DE2733547A1 - Geschwindigkeitsregelsystem fuer eine vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von stangen - Google Patents
Geschwindigkeitsregelsystem fuer eine vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von stangenInfo
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Description
Anwaltsakte: E ESCEX GROUP. INC. 25 ^
16C1 Wall Street
Fort wayne, IN 46804, V. St.A. // 3 J b 4 /
GESCHWINDIGKEITSREGELSYSTEM FUER EINE VORRICHTUNG ZUM KONTINUIERLICHEN HERSTELLEN VON STANGEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitsregelsystem
für eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Stangen, wie etwa eine Stranggiess- und Walzvorrichtung für
Stangen, um insbesondere eine gewünschte Beziehung zwischen der Geschwindigkeit eines Walzgerüstes und der Geschwindigkeit
einer davor angeordneten Bearbeitungsmaschine, sowie eine gewünschte Form einer Schleife eines länglichen Materials,
welches zwischen dem Walzgerüst und der davor angeordneten Bearbeitungsmaschine durchläuft beizubehalten.
In einer Stranggiess- und Walzvorrichtung läuft eine Stange aus Metall, welche in einer Giesstrommel hergestellt
worden ist, kontinuierlich durch mehrere Walzgerüste oder ähnliche Bearbeitungsvorrichtungen, welche von Motoren mit
veränderbarer Geschwindigkeit mit aufeinander abgestimmten Geschwindigkeiten angetrieben werden, welche ausgewählt sind,um
eine konstante Massenflussgeschwindigkeit des Metalls durch die Walzgerüste beizubehalten. Da der Massenfluss der Metallstange
durch ein Walzgerüst von verschiedenen Faktoren und auch von der Walzengeschwindigkeit des Walzgerüstes beeinflusst wird,
ist es üblich einen Schiingenspanner zu benutzen, um die Form der Metallstangenschleife zwischen dem ersten Walzgerüst und
der Giesstrommel zu messen und eine zusätzliche Einstellung der Geschwindigkeit des ersten Walzgerüstes zu liefern. Ein
weiterer Schiingenspanner wird in ähnlicher Weise benutzt, um die Form der Metallstangenschleife zwischen dem zweiten Walzgerüst
und dem ersten Walzgerüst zu messen und eine zusätzliche Einstellung der Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüstes zu
liefern. Bis jetzt wurde die Geschwindigkeit jedes der beiden Walzgerüste geregelt indem man dem Geschwindigkeitsregler des
zugehörigen Antriebsmotors ein Geschwindigkeitsregelsignal zuführte,
welches einfach aus der Summe einer vom Machinisten ausgewählten willkürlichen Signalspannung, welche proportional
der gewünschten Geschwindigkeit des jeweiligen Walzgerüstes
war, einer der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit der vorangehende
O)
Bearbeitungsvorrichtung proportionalen Signalspannung und
einer der Ablenkung aus der gewünschten Form der Metallstangenstreife zwischen dem jeweiligen Walzgerüst und der vorangehenden
Bearbeitungsvorrichtung proportionalen Schlingenspannsignal- spannung war. Heil die vom Machinisten gewählte willkürliche
Signalspannung von der gleichen Grössenordnung war wie die
Geschwindigkeitssignalspannung der vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung, veränderte sich das dem Geschwindigkeitsregler des
jeweiligen Walzgerüstes zugeführte Geschwindigkeitsregelsignal nicht linear mit den Aenderungen der Geschwindigkeit der vorangehenden
Bearbeitungsvorrichtung. Somit führte eine Geschwindigkeitsänderung der Giesstrommel oder des ersten Walzgerüstes
nicht zu einer direkt proportionalen Aenderung der Geschwindigkeit des jeweiligen nachfolgenden Walzgerüstes.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die vorgenannten Nachteile bekannter Geschwindigkeitsregelsysteme für
Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung von Stangen zu überwinden. Erfindungsgemäss wird dazu ein Funktionsgenerator
benutzt, welcher ein Geschwindigkeitsregelsignal an den Geschwindigkeitsregler eines Walzgerüstes abgibt, welches linear
proportional zur Geschwindigkeit der vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung ist und welches auch linear proportional
ist zur Summe einer vom Machinisten gewählten, willkürlichen Signalspannung, welche proportional zum gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis
des Walzgerüstes zur vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung ist und einer Schlingenspannsignalspannung, welche
proportional ist zu der Abweichung von einer vorgewählten Lage der Lage einer Schleife länglichen Materials, welche zwischen
dem Walzgerüst und der vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung geformt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der Funktionsgenerator eine drehende Maschine mit Elektromagnet, wie etwa ein Alternator, welcher vom Antriebsmotor der
vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung angetrieben wird und eine Feldwicklung und eine Ausgangswicklung hat. Eine erste Signalspannung
proportional zum gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis des Walzgerüstes zur vorhergehenden Bearbeitungsvorrichtung,
welches von einer manuell betätigbaren Steuervorrichtung { geliefert wird und eine zweite Signalspannung entsprechend der :
Lagenabweichung der Schleife kontinuierlichen Materials, sowie sie) von einem Schiingenspanner gemessen wird, werden in einem {
Summierkreis addiert, um eine dritte Signalspannung für die Erregung der Feldwicklung der Maschine mit Elektromagnet zu
erzeugen. Die Ausgangswicklung der Maschine mit Elektromagnet
ι liefert eine vierte Signalspannung,welche proportional zur ι
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-r-s ί
Amplitude der dritten Signalspannung ist, wie sie durch einen j
Faktor, welcher im wesentlichen linear proportional zur Dreh- j geschwindigkeit der vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung ist,
eingestellt wird. Die vierte Signalspannung wird dem Eingang des Geschwindigkeitsreglers für den Antriebsmotor des Walzgerüstes
zugeführt, damit die Geschwindigkeit des Walzgerüstes sich im j wesentlichen linear mit den Aenderungen der Geschwindigkeit der j
vorangehenden Bearbeitungsvorrichtung ändert, während eine Kompensation der Aenderungen der Geschwindigkeit des Walzgerüstes
durch die Abweichungen der Lage der Schleife des länglichen Materials von einer ausgewählten Lage bereitgestellt wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen,
beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen sind:
Figur 1 ein Diagramm einer Stranggiess- und Walzvorrichtung mit den Stromkreisen des Geschwi,ndigkeitsregelsystems; und
Figur 2 eine schematische Darstellung der Stromkreise von zwei Geschwindigkeitsregelsystemen für die Vorrichtung der '
Figur 1.
