DE1280377B

DE1280377B - Method for speed control of one or more direct current shunt motors used as reversing drives in roller or reel drives

Info

Publication number: DE1280377B
Application number: DEB68655A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Korb
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-08-31
Filing date: 1962-08-31
Publication date: 1968-10-17

Description

Verfahren zur Drehzahlregelung eines oder mehrerer als Reversierantriebe verwendeter Gleichstroin-Nebenschlußmotoren bei Walz-oder Haspelantrieben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Drebzahlregelung eines oder mehrerer als Reversierantriebe verwendeter Gleichstrom-Nebenschlußmotoren bei Walz- oder Haspelantrieben, deren Drehmomentgröße durch Ankerstromregelung und deren Drehmomentrichtung durch eine Ankerstrom-oder Feldumkehr gesteuert wird, wobei der Drehzahlsollwert durch zeitliche Integration eines abgewandelten Beschleunigungssollwertes erhalten wird, welcher aus einem vorgegebenen positiven oder negativen Beschleunigungssollwert durch eine zeitdehnende Umformung mit einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit mittels eines Umformers gebildet wird.Method for speed control of one or more as reversing drives DC shunt motors used in roller or reel drives. The invention relates to a method for speed control of one or more reversing drives used direct current shunt motors for roller or reel drives, their Torque size through armature current control and its torque direction through a Armature current or field reversal is controlled, the speed setpoint by time Integration of a modified acceleration setpoint is obtained, which from a specified positive or negative acceleration setpoint through a time-expanding reshaping with a certain rate of change by means of a Converter is formed.

Bei elektromotorischen Antrieben mit Gleichstromspeisung, bei welchen einerseits eine Drehzahlregelung und andererseits eine durch Ankerstromumkehr oder Feldumkehrsteuerung bewirkte Reversierung der Drehrichtung erfolgt, besteht die Schwierigkeit, daß die für eine Reversierung nach vorgegebener Drehzahl erforderliche Ankerstrom- oder Feldumkehr unter Umständen nicht kurzzeitig genug vor sich geht. Dies kann zu vorübergehenden Abweichungen des sich einstellenden Drehmomentes von dein geforderten Drehmoment führen.In the case of electric motor drives with direct current supply, in which on the one hand a speed control and on the other hand a through armature current reversal or Field reversal control caused reversal of the direction of rotation occurs, the Difficulty that the required for a reversing according to a given speed Armature current or field reversal may not take place briefly enough. This can lead to temporary deviations in the torque setting from lead your required torque.

Diese aus verschiedenen Gründen möglichen Regelabweichungen des Drehmomentes können bei Antrieben für Walzwerke, beispielsweise für ein Kaltbandwalzwerk, unter Umständen unzulässig hohe Abweichungen des Bandzuges von dem Sollwert ergeben. Sie sollen in den F i g. 1 und 2 für das Beispiel eines Reversierkaltbandwalzwerkes mit Feldumkehrsteuerung der Antriebsmotoren erläutert werden. Diese Anordnung ist in F i g. 1 schematisch dargestellt. Das Band B wird durch den Walzspalt zwischen zwei Walzen W eines Walzgerüstes hindurchgezogen, wobei die betrachtete Bewegung des Bandes mit der Geschwindigkeit v von rechts nach links erfolgen soll. Hierbei wird das den Walzspalt verlassende Band von einer Haspel Hi aufgewickelt und von einer Haspel H2 abgewickelt. Das an diesen Haspeln aufzubringende Drehmoment setzt sich aus dem zur Aufrechterhaltung des Bandzuges Z erforderlichen Zugmoment M, und dem bei einer zu beschleunigenden Bewegung des Bandes bzw. einer Drehbeschleunigung der Haspeln notwendigen Beschleunigungsmoment Mb zusammen. Bei notwendigen Verzögerungen für eine Abbremsung ist dieses Beschleunigungsmoment negativ. Die durch den als Hauptantrieb bezeichneten Antrieb des Walzgerüstes mit den Walzen W erzeugte Drehzahl dieser Walzen ist mit n bezeichnet. Der Reversier- und Walzbetrieb soll, wie in F i g. 2 durch einige Diagramme a bis c erläutert ist, in der Weise durchgeführt werden, daß die Walzen W, von Stillstand bis Stillstand betrachtet, zuerst mit konstanter Beschleunigung hochgefahren werden, bis die Solldrehzahl für den Walzbetrieb erreicht ist, die während des Walzvorganges konstant geregelt sein soll. Nach Beendigung des Walzvorganges in der betrachteten Bewegungsrichtung erfolgt eine Abbremsung mit konstanter Verzögerung des Walzantriebes bis zum abermaligen Stillstand der Walzen. Dieses Programm für die Drehzahl n"j, des Walzantriebes ist in dem Diagramm a in F i g. 2 dargestellt. Es zeigt die Drehzahl n in Abhängigkeit von der Zeit t.These system deviations in the torque, which are possible for various reasons, can result in drives for rolling mills, for example for a cold strip rolling mill, under certain circumstances inadmissibly high deviations of the strip tension from the setpoint value. They should be shown in FIG. 1 and 2 are explained for the example of a reversing cold strip mill with field reversal control of the drive motors. This arrangement is shown in FIG. 1 shown schematically. The strip B is pulled through the roll gap between two rollers W of a roll stand, the observed movement of the strip being intended to take place at the speed v from right to left. Here, the strip leaving the roll gap is wound up by a reel Hi and unwound from a reel H2. The torque to be applied to these reels is made up of the tensile torque M required to maintain the strip tension Z and the acceleration torque Mb necessary for a movement of the strip to be accelerated or a rotational acceleration of the reels. If decelerations are necessary for braking, this acceleration torque is negative. The speed of these rolls generated by the drive of the roll stand with the rolls W, which is referred to as the main drive, is denoted by n. The reversing and rolling operation should, as shown in FIG . 2 is explained by some diagrams a to c, are carried out in such a way that the rolls W, viewed from standstill to standstill, are first run up with constant acceleration until the target speed for the rolling operation is reached, which are constantly controlled during the rolling process target. After completion of the rolling process in the direction of movement under consideration, braking takes place with constant deceleration of the roller drive until the rollers come to a standstill again. This program for the speed n "j of the roller drive is shown in diagram a in FIG. 2. It shows the speed n as a function of the time t.

