DD143117A1 - Schaltungsanordnung zur ermittlung des fuer eine drehzahlaenderung eines gleichstromantriebs erforderlichen stromanteils - Google Patents

Abstract

Hochgenaue Regelungen drehzahlgeregelter Antriebe erfordern eine Kompensation des aus Drehzahländerungen resultierenden Beschleunigungseinflusses, Herkömmliche Differenzierglieder liefern auf Grund von Qberschwingungen in der Meßgröße der Drehzahl einen fehlerbehafteten Differentialquotienten der drehzahlproportionalen Spannung. Die erfindungsgemäße Anordnung soll ein genaues Abbild des BeschleunigungsankerStromes des Motors liefern. Die Anordnung, die als Eingangsgröße von der drehzahlproportionalen Spannung beaufschlagt wird, weist ein selbstabgleichendes System auf, welches den imtriebsmotor nachbildet, bestehend aus den Blöcken 1 (Komparator), 2 (Multiplizierer) und 3 (Integrator), dessen Äusgangswert dem Beschleunigungsankerstrom gleichzusetzen ist.

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur Ermittlung dies für eine Drehzahländerung eines Gleichstromantriebs erforderlichen Stromanteils

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung de3 für eine Drehzahländerung eines Gleichstromantriebs erforderlichen Stromanteils. Zur Erzielung hochgenauer Regelungen bei drehzahlgeregelten Gleichstromantrieben ist es erforderlich, die Belastung oder die Beschleunigung durch Messung elektrischer Größen genau zu erfassen. So ist es zur Realisierung einer Minimalzugregelung günstig, da die Längskräfte zwischen den Walzgerüsten nicht direkt meßbar sind, vom Ankerstrom des Motors als Regelgröße auszugehen« Dazu muß aber der aus Drehzahländerungen resultierende Beschleunigungs- bzw. Verzögerungseinfluß kompensiert werden. Dieses Problem tritt außer bei der erwähnten Minimalzugregelung in Warmwaizstraßen auch bei anderen Antriebsregelungen auf, beispielsweise bei Aufzügen sowie bei Haspeln in Kaltwalzwerken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ea ist eine Drehmomentenraessung für Walzwerkshauptantriebe, die mit einer EMK-abhängigen FeldSchwächung ausgeführt sind, bekannt (1) (Techn. Mitteilung AEG-Telefunken 66 (1976) 6, S. 255 ff.), in der das zu kompensierende Beschleunigungsmoment durch Differenzierung aus der Drehzahl gewonnen wird. Dazu wird die von einem Tachogenerator gelieferte der Motordrehzahl· proportionale Spannung über ein zur Glättung vorgesehenes Filter 2. Ordnung auf eine Baugruppe mit differenzierendem Verhalten geführt. Diese differenzierende Baugruppe ist in ihrem Aufbau nicht näher beschrieben. Bs kann aber davon ausgegangen werden, daß dafür Differenzierschaltungen verwendet werden, die darin bestehen, daß ein Kondensator vor einem Verstärker geschaltet ist und die der Drehzahl proportionale Tachogeneratorspannung dort aufgeschaltet wird· Eine solche Differenzierschaltung ist bekannt(2) (AEG-Telefunken-Handbücher, Band 16, Seite 138, Bild 149} Elitera-Verlag Berlin, 1974). Bei Anwendung dieser Differenzierschaltung erhält man allerdings einen Ausgangswert, der auf Grund der unvermeidlichen Oberschwingungen in der Meßgröße der Drehzahl und der daraus resultierenden Begrenzung der Verstärkung des Differenzierers fehlerbehaftet ist. Ausgehend von diesem Fehler ist die Ermittlung des Beachleunigungsmoments ungenau. Deshalb wird in der o.g. Literaturquelle (1) auch darauf hingewiesen, daß bei kritischen Walzprograxnmen das Beschleunigen der Walzstraße mit Material vermieden werden sollte.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll der Pehler, der bei der Bildung des Differentialquotienten der drehzahlproportionalen Spannung eines Gleichstromantriebs bei Vervjendung herkömmlicher Differenzierschaltungen entsteht, vermieden werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mittels der der für eine Drehzahländerung eines Gleichstromantriebs erforderliche Stromanteil ermittelbar ist, wobei der Differentialquotient der drehzahlproportionalen Spannung ein genaues, nicht durch Oberschwingungen in der Meßgröße der Drehzahl verfälschtes, Abbild des Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsankerstromes des Motors darstellen soll. Dabei ist zu berücksichtigen, daß solche Antriebe üblicherweise mit EMK-abhängiger PeIdSchwächung ausgeführt sind«

- Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gemessene drehzahlproportionale Spannung auf einen Summierpunkt geführt ist, dem ein Komparator nachgeschaltet ist₉ dessen Ausgang, der gleichzeitig der Ausgang der Anordnung ist, welcher den zum jeweiligen Drehzahlistwert gehörenden beschleunigungs- bzw_e verzögerungsstromproportionalen Spannungs-

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wert (Uj_n/^) auf™⁰¹⁵-⁸'*'» ^au^ einen Multiplizierer geschaltet ist, dem als zweite Eingangsgröße eine dem magnetischen Fluß des Motorfeldes proportionale Spannung zugeführt ist und dessen Ausgang mit dem Eingang eines als Integrator beschalteten Verstärkers verbunden ist, dessen Ausgang auf den Summierpunkt rückgeführt ist.