In den Zeichnungen ist das Motorregelsystem nach der : Erfindung in der Figur 1 im Zusammenhang mit einer Stangenherstellvorrichtung
von der Art dargestellt, bei der eine Metall- ' stange 20 aus einer nach dem Stranggiessverfahren ■
hergestellten Stanqe 22 gewalzt wird. Solch eine Vorrichtung ;
umfasst normalerweise eine Stranggiessvorrichtung 24, ein Walzwerk
26 mit mehreren Walzgerüsten, eine Abkühlungsvorrichtung 28 und eine Aufwickelvorrichtung 30. !
Die Stranqgiessvorrichtung 24 ist von herkömmlicher Bauweise
und umfasst eine Giesstrommel 32 mit einer Umfangsnut 34. Ein endloser Riemen 36 wirkt mit der Nut 34 zusammen, um eine Giesskammer
auf der Giesstrommel zu begrenzen.Die Giesstrommel 32 ;
wird mit Hilfe eines Gleichstrommotors 38 veränderbarer !
Geschwindigkeit, mit einem Anker 40 und einer Feldwicklung 42,um ;
eine horizontale Achse gedreht. Heisses,geschmolzenes Metall, wie etwa Kupfer oder Aluminium, wird z.B. durch einen Ausguss 44 mit
einer gesteuerten Geschwindigkeit in die auf der Giesstrommel 32 geformten Giesskammer gegossen. Das geschmolzene Metall kühlt
innerhalb der Giesstrommel 32 ab, um zu erstarren und die Stange 22 zu bilden, welche den Umfang der Giesstrommel tangential
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geneigt verlässt. Die Stange 22 bildet dann eine Schleife 46
beim Uebergang zum Walzwerk 26. Eine Schiingenspannvorrichtung
oder Schleifenhöhenmessvorrichtung 48 ist vorgesehen, um die Höhe der Schleife 46 zu messen. Die Schiingenspannvorrichtung 48
ist gegen die Schleife 46 mit Hilfe einer herkömmlichen pneumatischen Zylinderanordnung (nicht dargestellt) in allgemein
üblicher Weise vorgespannt und dient dazu ein Ausgangssignal zur Höhe der Schleife 46 zu liefern.
Das Walzwerk 26 ist von herkömmlicher Art mit mehreren Walzgerüsten 50,52,54,56,58,60 und 62, um die Stange 22 warm in
die Stange 20 umzuformen. Die Walzen des ersten Walzgerüstes 50 werden von einem Gleichstrommotor 64 mit veränderbarer Geschwindigkeit^
einem Anker 66 und einer Feldwicklung 68 gedreht, um den Querschnitt der Stange 22 zu verringern. Nach dieser
ersten Querschnittsverringerung läuft die Stange 22 zwischen den Reduzierwalzen des zweiten Walzgerüstes 52 für eine
zweite Ouerschnittsverringerung hindurch und läuft dann nacheinander durch die Walzgerüste 54, 56, 58, 60 und 62.
Eine Schlingenspannvorrichtung oder Schleifenhöhenmessvorrichtung 7O ist zwischen den Walzgerüsten 50 und 52 zur Messung der
Tiefe eines Bogens 72, welcher von der Stange 22 zwischen den Walzgerüsten 5O und 52 qeformt wird, zu messen. Die Schlingenspannvorrichtung
ist von herkömmlicher Type und dient dazu ein Ausgangssignal proportional zur Tiefe der Schleife 72 zu
liefern. Die Walzen der Walzgerüste 52,54,56,58,60 und 62 werden jeweils von Drehstromsynchronmotoren 74,76,78,80,82 und I
84 angetrieben, welche mit einer frequenzveränderlichen !
Drehstromspannung gespeist werden, die von einem gemeinsamen ! Drehstomgenerator 86 mit einer Feldwicklung 88 erzeugt werden. ;
In Uebereinstimmung mit bekannten Verfahren ist eine Motorstarter-1 steuerung 90 vorgesehen, um die Erregung der Motoren 76,76,78,80, j
82 und 84 nacheinander programmgemäss vorzunehmen. Der Generator 86 wird von einem Gleichstrommotor 92 mit veränderbarer Geschwindigkeit^mit
einem Anker 94 und einer Feldwicklung 96, angetrieben.