Die für diese Drehzahlen der Walzen W für einen konstanten Bandzug erforderlichen Haspeldrehmomente zeigen die beiden weiteren Diagramme b, c in F i g. 2. Das Diagramm b bezieht sich auf die Haspel Hp das Diagramm c auf die Haspel H2.The reel torques required for these speeds of the rollers W for a constant strip tension are shown in the two further diagrams b, c in FIG. 2. Diagram b relates to reel Hp and diagram c to reel H2.

Während des Beschleunigungsvorganges mit einer ansteigenden Drehzahl n"li muß von der Haspel H, das für den gewünschten Bandzug erforderliche Zugmoment M" und außerdem das für die Beschleunigung notwendige Beschleunigungsmoment Mb aufgebracht werden. Die Summe dieser Momente ist mit Mb, bezeichnet. Ist die gewünschte Walzgeschwindigkeit erreicht, so muß das Haspelmoment auf den Wert zurückgehen, der zur Aufrechterhaltung des Bandzuges für den Walzvorgang mit konstant geregelter Drehzahl der Walzen notwendig ist. Infolge Zunahme des Bunddurchmessers der Haspel H, steigt das Haspelmoment im Verlauf des Walzenvorganges etwas an.During the acceleration process with an increasing speed n "li, the tensioning torque M" required for the desired strip tension and also the acceleration torque Mb necessary for the acceleration must be applied by the reel H. The sum of these moments is denoted by Mb. Once the desired rolling speed has been reached, the reel torque must decrease to the value which is necessary to maintain the strip tension for the rolling process with a constantly controlled speed of the rolls. As a result of the increase in the coil diameter of the reel H, the reel torque increases somewhat in the course of the rolling process.

Bei dem nach Beendigung des Walzvorganges in der einen Richtung sich anschließenden Verzögerungsvorgang subtrahiert sich das hierzu erforderliche Bremsmoment von dem Zugmoment der Haspel Hl, so daß es während des Bremsvorganges zu einem Wechsel des resultierenden Momentes kommen kann, was in dem Diagramm in F i g. 2 angenommen ist.In the subsequent deceleration process in one direction after the rolling process has ended, the braking torque required for this is subtracted from the pulling torque of the reel Hl, so that the resulting torque can change during the braking process, which is shown in the diagram in FIG. 2 is assumed.

Für die Haspel H, ergibt sich ein analoger Momentenverlauf. Bei dieser subtrahiert sich während des Beschleunigungsvorganges das Beschleunigungsmoment der Haspel H., von dem Zugmoment, so daß nach Beendigung des Beschleunigungsvorganges ein Momentenwechsel eintreten kann, was in dem dargestellten Diagramm c angenommen ist. Während des Walzvorganges mit konstant geregelter Drehzahl der Walzen nimmt das Moment der Haspel H2 infolge der Abnahme ihres Bunddurchmessers etwas ab, bei der Abbremsung der Haspel H2 addieren sich Bremsmoment und Zugmoment.For the reel H, there is an analogous torque curve. During the acceleration process, the acceleration torque of the reel H is subtracted from the pulling torque, so that after the acceleration process has ended, a change in torque can occur, which is assumed in the illustrated diagram c. During the rolling process with a constantly controlled speed of the rolls, the torque of the reel H2 decreases slightly due to the decrease in its coil diameter; when the reel H2 is braked, the braking torque and the pulling torque add up.

Bei Anwendung einer Feldumkehrsteuerung für den Wechsel eines Antriebsmomentes kann dieses Moment nicht Plötzlich, wie in den Diagrammen nach F i g. 2 dargestellt, von positiven auf negative Werte oder umgekehrt übergehen. Es müssen also vorübergehende Abweichungen der Antriebsdrehmomente von dem geforderten Verlauf eintreten, was sich in einer dementsprechenden Änderung des Bandzuges auswirken muß.When using a field reversal control for the change of a drive torque, this torque cannot suddenly, as in the diagrams according to FIG. 2, change from positive to negative values or vice versa. So there must be temporary deviations in the drive torque from the required curve, which must result in a corresponding change in the belt tension.