Weiter wird bei nicht mit EMK-abhängiger Feldschwächung ausgeführten Antrieben vorgeschlagen, anstelle des Multiplizierers einen Verstärker mit P-Verhalten und mit einem dem konstanten magnetischen Fluß des Motorfeldes entsprechenden Verstärkungsfaktor zu verwenden.

Ausführungsbeispiel.

Die Erfindung soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist eine Anordnung zur Ermittlung des für eine Drehzahländerung eines Gleichstromantriebs erforderlichen Stromanteils dargestellt. Solch ein Gleichstromantrieb kann z.B. der Hauptantrieb in einer kontinuierlichen Warmwalζ3traße sein, in der das Material zwischen den Gerüsten bei bestimmten Querschnitten und Profilformen zugfrei oder mit geringem Zug geführt werden muß. Eine solche Minimalzugregelung erfordert die Messung der Längskraftspannungen zwischen den Gerüsten. Da dies mittels eines direkten Meßverfahrens nicht möglich ist, wird vorteilhafterweise bei der Ermittlung des Zuges vom Ankerstrom des Antriebsmotors ausgegangen. Der Ankerstrom ist aber nur bei konstantem Motorfeld und bei konstanter Drehzahl ein Maß für das Walz-

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moment· Deshalb ist es erforderlich, den für die Beschleunigung erforderlichen Strom bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Einflußnahme der Motorfeldschwächung zu ermitteln, sofern der Antriebsmotor mit EMK-abhängiger FeldSchwächung ausgeführt ist. Die zur Ermittlung des Beschleunigungsankerstromes verwendete Anordnung besteht aus einer Reihenschaltung eines !Comparators 1, eines Multiplizierer^ 2 und eines ala Integrator beschalteten Verstärkers 3, dessen Ausgang auf einen vor dem Eingang des !Comparators 1 liegenden Summierpunkt a rückgeführt ist. Als Eingangsgröße ist die der Istdrehzahl des angeschlossenen Antriebsmotors proportionale Spannung ΰη-^ auf den Summierpunkt a geschaltet. Der Ausgangswert des Integrators 3 wird in dieser Anordnung der sich ändernden Eingangsgröße als Meßwert der Istdrehzahl nachgeführt. Im stationären Zustand muß damit die Spannung am Ausgang des !Comparators 1 immer null Volt betragen. Bei Änderung der Eingangsgröße U-Qj₃+ tritt eine Abweichung auf, die durch Beaufschlagung des Integrators 3 ausgeglichen wird. Entspricht die Integrationszeitkonstante des Integrators 3 dem Trägheitsmoment des zugeordneten Antriebs, und wird dem Multiplikator 2 als zweite Eingangsgröße ein der FeldSchwächung entsprechender Spannungswert U^- _M zugeführt, so ist der Ausgangswert ^_n/^ am Ausgang A der Schaltungsanordnung proportional dem zum jeweiligen Drehzahlistwert gehörenden Beschleunigungsankerstrom. Bei Betrieb des Motors im AnkerSpannungsbereich kann der Multiplizierer 2, der die Feldschwächung bei der Erfassung des bescnleunigungsabhängigen Stromantriebs berücksichtigt, entfallen. An dessen Stelle wird dann ein Verstärker mit Proportionalverhalten und mit einem dem konstanten magnetischen Fluß des Motorfeldes entsprechenden Verstärkungsfaktor in die Anordnung zwischen dem Komparator 1 und dem Integrator 3 angeordnet.

Claims (2)

w- Z 1 Z Z / w- Erfindungsanspruch

1. Schaltungsanordnung zur Ermittlung des für eine Drehzahländerung'eines Gleichstromantriebs erforderlichen Stromanteils durch Bildung des Differentialquotienten der drehzahlproportionalen Spannung des Antriebsmotors, gekennzeichnet dadurch, daß bei Antriebsmotoren mit EMK-abhängiger FeldSchwächung die gemessene der Motordrehzahl proportionale Spannung (Un-r +) auf einen Summierpunkt (a) geführt ist, dem ein Komparator (1) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang, der gleichzeitig der Ausgang der Anordnung ist, welcher den zum jeweiligen Dr ehzahlistwert gehörenden beschleunigungs- bzw. verzögerungsstrompropbrtionalen Spannungswert(U^ '/,.) aufweist, auf einen Multiplizierer 2 geschaltet ist, dem als zweite Eingangsgröße eine dem magnetischen Fluß des Motorfeldes proportionale Spannung (U«a-^j) zugeführt ist, und dessen Ausgang mit dem Eingang eines als Integrator beschalteten Verstärkers (3) verbunden ist, dessen Ausgang auf den Summierpunkt (a) rückgeführt ist.

2«, Schaltungsanordnung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadiirch₉ daß bei nicht mit EMK-abhängiger FeIdschwächung ausgeführten Antriebsmotoren anstelle dea Multiplizierers (2) ein Verstärker mit P-Verhalten und mit einem dem konstanten magnetischen Fluß des Motorfeldes entsprechenden Verstärkungsfaktor angeordnet ist«

- Hierzu 1 Blatt Zeichnung -