Nachdem die Stange 20 das letzte Walzgerüst 82 verlassen hat durchläuft sie die Kühlvorrichtung 28, welche aus einer
rohrförmigen Kammer besteht, in welcher die Stange von einem ' geeigneten flüssigen Kühlmittel abgekühlt wird. Die Stange 2O,
welche aus der Kühlvorrichtung 28 herauskommt, wird mit Hilfe eineir
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beschrieben ist, aufgewickelt und in einen geeigneten Behälter j
98 gelegt. Die Wickelvorrichtung 30 umfasst in der Figur 1 ein j
einem Gleichstrommotor 1Ο4 mit veränderbarer Geschwindigkeit,mit
einem Anker 106 und einer Feldwicklung 108, angetrieben wird.
\ Die Zuleitungen 110, 112 und 114, welche mit einer
j DrehstomspannungsquelIe verbunden sein können, führen vier
! herkömmlichen Felderreger- und Geschwindigkeitsregeleinheiten,
; welche symbolisch durch Kästchen 116,118,120 und 122 dargestellt
sind. Strom zu. Die Regel- und Erregungseinheiten können
; herkömmliche Motorsteuerungen mit Tyristoren oder sättigbaren
Reaktanzkreisen sein, um Ausgangsspannungen bereitzustellen,
welche Funktionen verschiedener Eingangsregelsignale sind.
Geeignete Regel- und Erregungskreise, welche auf Eingangsregelsignale ansprechen, die von einer Handgeschwindigkeitssteuerung
und einem oder mehreren verschiedenen Fühlern abgeleitet sind,
werden z.B. von der Firma Joliet Equipment Company von Joliet,
Illinois, U.S.A. vertrieben.
Dem Anker 4O und der Feldwicklung 42 des Motors 38 wird von
der Erreger- Regeleinheit 116 Gleichstrom zugeführt, um die
Giesstroiranel 32 mit der von der Handsteuerung 124 ausgewählten
ι Geschwindigkeit anzutreiben. Selbstverständlich wird die \
Handsteuerung 124 periodisch eingestellt, sowie es erforderlich \
ist, um die Geschwindigkeit der Giesstrommel 32 nach leichten ; Aenderungen in der Flussgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalles
in die Giesskammer zu ändern und eine gewünschte Höhe des i geschmolzenen Metalles in der Giesskammer beizubehalten. In i
Uebereinstimmung mit bekannten Verfahren liefert die Erreger- : Regeleinheit 116 eine Kompensation entsprechend dem Spannungsabfall im Ankerkreis des Motors 38.
Dem Anker 66 und der Feldwicklung 68 des Motors 64 wird
Gleichstrom von der Erreger- Regeleinheit 118 zugeführt, um das
Walzgerüst 50 mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, welche in
Uebereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch die Ausgangaspannung eines Funktionsgenerators 126 bestimmt worden ist. Der i
Funktionsgenerator 126 ist vorzugsweise von herkömmlicher Art mit >
Dreiphasengenerator, dessen Rotor 128 mechanisch mit dem Motor 38 \
gekoppelt ist. Die drei Ausgangswicklungen 130, 132, 134 des
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Funktionsgenerators 126 sind an einen Gleichrichterkreis 136
angeschlossen, um eine Steuergleichspannung an die Erreger und
Regeleinheit 118 zu liefern. Die Feldwicklung 138 des Funktionsqenerators 126 wird mit dem Rotor 128 gedreht und ist an einen
Summierkreis 140 angeschlossen, welcher die Ausqanqssignale
des Schiingenspanners 48 und einerandst/uerung142 addiert, was
weiter unten beschrieben wird. In Uebereinstimmung mit herkömmliehen Verfahren ist ein Tachometergenerator 144 mechanisch mit
j dem Motor 64 gekoppelt und liefert der Erreger- Regeleinheit 118
j ein Rückkopplungssignal, welches der Geschwindigkeit des Motors 64
proportional ist.
angeschlossen, um eine Steuergleichspannung an die Erreger und
Regeleinheit 118 zu liefern. Die Feldwicklung 138 des Funktionsqenerators 126 wird mit dem Rotor 128 gedreht und ist an einen
Summierkreis 140 angeschlossen, welcher die Ausqanqssignale
des Schiingenspanners 48 und einerandst/uerung142 addiert, was
weiter unten beschrieben wird. In Uebereinstimmung mit herkömmliehen Verfahren ist ein Tachometergenerator 144 mechanisch mit
j dem Motor 64 gekoppelt und liefert der Erreger- Regeleinheit 118
j ein Rückkopplungssignal, welches der Geschwindigkeit des Motors 64
proportional ist.
Dem Anker 94 und der Feldwicklung 96 des Motors 92, sowie
der Feldwicklung 88 des Alternators 86 wird Gleichstrom von der
Erreger- Regeleinheit 120 zugeführt, um die Walzgerüste 52, 54,
56, 58, 6O und 62 mit Geschwindigkeiten anzutreiben, welche in
Uebereinstimmung mit der Erfindung durch die Ausgangsspannung
eines Funktionsgenerators 146 bestimmt worden sind. Der Funktionsgenerator 146 ist vorzugsweise von herkömmlicher Art mit einem .
der Feldwicklung 88 des Alternators 86 wird Gleichstrom von der
Erreger- Regeleinheit 120 zugeführt, um die Walzgerüste 52, 54,
56, 58, 6O und 62 mit Geschwindigkeiten anzutreiben, welche in
Uebereinstimmung mit der Erfindung durch die Ausgangsspannung
eines Funktionsgenerators 146 bestimmt worden sind. Der Funktionsgenerator 146 ist vorzugsweise von herkömmlicher Art mit einem .