Zur Beseitigung dieses Mangels kann man nach bekanntem Verfahren zunächst so vorgehen, daß man aus dem vorgegebenen Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung durch zeitliche Integration einen abgewandelten Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung ableitet. Hierbei wird eine zeitdehnende Umformung mit dem Merkmal einer vorbestimmten Änderungsgeschwindigkeit des Sollwertes hergestellt.In order to eliminate this deficiency, one can first use a known method proceed in such a way that the acceleration or deceleration from the specified target value a modified setpoint of the acceleration or through time integration Delay derives. Here, a time-expanding transformation with the feature of a predetermined rate of change of the setpoint produced.

Bei einem derartigen Verfahren ist indessen noch dem Umstand Rechnung zu tragen, daß in gewissen Zeitbereichen während der Reversierung der Ankerstrom Null werden kann. In diesen Zeitbereichen würde die vorgenannte Umformung des vorgegebenen Sollwertes eine unzulässige Vergrößerung der Regelabweichung ergeben.In such a method, however, the fact that the armature current can become zero in certain time ranges during the reversal has to be taken into account. In these time ranges, the aforementioned transformation of the specified setpoint would result in an impermissible increase in the control deviation.

Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, die Abweichungen des Antriebsdrehmomentes bzw. die dementsprechenden Änderungen des Bandzuges zu verhindern.The invention is therefore based on the technical problem, the deviations the drive torque or the corresponding changes in the belt tension impede.

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren die Umformung bei jeder Änderung des vorgegebenen Beschleunigungssollwertes b"l, bei fließendem Ankerstrom begonnen, nach Einleitung der Drehmomentumkehr bei Ankerstrom Null unterbrochen und entsprechend der weiteren Änderung des vorgegebenen Beschleunigungssollwertes b"l, bei wieder fließendem Ankerstrom fortgesetzt wird, bis der abgewandelte Beschleunigungssollwert b*"l, den Wert des vorgegebenen Beschleunigungssollwertes b"l, erreicht hat.This object is achieved by the invention in that in the The method mentioned at the beginning, the transformation with each change of the specified acceleration setpoint b "l, started with the armature current flowing, after initiating the torque reversal at Armature current zero interrupted and according to the further change of the specified Acceleration setpoint b "l, is continued when the armature current flows again, until the modified acceleration setpoint b * "l, the value of the specified acceleration setpoint b "l, has reached.

Dieses Verfahren nach der Erfindung soll durch die in F ig. 3 gezeigten Diagramme d bis f für ein Beispiel einer Drehzahlregelung erläutert werden. Hierbei ist ein Beschleunigungsvorgang angenommen, für welchen ein Sollwert der Beschleunigung b"l, gemäß dem Diagramm d in F i g. 3 vorgegeben sein soll. Dieses Diagramm hat den Verlauf einer Rechteckkurve. Der Beschleunigungssollwert springt von dem Anfangswert Null auf einen bestimmten positiven Betrag, welcher für die Dauer des Beschleunigungsvorganges konstant ist, um danach plötzlich wieder auf den Wert Null abzufallen.This method according to the invention is intended by the in F ig. Diagrams d to f shown in FIG. 3 are explained for an example of a speed control. Here, an acceleration process is assumed for which a target value for the acceleration b "l is to be specified according to diagram d in FIG. 3. This diagram has the shape of a rectangular curve. The target acceleration value jumps from the initial value zero to a certain positive amount , which is constant for the duration of the acceleration process, only to suddenly drop back to zero afterwards.

Wie bereits gesagt, erfolgt nun die Drehzahlregelung und die von ihr abhängige Beeinflussung des Drehmomentes des Antriebes nicht nach Maßgabe dieses vorgegebenen Sollwertes b"l, der Beschleunigung, sondern nach Maßgabe eines zweckdienlich abgewandelten Sollwertes b*"l, der Beschleunigung. In dem Zeitbereich, in welchem ein Drehmoment besteht, also bei gegebener Felderregung ein Ankerstrom fließt, erfolgt die Bildung des abgewandelten Sollwertes b*soll durch eine zeitdehnende Umformung des vorgegebenen Sollwertes b",l, in solcher Weise, daß der abgewandelte Sollwert keine Änderungsgeschwindigkeiten aufweist, welche einen vorbestimmten maximalen Wert überschreiten.As already said, the speed control and that of it now takes place dependent influence of the torque of the drive not in accordance with this predetermined setpoint b "l, the acceleration, but according to an expedient modified setpoint b * "l, the acceleration. In the time range in which there is a torque, i.e. an armature current flows with a given field excitation, takes place the formation of the modified setpoint b * should by means of a time-expanding transformation of the predetermined setpoint b ", l, in such a way that the modified setpoint does not have any rate of change which has a predetermined maximum Exceed value.

In dem Zeitbereich, in welchem vorübergehend der Ankerstrom Null ist, und eine Feldumkehr zur Umkehrung des Ankerdrehmomentes stattfindet, wird der abgewandelte Sollwert b*"l, auf seinem zu Beginn dieser Zeitspanne bestehenden Wert festgehalten, also die Umformung des vorgegebenen Sollwertes für die Feldumkehrdauer -unterbrochen, damit während dieser Dauer keine weitere Vergrößerung der Regelabweichung eintritt.In the time range in which the armature current is temporarily zero, and a field reversal to reverse the armature torque takes place, the modified Setpoint b * "l, held at its value existing at the beginning of this period, i.e. the conversion of the specified setpoint for the field reversal period - interrupted, so that no further increase in the control deviation occurs during this period.

