D、卷取的钢带宽度、转速变化率等。计及这些素，将算出的Td值做为附加转矩给定值修正Mset，可以有效地提高动态张力稳定精度，本装置可选用具有内部动态力矩补偿功能的逆变电器，动态补偿实施由逆变装置内置数据运行算功能直接进行计算并修改Mset，减少计算误差，降低数据传输误码和时滞，提高动态补偿响应效果。
Claims (5)
1.钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，其特征在于：所述传动装置采用一台单独的整流回馈装置，开卷机、卷取机、张力辊的驱动装置都采用逆变器，逆变器直接挂接在直流母线上。
2.根据权利要求1所述的钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，其特征在于：卷取机、开卷机、张力辊的电气传动采用间接张力控制，全线传动采用速度闭环调节模式，卷取机、开卷机采取速度闭环加转矩电流输出限幅的复杂串级PID调节模式，张力辊采速度闭环PID调节模式。
3.根据权利要求2所述的钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，其特征在于：张力辊作为全线传动的速度基准。
4.根据权利要求1至3任一项所述的钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，其特征在于：逆变器采用具有内部动态力矩补偿功能的逆变器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的钢带碱洗机组中的一种新型传动装置，其特征在于：装置转矩计算和力矩补偿控制策略通过逆变器内部CUVC自由功能算法实现。
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| CN201420428092.9U CN203999833U (zh) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 钢带碱洗机组中的一种新型传动装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107272568A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 肇庆远境自动化设备有限公司 | 一种脱碳生产线电气控制系统 |
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2014
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| CN107272568A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 肇庆远境自动化设备有限公司 | 一种脱碳生产线电气控制系统 |
| CN107272568B (zh) * | 2017-08-08 | 2020-06-09 | 肇庆远境自动化设备有限公司 | 一种脱碳生产线电气控制系统 |
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