Dreiphasenalternator, dessen Rotor 148 mechanisch mit dem Motor \
64 gekoppelt ist. Drei Ausgangswicklungen 150, 152 und 154 ι sind an einen Gleichrichterkreis 156 angeschlossen, um eine
Steuergleichspannung an die Erreger- Regeleinheit 12Ο zu liefern.
Die Feldwicklung 158 des Funktionsgenerators 146 wird mit dem
Rotor 148 gedreht und ist an einen Summierkreis 160 angeschlossen
welcher die Ausgangssiqnale des Schiingenspanners 70 und einer ■ / x62 addiert, was weiter unten beschrieben wird. In
Steuergleichspannung an die Erreger- Regeleinheit 12Ο zu liefern.
Die Feldwicklung 158 des Funktionsgenerators 146 wird mit dem
Rotor 148 gedreht und ist an einen Summierkreis 160 angeschlossen
welcher die Ausgangssiqnale des Schiingenspanners 70 und einer ■ / x62 addiert, was weiter unten beschrieben wird. In
/ I
Uebereinstimmung mit bekannten Verfahren ist ein Tachometergenera-|
tor 164 mechanisch mit dem Motor 92 gekoppelt und liefert der | Erreger- Regeleinheit 120 ein Rückkopplungssignal, welches der I
Geschwindigkeit des Motors 9 2 proportional ist. j
Dem Anker 106 und der Feldwicklung 1Ο4 des Motors 108 wird | Gleichstrom von der Erreger- Regeleinheit 122 zugeführt/um die
Haspel 102 normalerweise mit einem im wesentlichen konstanten
Drehmoment anzutreiben, welches von einer Handsteuerung 166
eingestellt worden ist. Desweiteren wird ein Grenzsignal, welches
von dem Tachometer 164 abgeleitet worden ist, von der Erreger- j Regeleinheit 120 der Erreger- Regeleinheit 122 über Leitungen j 168 und 170 zugeführt um den Betrieb der Haspel 1Ο2 bei j
Haspel 102 normalerweise mit einem im wesentlichen konstanten
Drehmoment anzutreiben, welches von einer Handsteuerung 166
eingestellt worden ist. Desweiteren wird ein Grenzsignal, welches
von dem Tachometer 164 abgeleitet worden ist, von der Erreger- j Regeleinheit 120 der Erreger- Regeleinheit 122 über Leitungen j 168 und 170 zugeführt um den Betrieb der Haspel 1Ο2 bei j
übermässigen Geschwindigkeiten zu verhindern, wenn keine Stange 20,
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durch die Wickelvorrichtunq 30 läuft, üblicherweise wird die
Oberflächengeschwindigkeit der Haspel 102 auf einen Wert begrenzt, der ungefähr 1O% grosser als die Oberflächengeschwindigkeit
der Walzen des Walzgerüstes 62 ist.
Man wird erkennen, dass die Erreger- Regeleinheiten 116, 118,120 und 122 herkömmliche Stromkreise zum Starten und
! Beschleunigen der jeweiligen Motoren 40, 64, 92 und 104 bis zur Betriebsgeschwindigkeit enthalten. Es ist auch erkennbar,dass
die Handsteuerungen 124, 142, 162 und 166 zusammen mit geeigneten Motorstrom- und Geschwindigkeitsanzeigegeräten in einem Steuerpult
(nicht dargestellt) zusammengefasst sein können.
In der Fig. 2 ist ein Stromkreisdiagramm von zwei Geschwindigkeitsregelsystemen
nach der Erfindung dargestellt, in welchen gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig.l
dargestellt sind. Entsprechende Elemente der Schiingenspanner 48 und 70, der Gleichrichterkreise .136 und 156, der Summierkreise
140 und 160 und der Handsteuerungen 142 und 162 sind durch gleiche Bezugsnummern mit dem Zusatz a oder b bezeichnet. Die beiden
Geschwindigkeitsregelsysteme sind im allgemeinen einander gleich und somit wird die Beschreibung des Geschwindigkeitsregelsystems
mit dem Schiingenspanner 48, dem Gleichrichterkreis 136, dem
Summierkreis 140 und der Handsteuerung 142 ausreichend sein. !
Der Schiingenspanner 58 besteht aus einem beweglichen Hebel ; 172a, welcher in Wirkverbindung mit einem Schleifer 174a steht,
welcher gleitend einen Kontakt mit der Wicklung 176a des ' Stelltransformators 178a herstellt. Die Handsteuerung 142 ,
; besteht aus einem Stelltransformator 180a mit einem manuell
j I
. verschiebbaren Abgriff 182a, welcher auf einer Wicklung '
ι 184a gleitet. Selbstverständlich können andere bekannte '
j Schiingenspanner und Handsteuerungen benutzt werden, um veränder- i
! liehe elektrische Ausgangsspannungen zu erzeugen. j
; Der Summierkreis 140 umfasst zwei Abwärtstransformatoren 186aj
und 188a, deren jeweilige Primärwicklungen 19Oa, 192a von den j : Zuleitungen 194 und 196 gespeist werden, welche mit einer '
' Wechselspannungsquelle verbunden sein können. Die Sekundär- |
wicklung 198a des Transformators 186a liegt parallel zur Wicklung 176a des Stelltransformators 178a und die i
• Sekundärwicklung 2,00a des Transformators 188a liegt parallel zur [
Wicklung 184a des Stelltransformator 180a. Der
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Stelltransformator 18Oa wird eingestellt, um eine Ausgangsspannung proportional zum Geschwindigkeitsverhältnis
des Motors 64 zum Motor 38 zu liefern, welches notwendig ist, um die Schleife 46 der Stange 22 in der gewünschten Form zu halten.