Das Diagramm e in F ig. 3 zeigt als vollausgezogene Kurve den abgewandelten Sollwert b*"ll, welcher aus dem vorgegebenen Soll-wert b."l, durch zeitdehnende Umformung gebildet ist. Die Umformung beginnt ini Augenblick t, und endigt, sobald der abgewandelte Sollwert b*"11 den Wert des vorgegebenen Sollwertes bsoll erreicht hat. Dies ist im Augenblick t2 der Fall. Die Umformung erfolgt also, solange b*.",l, + b.",l, ist. Mit dem ini Zeitpunkt t" erfolgenden Abfall des vorgegebenen Sollwertes b,011 der Beschleunigung auf Null wird eine abermalige Umformung dieses Sollwertes vorgenommen. Mit Erreichen des Wertes Null im Zeitpunkt t4 ist diese Umformung beendet.The diagram e in Fig. 3 shows, as a fully drawn out curve, the modified setpoint value b * "ll, which is formed from the specified setpoint value b." L through time-expanding transformation. The transformation begins at instant t and ends as soon as the modified setpoint b * "11 has reached the value of the specified setpoint bsoll. This is the case at instant t2. The transformation takes place as long as b *.", L, + b . ", l, is. With the drop in the specified setpoint value b, 011 of the acceleration to zero at time t", this setpoint value is converted again. When the value zero is reached at time t4, this transformation is ended.

Bei der vorausgesetzten Bildung eines abgewandelten Sollwertes der Beschleunigung oder Verzögerung können verschiedene bekannte Schaltungsanordnungen angewendet werden.With the presupposed formation of a modified setpoint of the Acceleration or deceleration can be various known circuit arrangements be applied.

Zur Ableitung eines Sollwertes mit einem definierten, vorzugsweise nahezu linearem Verlauf ist eine Anordnung mit einer Konstantstromumladung eines Kondensators bekannt, bei welcher eine Schaltungseinrichtung, die den Konstantstrom bei Vorliegen einer Differenz zwischen der Kondensatorspannung und der Vorgabespannung in der unterschiedlichen Richtung auf dem Kondensator schaltet, verwendet wird, die von der Differenz zwischen der Kondensatorspannung und der Vorgabespannung gesteuert ist. (deutsche Auslegeschrift 1079 163). In order to derive a setpoint with a defined, preferably almost linear course, an arrangement with constant current reversal of a capacitor is known, in which a circuit device that switches the constant current in the different direction on the capacitor when there is a difference between the capacitor voltage and the set voltage is used which is controlled by the difference between the capacitor voltage and the preset voltage. (German interpretation document 1079 163).

Es sind ferner als integrierende Schaltungselemente zur Sollwertableitung kapazitiv gegengekoppelte Verstärkerstufen bekannt, die eine sprunghaft einsetzende Ausgangsspannung in eine zeitlinear ansteigende Spannung umsetzen. Bei einer bekannten Einrichtung zum Anlassen und Bremsen von Motoren mit gleitenden Sollwertvorgaben wird zur Lieferung des konstanten Ausgangssignals des kapazitiv gegengekoppelten integrierenden Verstärkers ein übersteuerter Hilfsverstärker verwendet, an dessen Ausgang die Differenz des Sollwertgebersignals und des Ausgangssignals des Integrators wirkt (deutsche Auslegeschrift 1126 487). There are also known, as integrating circuit elements for deriving setpoint values, capacitive negative feedback amplifier stages which convert an output voltage that sets in abruptly into a voltage that increases linearly over time. In a known device for starting and braking motors with sliding setpoint specifications, an overdriven auxiliary amplifier is used to supply the constant output signal of the capacitive negative feedback integrating amplifier, at the output of which the difference between the setpoint generator signal and the output signal of the integrator acts (German Auslegeschrift 1126 487).

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zur Regelung eines Schleppwagenantriebes ist ebenfalls eine kapazitiv gegengekoppelte Verstärkungsstufe als Integrierungsverstärker angewendet worden, wobei eine Beaufschlagung mit positiven oder negativen Spannungen in Betracht gezogen ist (Regelungstechnik, 6. Jahrgang, 1958, S. 181). In another known device for regulating a tow truck drive, a capacitively negative feedback gain stage has also been used as an integration amplifier, with positive or negative voltages being taken into account (regulation technology, 6th year, 1958, p. 181).

Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Sollwertvorgabe für einen Drehzahlregler ist eine Linearisierung des Hochlaufens eines Motors auf einen durch eine Spannung vorgegebenen Wert unter Verwendung einer als steuerbarer Verstärker wirkenden Regeldrossel durchgeführt worden (deutsche Auslegeschrift 1132 649).In another known arrangement for specifying setpoint values for a speed controller, the acceleration of a motor is linearized to a value specified by a voltage using a control throttle acting as a controllable amplifier (German Auslegeschrift 1132 649).

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Drehzahlregelung eines motorischen Antriebes, bei welcher der Beschleunigungsistwert durch Differenzieren der Spannung eines Tachodynamos erhalten wird, ist zwischen dem Drehzahl- und dem Stromregler ein Beschleunigungsregler mit Integralverhalten eingeschaltet, der den Oberschwingungsgehalt der Beschleunigungsistwertspannung wirkungslos macht (deutsche Ausgeleschrift 1121176). In another known device for regulating the speed of a motorized drive, in which the actual acceleration value is obtained by differentiating the voltage of a tachometer, an acceleration controller with integral behavior is connected between the speed controller and the current controller, which makes the harmonic content of the actual acceleration value voltage ineffective (German Ausgeleschrift 1 121 176).

Bei dem Gegenstand der Erfindung ist zunächst eine zweckdienliche Abwandlung des vorgegebenen Sollwertes der Beschleunigung oder Verzögerung erforderlich.In the subject matter of the invention, an expedient one is first of all Modification of the specified target value for acceleration or deceleration required.

Diese zeitdehnende Umformung des vorgegebenen Sollwertes in den abgewandelten Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung kann beispielsweise in bekannter Weise so durchgeführt werden, daß eine dem vorgegebenen Sollwert b"l, proportionale Spannung an einen aus der Reihenschaltung eines Strornbegrenzers und eines Kondensators gebildeten Stromkreis angeschlossen wird. Eine solche Anordnung ist in F i g. 4 schematisch dargestellt. Darin ist SB der Strombegrenzer, welcher in beiden Stromrichtungen, in gleicher Weise wirksam sein soll, und C der mit diesem verbundene Kondensator. Die Entnahme der dem abgewandelten Sollwert b*"l, proportionalen Spannung erfolgt an diesem Kondensator. Der Strombegrenzer ist ein Schaltungselement bekannter Art, welches für beide Stromrichtungen nur einen bestimmten maximalen Strom gestattet. Die am Kondensator abgenommene Spannung hat demzufolge eine vorbestimmte maximale Anderungsgeschwindigkeit, die in keinem Fall überschritten werden kann. Die Änderungsgeschwindigkeit kann etwa so groß sein wie es im Hinblick auf eine Stromänderung fur den Antriebsmotor gerade zulässig ist.This time-expanding conversion of the specified setpoint value into the modified setpoint value of the acceleration or deceleration can be carried out in a known manner, for example, in such a way that a voltage proportional to the predefined setpoint value b "l, is connected to a circuit formed by the series connection of a current limiter and a capacitor Such an arrangement is shown schematically in Fig . 4. In it, SB is the current limiter, which is intended to be effective in both current directions in the same way, and C is the capacitor connected to it Voltage is applied to this capacitor. The current limiter is a circuit element of a known type which allows only a certain maximum current for both current directions. The voltage tapped at the capacitor consequently has a predetermined maximum rate of change, which under no circumstances can be exceeded. The rate of change can be approximately as great as is just permissible with regard to a change in current for the drive motor.

Es kann nun bei Einleitung einer Reversierung, insbesondere bei den Antrieben eines Kaltbandwalzwerkes, vorkommen, daß in dem Zeitbereich einer Beschleunigung oder Verzögerung der Ankerstrom vorübergehend den Wert Null annimmt. In dieser Zeit wird erforderlichenfalls eine Ankerstromumkehr oder, wie im Fall des beschriebenen Beispiels, eine Feldumkehr vorgenommen und damit eine nachfolgende Drehrnomentumkehr möglich gemacht.It can now be initiated when reversing, especially with the Drives of a cold strip mill occur that in the time domain of an acceleration or delay the armature current temporarily assumes the value zero. In these times If necessary, an armature current reversal or, as in the case of the described For example, a field reversal made and thus a subsequent torque reversal made possible.

Um zu vermeiden, daß während der Feldumkehr wegen des Ausfalles des Ankerdrehmomentes und nach erfolgter Feldumkehr infolge einer zu großen Regelabweichung unzulässige Abweichungen im Bandzug des Walzbetriebes eintreten, wird mit Eintritt des Ankerstromes Null die zeitdehnende Umformung des vorgegebenen Sollwertes b"l, der Beschleunigung oderVerzögerung unterbrochen, so daß für die Dauer der Feldumkehr der abgewandelte Sollwert b*"ii seinen Wert beibehält. Erst nach Beendigung der Feldumkehr wird die Umformung fortgesetzt, und zwar so lange, bis der abgewandelte Sollwert b*"11 den beispielsweise konstant vorgegebenen Sollwert b.,11 erreicht hat. In dem zweiten Diagrarnm e in F i g. 3 ist beispielsweise angenommen, daß eine Feldumkehr bei Ankerstrom Null in dem Zeitintervall t., bis t. und in dem Zeitintervall von t. bis t. stattfindet. Die nach Beendigung dieser Zeitintervalle fortgesetzte Umformung der vorgegebenen Beschleunigung soll zur Zeit t, bzw. zur Zeit t" zu einer übereinstimmung von b*."11 und b",l, geführt haben. Unter diesen Umständen durchläuft die abgewandelte Sollbeschleunigung die gestrichelt gezeichneten Kurven, welche durch die Eckpunkte t.. t6# t 7 bzw. durch die Eck- punkte t., tg, tj, markiert sind.In order to avoid inadmissible deviations in the strip tension of the rolling operation during the field reversal due to the failure of the armature torque and after the field reversal as a result of an excessive control deviation, the time-expanding transformation of the specified setpoint value b "l, the acceleration or deceleration is interrupted when the armature current zero occurs so that the modified setpoint b * "ii retains its value for the duration of the field reversal. The conversion is only continued after the field reversal has ended, until the modified setpoint b * "11 has reached the, for example, constant setpoint b., 11. In the second diagram e in FIG . 3, it is assumed, for example, that a field reversal takes place at zero armature current in the time interval t. to t. and in the time interval from t. to t correspondence of b *. "11 and b", l. Under these circumstances, the modified setpoint acceleration runs through the curves shown in dashed lines, which are marked by the corner points t .. t6 # t 7 or by the corner points t., Tg, tj.