Die Ausgangsklemmen des Stelltransformators 178a sind an die Wicklung 202a eines Stelltransformators 204a
angeschlossen, welcher einen manuell verschiebbaren Abgriff j 206a hat, welcher auf der Wicklung 202a gleitet. Der Stelltransformator
204a dient als Proportionalsteuerung, um einen ' ausgewählten Teil der Ausgangsspannung des Stelltransformators
178 bereitzustellen. Der Stelltransformator 204a wird normalerweise eingestellt, um eine Ausgangsspannung mit
einer Amplitude bereitzustellen, die ungefähr ein Viertel der Amplitude der Ausgangsspannung des Handstelltransformators 180a
ist, wenn die Schleife 46 der Stange 22 die gewünschte Höhe hat und der Handstelltransformator 180a eine gewünschte Einstellung
hat. Die Transformatoren 180a und 204a sind in Reihe geschaltet und ihre jeweiligen Abgriffe 182a und 206a sind an die Wechselspannungseingangsklemmen
einer Gleichrichterbrücke 208a angeschlossen, deren Gleichstromausgangsklemmen an die Feldwicklung
138 des Funktionsqenerators 126 angeschlossen sind. Die Ausgangsspannungen der Transformatoren 18Oa und 204a sind
zueinander addiert und somit wird die Feldwicklung 138 mit einer Gleichspannung erregt, die proportional zur Summe der Ausgangsspannungen
des Schiingentransformators 178a und des Handstelltransformators 180a ist.
Der Gleichrichterkreis 136 umfasst drei Trenntransformatoren 210a, 212a und 214a, deren jeweiligen Primärwicklungen 216a,218a
und 22Oa an die Ausgangswicklungen 130, 132 und 134 des Funktions-i
generators 126 angeschlossen sind. Die Sekundärwicklungen 222a, j • 224a und 226a dieser Transformatoren sind an die Wechselspannungs-j
; eingänge eines Dreiphasenvollweggleichrichters 228a angeschlossen. ; Der Gleichrichter 228a umfasst drei Paar von in Reihe geschalteter
Dioden, z.B. Siliziumdioden, und seine Ausgangsklemmen sind
an die Klemmen eines Spannungsteilerpotentiometers 23Oa angeschlos sen. Das Potentiometer 23Oa ist mit einem von Hand einstellbaren j
Abgriff 232a versehen, um einen ausgewählten Teil der gleichgerichteten Ausgangsspannung des Gleichrichters 220 als Steuerspannung
an die Erreger- Regeleinheit 118 anzulegen. '
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Die Ausgangswickluncjen 13O, 132 und 134 des als Funktionsgenerator
126 benutzten Alternators führen eine Ausgangsspannung, welche im wesentlichen proportional zu dem Produkt der Drehgeschwindigkeit
des Rotors 128 und der Erregerspannung der , Feldwicklung 138 ist. Ausserdem ist die Ausgangsspannung des
Funktionsgenerators 126 im wesentlichen linear proportional zur
j Drehgeschwindigkeit des Motors 128 und ist im wesentlichen linear proportional zur Erregerspannung der Feldwicklung 138. Wie
! bereits oben vermerkt worden ist umfasst die der Feldwicklung 138 vom Summierkreis zugeführte Spannung eine der Ausgangsspannung
des Schiingentransformators 178a proportionale Komponente, welcher eine von dem Handstelltransformator 180a gelieferte! Komponente
hinaaaddiert worden ist, welche proportional zu einem gewünschten
Geschwindigkeitsverhältnis des Motors 64 zum Motor 38 ist.
Befindet sich die Schleife 46 der Stange 22 auf der gewünschten
Handsteuerung
Hohe und die / 142 in einer bestimmten Einstellung,so wird die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 126 vom Gleichrichter 136 der Erreger- Regeleinheit 118 als Geschwindig- ί keitsregelsignal zugeführt um so den Motor 64 mit einer Geschwindigjkeit anzutreiben, welche eine vorgegebene Beziehung zur ί
Hohe und die / 142 in einer bestimmten Einstellung,so wird die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 126 vom Gleichrichter 136 der Erreger- Regeleinheit 118 als Geschwindig- ί keitsregelsignal zugeführt um so den Motor 64 mit einer Geschwindigjkeit anzutreiben, welche eine vorgegebene Beziehung zur ί
Geschwindigkeit des Motors 38 hat. Da die Amplitude dieses ;
Geschwindigkeitsregelsignals sich linear mit Aenderungen der Drehgeschwindigkeit des Motors 38 ändert, wird sich die
Geschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 50 entsprechend linear mit der Geschwindigkeit der Giesstrommel verändern. '
Bei einer beliebigen Betriebsgeschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 28 hängt die Massenflussgeschwindigkeit der Kupferstance
22 durch das Walzgerüst 50 zum Teil von der Temperatur und ; dem Sauerstoffgehalt der Stange 22 ab. Zusätzlich können Aenderungjen
in dem Oberflächenzustand der Walzen des Walzgerüstes 50 und der Schmiereigenschaften des der Stange 22 im Walzgerüst 50 zugeführten