Der aus dem abgewandelten Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung b*"l, abgeleitete Sollwert der Drehzahl n"l, ergibt sich durch eine zeitliche Integration des jeweiligen abgewandelten Sollwertes. Die durch eine solche Integration der Diagramme von b*"l, in F i g. 3 sich ergebenden Solldrehzahlen n."l, sind als Diagramme f voll ausgezogen bzw. gestrichelt dargestellt.The nominal value of the speed n "l derived from the modified nominal value of the acceleration or deceleration b *" l, results from a temporal integration of the respective modified nominal value. The "n l, g in F i. 3 resulting target speeds." By such an integration of the diagrams of b * l are as f diagrams shown in solid lines or broken lines.

Bei Antrieben, deren Reversierung durch eine Ankerstromumkehr an Stelle der bisher* angenommenen Feldumkehr durchgeführt wird, wobei die Felderregung in ihrer Richtung ungeändert bleibt, erfolgt die Unterbrechung der Umformung des vorgegebenen Sollwertesb"l, der Beschleunigung oder Verzögerung ebenfalls bei Eintritt eines Ankerstromes Null.For drives whose reversal is replaced by an armature current reversal the previously * assumed field reversal is carried out, with the field excitation in If its direction remains unchanged, the transformation of the predetermined is interrupted Setpoint value b "l, the acceleration or deceleration also when a Armature current zero.

Bei einem Antriebsmotor, bei welchem der Wechsel der Stromrichtung des Ankerstromes mit Hilfe eines mechanischen Schalters, d. h. eines Polwenders erfolgt, wird die Unterbrechung der Umformung während der Umschaltung des Polwenders durchgeführt. Bei einem Antriebsmotor, dessen Ankerspeisung mit Hilfe eines Umkehrstromrichters erfolgt, dessen Ventile entsprechend einem kreisstromfreien Betrieb ausgesteuert sind, wird die Unterbrechung der Umformung während der sogenannten stromlosen Pause des Ankerstromes durchgeführt.In the case of a drive motor in which the change in the direction of the armature current with the aid of a mechanical switch, i. H. of a pole changer takes place, the forming is interrupted while the pole changer is being switched. In the case of a drive motor whose armature is fed with the aid of a reversing converter, the valves of which are controlled in accordance with circuit-free operation, the conversion is interrupted during the so-called currentless pause of the armature current.

Die Verwirklichung des Verfahrens nach der Erfindung ist für das in Fig. 1 schematisch dargestellte und durch die Diagramme in F i g. 2 erläuterte Beispiel eines Reversierkaltbandwalzwerkes mit einer Reversierung durch Feldumkehr durch das Blockschaltbild in F i g. 5 dargestellt.The implementation of the method according to the invention is for that shown schematically in FIG. 1 and by the diagrams in FIG. 2 an example of a reversing cold strip mill with reversing by field reversal through the block diagram in FIG . 5 shown.

Der Walzmotor zum Antrieb der Walzen W in Fig. 1 sowie die Haspelmotoren zum Antrieb der Haspeln H, und H2 sind durch Stromrichter, welche beispielsweise gittergesteuerte Gasentladungsgefäße besitzen, gespeist. Für die Ankerspeisunig jedes Motors ist ein gesteuerter Gleichrichter Q4 für die Speisung der Feldwicklung ist ein Stromrichter SF in Umkehrschaltung vorgesehen. Der Gleichrichter GA für den Ankerstrom IA des Walzmotors ist in F i g. 5 durch ein einzelnes gittergesteuertes Ventil, der Stromrichter Si, zur Lieferung des Feldstromes IF für die Felderregung des Walzmotors ist durch zwei antiparallelgeschaltete gesteuerte Ventile symbolisiert. Die Stromrichter für die Speisung der Haspelmotoren sind in F i g. 5 nicht wiedergegeben.The roller motor for driving the rollers W in FIG. 1 and the reel motors for driving the reels H and H2 are fed by power converters which have, for example, grid-controlled gas discharge vessels. A controlled rectifier Q4 is provided for the armature feed of each motor . A converter SF is provided in reverse circuit to feed the field winding. The rectifier GA for the armature current IA of the rolling motor is shown in FIG . 5 by a single grid-controlled valve, the converter Si, for supplying the field current IF for the field excitation of the rolling motor is symbolized by two anti-parallel controlled valves. The power converters for feeding the reel motors are shown in FIG. 5 not reproduced.

Die Steuerung des Gleichrichters GA für den Ankerstrom I.A des Walzmotors erfolgt Über ein Gittersteuergerät 1 durch einen Ankerstromregler 2, welchern der SollwertIA"l, und der IstwertIAI,t des Ankerstromes als Eingangsspannungen zugeführt sind.The rectifier GA for the armature current IA of the rolling motor is controlled via a grid control device 1 through an armature current regulator 2, to which the setpoint IA "1 and the actual value IAI, t of the armature current are supplied as input voltages.

Die Steuerung des StromrichtersSF für den FeldstromIF des Walzmotors erfolgt über ein Gittersteuergerät 3 durch einen Feldstromregler 4, welchem der SollwertIF"l, und der IstwertIpit des Feldstromes als Eingangsspannungen zugeführt sind. Der Sollwert I""li ist dem Feldstromregler 4 über einen Begrenzer 5 zugeführt. Dieser erhält den einzuhaltenden Begrenzungswert von einem Ankerspannungsregler 6, welchem der Sollwert UA",l, und der Istwert UA1,t der Ankerspannung als Eingangsspannungen zugeführt sind.The control of the converter SF for the field current IF of the rolling motor takes place via a grid control unit 3 through a field current regulator 4, to which the setpoint IF "1 and the actual value Ipit of the field current are supplied as input voltages. The setpoint I""li is fed to the field current controller 4 via a limiter 5 This receives the limit value to be observed from an armature voltage regulator 6, to which the setpoint value UA ″, 1, and the actual value UA1, t of the armature voltage are fed as input voltages.

Eine weitere, nicht näher beschriebene Einrichtung 7 an sich bekannter Ausführung, welche von den Teilgleichströmen des Umkehrstromrichters beeinflußt ist, sorgt für die Einhaltung eines sogenannten kreisstromfreien Betriebes, und zwar in der Weise, daß durch ihre Einwirkung auf die Steuergitte.r der Stromrichterventile die jeweils für eine Stromlieferung nicht benötigten Ventile gesperrt werden, so daß über sie kein Kreisstrom fließen kann. Diese Einrichtung 7 wird von der Ausgangsspannung des Feldstromreglers 4 beeinflußt und leitet von dieser in Verbindung mit der Ventilstromüberwachung die jeweils notwendigen Gittersperrungen ab.Another, not described in detail device 7 known per se, which is influenced by the partial direct currents of the reversing converter, ensures compliance with a so-called circuit-free operation, in such a way that by their action on the Steuergitte.r of the converter valves each Valves that are not required for a current supply are blocked so that no circulating current can flow through them. This device 7 is influenced by the output voltage of the field current regulator 4 and derives from this, in conjunction with the valve current monitoring, the grid closures required in each case.

Durch eine weitere Einrichtung 8 wird festgestellt, wann eine Feldumkehr erforderlich ist. Sie arbeitet mit an sich bekannten Mitteln in der Weise, daß in Abhängigkeit von der Regelabweichung des Feldstromes während der Feldumkehr der SollwertIA"i, des Ankerstromes auf den Wert Null gebracht wird. Außerdem hat sie noch eine weitere Funktion, auf die anschließend noch eingegangen wird.Another device 8 determines when a field reversal is required. It works with means known per se in such a way that, depending on the control deviation of the field current during the field reversal, the setpoint IA "i, of the armature current is brought to the value zero. It also has another function which will be discussed below .

Die, bisher beschriebenen Einrichtungen sind in F i g. 5 durch eine gestrichelte Linie eingerahmt. Sie bilden mit dem zugehörigen Gleichrichter und Urnkehrstromrichter eine Anlageneinheit, welche für den Walzantrieb und für die beiden Haspelantriebe in gleicher Weise, ausgeführt ist.The devices described so far are shown in FIG. 5 framed by a dashed line. Together with the associated rectifier and reverse converter, they form a system unit which is designed in the same way for the roller drive and for the two reel drives.

Wie bereits dargelegt, erfolgt die Drehzahlreg#fung des Walzmotors in Verbindung mit der Auswertung eines abgewandelten Sollwertes der Beschleunigung b*",l, oder Verzögerung, welcher aus dem vorgegebenen Sollwert der Beschleunigung b",l, oder Verzögerung durch eine zeitdehnende Umformung abgeleitet ist. Diese Umformung erfolgt durch einen Umformer 9, der beispielsweise aus der in F i g. -4 schematisch dargestellten Reihenschaltung eines Strombegrenzers. und -eines Kondensators besteht. Zur Unterbrechung dieser Umforraung während einer Feldumkehr bei Ankerstrom Null ist das Ausgangssignal der Einrichtung 8, welche, wie bereits gesagt,-bei einer Feldumkehr den Sollwert Null für --den Ankerstrom ausgibt, auch an den Umforiner 9 geführt. Dieses Signal bewirkt in an sich bekannter Weise eine Unterbrechung der Verbindungsleitung, welche über den Strombegrenzer die Umladung des Kondensators nach Maßgabe des vorgegebenen Sollwertes b ermöglicht. Dieselben Signale zur Unterbrechung der zeitdehnenden Umformung durch den Umformer 9 sind von den analogen Einrichtungen 8 der beiden Haspelantriebe zugeführt.As already explained, the speed control of the rolling motor takes place in connection with the evaluation of a modified setpoint value for acceleration b * ", l, or deceleration, which is derived from the specified setpoint value for acceleration b", l, or deceleration by a time-expanding transformation . This reshaping is carried out by a transducer 9 which, for example, is derived from the method shown in FIG. -4 schematically shown series connection of a current limiter. and a capacitor. To interrupt this transformation during a field reversal when the armature current is zero, the output signal of the device 8, which, as already mentioned, outputs the target value zero for the armature current in the event of a field reversal, is also sent to the converter 9 . In a manner known per se, this signal causes the connection line to be interrupted, which enables the capacitor to be recharged via the current limiter in accordance with the predetermined setpoint value b. The same signals for interrupting the time-expanding conversion by the converter 9 are supplied by the analog devices 8 of the two reel drives.