Kühlmittels die Massenflussgeschwindigkeit der Stange 22 durch das Walzgerüst 50 beeinflussen. Aenderungen der Höhe der
Schleife 46 der Stange 22, welche aus Aenderungen der Massenflussgeschwindigkeit der Stange 22 durch das Walzgerüst 50 resultieren,'
werden vom Schiingenspanner 48 gemessen, um die Ausgangsspannung
des Schiingentransformators 178 entsprechend zu verändern. Sollte die Höhe der Schleife 46 unter einen ausgewählten Anfangswert
fallen, dann verringert die Verringerung der vom Schlingentrans-
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formator 178 der Feldwicklung des Funktionsgenerators 26 zugeführten
Ausgangsspannung die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 126, wodurch die Erreger- Regeleinheit 118 die
Geschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 50 verringert,um so das
Massenflussgleichgewicht der Stange 22 zwischen der Giesstronunel
32 und dem Walzgerüst 50 wiederherzustellen. Wenn andererseits
die Höhe der Schleife 46 über einen auegewählten Ausgangswert
steigen sollte, dann vergrössert die Zunahme der Ausgangsspannung
des Schiingentransformators 178a, welcher der Feldwicklung 128 des
!Funktionsgenerator 126 zugeführt wird, die Ausgangsspannung des
Geschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 50 verringert,um so das
Massenflussgleichgewicht der Stange 22 zwischen der Giesstronunel
32 und dem Walzgerüst 50 wiederherzustellen. Wenn andererseits
die Höhe der Schleife 46 über einen auegewählten Ausgangswert
steigen sollte, dann vergrössert die Zunahme der Ausgangsspannung
des Schiingentransformators 178a, welcher der Feldwicklung 128 des
!Funktionsgenerator 126 zugeführt wird, die Ausgangsspannung des
^Funktionsgenerator 126, wodurch die Erreger- Regeleinheit 118
die Geschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 50 vergrössert,
wodurch das Massenflussgleichgewicht der Stange 22 zwischen der
Giesstronunel 32 und dem Walzgerüst 50 wiederhergestellt wird.
Es wird erkennbar, dass das Regelsystem des Motors 64 eine
Kompensation der Geschwindigkeitsänderungen der Walzen des
Walzgerüstes 5O mit Aenderungen der Lage der Schleife 46, welche
normalerweise innerhalb annehmbarer Grenzen vedaufen, bereitstellt.
wodurch das Massenflussgleichgewicht der Stange 22 zwischen der
Giesstronunel 32 und dem Walzgerüst 50 wiederhergestellt wird.
Es wird erkennbar, dass das Regelsystem des Motors 64 eine
Kompensation der Geschwindigkeitsänderungen der Walzen des
Walzgerüstes 5O mit Aenderungen der Lage der Schleife 46, welche
normalerweise innerhalb annehmbarer Grenzen vedaufen, bereitstellt.
Wenn eine aussergewöhnliche Aenderung der Betriebsbedingungen, j
I wie etwa das Giessen einer hohlen Stange 22, zu einer wesentlichen- |
Abweichung der Schleife 46 von der gewünschten Stellung führt, : kann der Handstelltransformator 180 eingestellt werden, um eine
Aenderung der Geschwindigkeit des Motors herbeizuführen.welche ;
bewirkt, dass die Schleife 46 in die gewünschte Lage zurückkehrt.
Die Geschwindigkeiten der Walzgerüste 52, 54, 56, 58, 60 und ' 62 werden bezüglich der Geschwindigkeit des Walzgerüstes 50 in
ähnlicher Weise geregelt. Die Ausgangsspannung des Funktlons- j
generators 146 ist im wesentlichen linear proportional zur j
Drehgeschwindigkeit des Rotors 148 und im wesentlichen linear
proportional zur Erregerspannung, welche der Feldwicklung 158
proportional zur Erregerspannung, welche der Feldwicklung 158
zugeführt wird. Die der Feldwicklung 158 des Funktionsgenerators :
146 zugeführte Spannung ist der Summe der Ausgangsspannungen des !
Schiingentransformators 174b und des Handstelltransformators 18Ob !
proportional. Befindet sich die Schleife 72 der Stange 22 auf der j
gewünschten Tiefe und die Ansteuerungen 142 in eine: besonderen j
Einstellung, so wird die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators '
146 durch den Gleichrichterkreis 156 der Erreger- Regeleinheit j
120 als Geschwindigkeitsregelsignal zugeführt, um die Geschwindigkeit
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27335A7
jdes Motors 92 auf einem ausgewählten Wert zu halten, damit die
Motoren 74, 76, 78, 80, 82 und 84 bei entsprechenden ausgewählten
■ Geschwindigkeiten arbeiten. Da die Amplitude des Geschwindigkeitsregelsignals
sich linear mit den Aenderungen der Drehgeschwindig-
: keit des Motors 64 ändert, wird sich die Geschwindigkeit der
Walzen der Walzgerüste 52, 54, 56, 58, 60 und 62 entsprechend
! linear mit der Geschwindigkeit des Walzengerüstes 50 ändern.