Die Solldrehzahl n"l, ergibt sich durch eine zeitliche Integration der abgewandelten Sollbeschleunigung b*"l, oder Verzögerung. Sie erfolgt in bekannter Weise durch einen Integrater 10. Dessen Ausgangssignal ergibt nach Differenzbildung mit der Istdrehzahl ni,t die Drehzahlregelabweichung, welche die Eingangsspannung eines Reglers 11 bildet, der als Ausgangsspannung den Sollwert IA"l, des Ankerstromes und den Sollwert IF"li des Feldstromes des Walzmotors abgibt.The target speed n "l results from a temporal integration of the modified target acceleration b *" l, or deceleration. It takes place in a known manner by an integrator 10. Its output signal, after forming the difference with the actual speed ni, t, results in the speed control deviation, which forms the input voltage of a controller 11 , the output voltage of which is the setpoint IA "l, the armature current and the setpoint IF" li des Field current of the rolling motor emits.

Die Sollwerte IA",i, der Ankerströme und die SollwerteIF"l, der Feldströme der Antriebsmotoren der Haspeln H, und H2 sind in bekannter Weise aus den Sollwerten Z"", und Z"", des Bandzuges abgeleitet.The setpoint values IA ", i, of the armature currents and the setpoint values IF" l, of the field currents the drive motors of the reels H, and H2 are in a known manner from the setpoint values Z "", and Z "", derived from the tape tension.

Aus diesen Zugsollwerten werden mittels Analogrecheneinrichtungen bekannter Art 12 bzw. 13 die Ankerstromsollwerte errechnet, wobei die Höhe der Felderregung, die Beschleunigung oder Verzögerung des Antriebes, die Veränderung des Bunddurchmessers und eventuell noch die Reibung herücksichtigt sind. In weiteren Recheneinrichtungen 14 bzw. 15 wird festgestellt, welche Feldrichtung jeweils erforderlich ist. lEerbei müssen dieselben Größen, die auch bei der Berechnung des Ankerstromes maßgebend sind, Berücksichtigung finden.The armature current setpoints are calculated from these tension setpoints by means of analog computing devices of the known type 12 or 13 , taking into account the level of field excitation, the acceleration or deceleration of the drive, the change in the collar diameter and possibly also the friction. In further computing devices 14 and 15 , it is determined which field direction is required in each case. In this case, the same values that are also decisive for the calculation of the armature current must be taken into account.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auch angewendet werden, wenn an Stelle der Beschleunigung b"l, die Solldrehzahl n"l, vorgegeben ist. In diesem Fall ist die Zeitkonstante des Umformers 9 für die Krümmung der Drehzahlkurve maßgebend, die Zeitkonstante des Integrators 10 hingegen für die maximale Beschleunigung oder Verzögerung.The method according to the invention can also be used if, instead of the acceleration b "l, the setpoint speed n" l is specified. In this case, the time constant of the converter 9 is decisive for the curvature of the speed curve, while the time constant of the integrator 10 is decisive for the maximum acceleration or deceleration.

Claims

Claims: 1. Method for speed control of one or more DC hub motors used as reversing drives in roller or reel drives, whose torque magnitude is controlled by armature current regulation and whose torque direction is controlled by an armature current or field reversal, the speed setpoint being obtained by integrating a modified acceleration setpoint over time, which et of a predetermined positive or negative acceleration reference value by an zeitdehnende forming with a certain Änderungssgeschwindigkeit means of a Umformersgebildetwird, gekennzeichn characterized in that the, forming at - started each time the predetermined acceleration reference value (b ", II) at running armature current, after the initiation of torque reversal in Armature current zero interrupted and, in accordance with the further change in the predetermined acceleration setpoint (b "ll), with the armature current flowing again, it is continued until the modified Besc acceleration setpoint (b * "ll) has reached the value of the specified acceleration setpoint (b", ll).

2. Device for performing the method according to spoke 1, characterized in that the converter (9) contains a switching device by which the supply of the predetermined acceleration setpoint (b "ll) proportional voltage is interrupted depending on a signal indicating the armature current zero . Considered publications: German Auslegeschriften No. 1079 163, 1 121 176, 1126 487, 1132 649; Control engineering, 6th year, 1958, pp. 180 to 182,