Obwohl die Spannung der Stange 22 zwischen zwei nebeneinander stehenden Walzgerüsten der Walzgerüste 52, 56, 58, 60 und
! 62 unter normalen Betriebsbedingungen im wesentlichen gleichförmig
bleibt, beeinflussen viele Faktoren die Spannung der
j Stange 22 beim Uebergang vom Walzgerüst 50 zum Walzgerüst 52. Dies
Faktoren sind die relative Geschwindigkeit der Walzgerüste 5O,52, die Temperatur und der Sauerstoffgehalt der Stange 22, und die
! Oberflächenbeschaffenheit der Walzen in/Walzgerüsten 50 und
Veränderungen der Tiefe der Schleife der Stange 22, welche durch Aenderungen der Spannung in der Stange 22 zwischen den Walzgerüsten
5O und 52 hervorgerufen werden, werden mit dem Schiingenspanner 70 gemessen um die Ausgangsspannung des Schiingentransformators
178b entsprechend zu verändern. Sollte die Tiefe der Schleife 72 von einem ausgewählten Anfangswert abnehmen, dann
verringert die Verringerung der Ausgangsspannung des Schiingentransformators
178b, welche der Wicklung 158a des Funktionsgenerators 146a zugeführt wird, die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 146, wodurch die Erreger- Regeleinheit 120 die
. Geschwindigkeit der Walzen im Walzgerüst 52 verringert, wodurch das Massenflussgleichgewicht der Stange 22 zwischen den WaIz-
: gerüsten 50 und 52 wieder hergestellt wird. Andererseit, wenn
ι die Tiefe der Schleife 52 von einem ausgewählten Ausgangswert an
zunehmen sollte, dann bewirkt die Vergrösserung der Ausgangsspannung des Schiingentransformators 178b, welche der Feldwicklung
148a des Funktionsgenerators 146a zugeführt wird, dass die Erreger- Regeleinheit 120 die Geschwindigkeit der Walzen des
Walzgerüstes 52 vergrössert, umso das Massenflussgleichgewicht
der Stange 22 zwischen den Walzgerüsten 50 und 52 wiederherzustellen. Auf jeden Fall bewirkt das Regelsystem des Motors 92
eine Kompensation der Aenderungen der Geschwindigkeit der Walzen : im Walzgerüst 52 mit Aenderungen der Lage der Schleife 72, welche
normalerweise innerhalb annehmbarer Grenzen liegen. Wenn eine
709886/0715
aussergewöhnliche Aenderung der Betriebsbedingungen zu einer
wesentlichen Abweichung der Schleife 72 von einer gewünschten Lage führt, kann der Handstelltransformator 180b eingestellt
werden/um eine Geschwindigkeitsaenderung des Motors zu bewirken,
welche die Rückkehr der Schleife 72 in die gewünschte Lage bewirkt.
Unter normalen Betriebsbedingungen wird die Giesstrommel 32
j
j vom Motor 38 mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit angetrieben, welche von der Handsteuerung 124 in Uebereinstimmung mit der Metallflussgeschwindigkeit in die Giesskammer eingestellt worden ist und eine im wesentlichen vollständige Erstarrung des die
j vom Motor 38 mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit angetrieben, welche von der Handsteuerung 124 in Uebereinstimmung mit der Metallflussgeschwindigkeit in die Giesskammer eingestellt worden ist und eine im wesentlichen vollständige Erstarrung des die
ι Giesstrommel 32/ von einer Stange 22 verlassenen Metalls ermöglicht
Das Walzgerüst 60 wird vom Motor 64 mit einer von der Geschwindigkeit der Giesskammer 32 abhängigen Geschwindigkeit angetrieben,
um so die Stange 22 auf Druck zu beanspruchen ,wenn sie einen
gekrümmten Weg von der Giesstrommel 32 zum Walzgerüst 50 zurücklegt. Die Geschwindigkeit des Motors 64 wird mit der
Handsteuerung 142 eingestellt, um die Höhe der Schleife 46 auf einem gewünschten Wert zu halten. Wenn die Höhe der Schleife 46
sich ändert, bewirkt die daraus folgende Aenderung der Ausgangsspannung des Schiingentransformators 178a eine entsprechende
Aenderung der Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 126, welche
der Erreger- Regeleinheit 118 zugeführt wird, um die Geschwindig- i keit des Motors entsprechend zu ändern ,um so das Massenfluss- ι
gleichgewicht der Stange 22 zwischen der Giesstrommel und dem Walzgerüst beizubehalten. Sollte es notwendig sein die Drehgeschwindigkeit
der Giesstrommel 32 durch Aenderung der Einstellung der Handsteuerung 124 zu verändern, wird die resultierende
Aenderung der Geschwindigkeit mit welcher der Funktionsgenerator !
da
126 vom Motor 38 angetrieben wir<l,/zu führen, dass der ί
126 vom Motor 38 angetrieben wir<l,/zu führen, dass der ί
Funktionsgenerator 126 eine der geänderten Geschwindigkeit j
proportionale Regelspannung an die Erreger- Regeleinheit 120 ' abgibt, welche die Geschwindigkeit des Motors 64 entsprechend
ändert. ■,
Das Walzgerüst 52 wird vom Motor 74 mit einer von der
Geschwindigkeit des Walzgerüstes 50 abhängige Geschwindigkeit ■
angetrieben, sowie sie von der Handsteuerung 162 eingestellt worden ist, um die Tiefe der Schleife 72 bein Durchgang der
Stange 22 zwischen den Walzgerüsten 50 und 52 auf einem
709886/0715
I gewünschten Wert zu halten.Wenn die Tiefe der Schleife 72 sich
ändert, bewirkt die resultierende Aenderung der Auegangsspannung des Schiingentransformators 178b eine entsprechende Aenderung
der Ausgangsspannung des Funktionsgeneratore 126, welcher der
Erreger- Regeleinheit 120 zugeführt wird, um die Geschwindigkeit des Motors 92 entsprechend zu ändern und somit die Geschwindigkeit
j des Motors 74,um so das Massenflussgleichgewicht der Stange 22
j zwischen den Walzgerüsten 50 und 52 beizubehalten. Sollte die j Geschwindigkeit, mit welcher dad Walzgerüst 50 vom Motor 64
j angetrieben wird, sich ändern, wird die resultierende Aenderung der
Geschwindigkeit mit welcher der Funktionsgenerator 146 angetrieben
J wird, bewirken, dass der Funktionsgenarator 146 eireder geänderten
; Geschwindigkeit proportionale Regelspannung an die Erreger- ! Regeleinheit 120 abgibt, welche die Geschwindigkeit des Motors 74
; entsprechend ändert. Man wird erkennen, dass die Geschwindigkeit
der Motoren 76, 78, 80, 82 und 8.4 sich proportional zu jeder ; Aenderung der Geschwindigkeit des Motors 72 ändern, weil all diese
■ Motoren vom Generator 86 erregt werden.
709886/0715
Claims (4)
1.) Geschwindigkeitsregelsystem für eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Herstellen von Stangen, mit zwei in Abstand voneinander angeordneten drehenden Bearbeitungsvorrichtungen
zwischen denen ein längliches Material in Form einer Schleife durchläuft, einem ersten Elektromotor zum Antreiben der ersten
Bearbeitungsvorrichtung,einem zweiten Elektromotor mit veränderbarer
Geschwindigkeit zum Antreiben der zweiten Bearbeitungsvorrichtung, einer von Hand betätigbarei Steuervorrichtung zur
Erzeugung eines ersten Spannungssignals proportional zu einem gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis der zweiten Bearbeitungsvorrichtung zur ersten Bearbeitungsvorrichtung, einer Schlingenspannungsvorrichtung
zum Bestimmen der Lage der Schleife des länglichen Materials und zum Erzeugen einer zweiten Signalspannung
entsprechend der Lagenänderung der Schleife des länglichen Materials gegenüber einer ausgewählten Lage und einer
Regelvorrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang zur Steuerung der Geschwindigkeit des zweiten Motors, um die Geschwindigkeit des
zweiten Motors direkt proportional zu den Aenderungen einer an dem Eingang anliegenden Steuerspannung zu verändern, gekennzeichnet
durch eine Summiervorrichtung (140) zum Erzeugen eines dritten Spannungssignals proportional zur Summe des ersten und
zweiten Spannungssignales, einem Funktionsgenerator(126) zum Einstellen der Amplitude des dritten Spannungssignals um einen
Faktor, welcher im wesentlichen proportional zur Drehgeschwindigkeit der ersten Bearbeitungsvorrichtung ist um ein viertes
Spannungssignal zu erzeugen, Stromkreise zum Zuführen des vierten Spannungssignals als Steuerspannung an den Eingang der Regelvorrichtung
(118)um die Geschwindigkeit des zweiten Motors im wesentlichen linear zu Aenderungen der Geschwindigkeit der ersten
Bearbeitungsvorrichtung zu ändern und um desweiteren eine Kompensation der Aenderungen der Geschwindigkeit des zweiten
Motors (64) zu bewirken, um die Lage der Schleife des länglichen Materials innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten.
2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsgenerator (126) eine Maschine mit Elektromagnet (128)
umfasst, die von dem ersten Motor (38) angetrieben wird, mit einer Feldwicklung (138) und einer Ausgangswicklung (130,132,134)
zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, welche im wesentlichen linear
70908B/071 B
ORIGINAL INSPECTED
proportional zur Drehgeschwindigkeit des ersten Motors ist, und
welche auch im wesentlichen linear proportional zur Erregerspannun
der Feldwicklung(138) ist, wobei die Feldwicklung (138) an die
Summiervorriehtunq (14O) zur Erregung mit der dritten Signalspannung
angeschlossen ist und die Ausgangswicklung (130,132,134) an den Stromkreis (118) angeschlossen ist#um die Ausgangsspannung
der Ausgangswicklung als viertes Spannungssignal zuzuführen.
3. Reglungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Signalspannung eine Wechselspannung ist, dass der Schiingenspanner einen Stelltransformator zur Erzeugung einer
Ausgangswechselspannung umfasst, welche sich in Uebereinstimmung
mit der Abweichung der Lage der Schleife des länglichen Materials von einer ausgewählten Laqe ändert und, dass die Summiervorrichtung
(14O) einen Gleichrichter und Mittel umfasst, welche die erste Signalspannung und mindestens einen Teil der Wechsel- j
ausgangsspannung des Stelitransfprmators addieren und dem Gleich- |
richter zuführen um die dritte Signalspannung als Gleichspannung \
zu erzeugen. :
4. ReqeLsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
ι die Maschine mit Elektromagnet ein Alternator ist und, dass die ■
Ausganqswicklunq eine Ausqanqswechselspannung erzeugt und, dass J
der Stromkreis zum Zuführen des vierten Signals an den Eingang der Regelvorrichtung einen Gleichrichter (136 )umfasst, welcher
an die Ausganqswicklunq (130 , 132 , 134) angeschlossen ist, um die Ausqanqswechselspannuna gleichzurichten.
709R8P/0715
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19772733547 Withdrawn DE2733547A1 (de) | 1976-08-04 | 1977-07-25 | Geschwindigkeitsregelsystem fuer eine vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von stangen |
Country Status (6)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5320091A (de) |
| DE (1) | DE2733547A1 (de) |
| FR (1) | FR2360927A1 (de) |
| GB (1) | GB1536638A (de) |
| IT (1) | IT1085701B (de) |
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- 1977-07-25 DE DE19772733547 patent/DE2733547A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |