SU1228979A1 - Способ управлени электроприводом летучих ножниц - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано дл  управлени  электроприводом летучих ножниц непрерывного прокатного стана, разрезающего движущийс  прокат на куски заданной длины.

Цель изобретени  - снижение тепловых потерь в  корной цепи двигател  привода летучих ножниц.

Снижение тепловых потерь обусловлено следующим. Условие отработки заданного рассогласовани  при любой трапецеидальной тахограмме ножей летучих ножниц имеет вид

+ iV(,j) uV(t -t), (1) где ,,-Lp - рассогласование по пути ножей ножниц и проката;

Ц - заданна  длина отрезаемого куска проката;

Ьд - длина пути движени  ножей ножниц;

L,-Le t - - врем  движени  ножей

ножниц с пониженной скоростью;

L(. - путь, проходимьш ножами ножниц на .синхронной с прокатом скорости;

Vj, - скорость проката;

t - S b

с ускорением.

При этом величина ускорени  св зана с величиной перепада скорости UV (при заданных значени х дЬ и t) следующим соотношением:

b - , uVt -flL

откуда перепад скорости при прин той величине ускорени  определ етс  выражением

btn

Т Г bt

- врем  ддзижени  ножей

ДУ

(

(2)

(3)

Поскольку ток двигател  пропорционален ускорению, то потери за цикл при трапецеидальной тахограмме определ етс  выражением

: Q qb2-2t 2qbuV, где q - коэффициент пропорциональности , определ емый электромеханическими параметрами привода.

Подстановка (2) в (4) дает

(4)

Q 2q

4V

3

(5)

Функци  (5) имеет экстремум по ftV и дл  определени  оптимального значени  uV, минимизирующего потери.

289795

берем производную и приравниваем ев нулю

dQ

d(AV)

:- 2q

(uVtn-uL)3uV

-iVU

(uVt -лЬ)

0

После упрощени  получаем

v, (6)

Подстановка (6) в (2) дает оптимальное значение ускорени , соответствующее минимальным потер м в  корной цепи двигател 

, aVonr

Т) опт / с /Т

-t - rv;, t, i-)

при этом врем  движени  с ускорением составл ет

uVon tn

ч от

(8)

Таким образом, формирование трапецеидальной тахограммы с ускорением , величина которого определ етс  в зависимости от заданной длины отрезаемого куска проката и скорости проката в соответствии с (7), обеспечивает минимум тепловых потерь в  корной цепи двигател . Прин тие величины ускорени  неизменной во всем диапазоне заданных длин и скоростей проката, как это вьшолнено в известном способе, по существу означает уход от оптимальных значений ускорений, вьиисл емьгх по (7) и, естественно, приводит к увеличению потерь в  корной цепи. Покажем, как возрастают потери е(по сравнению с минимально возможными) при отклонени х прин того в тахограмме ускорени  от оптимального.

Величина минимально возможных потерь определ етс  подстановкой (6) и 7) в (4)

13,5q

ДЬ

(9)

5

Возьмем отношение потерь в любом трапецеидальном графике к потер м

и с учетом (3)

в оптимизированном, получим 2

А1ИН

13;5

dL

4ДЬ bt

) ЛЮ)

-(1

Подстановка величины uL/t- из (7) дает зависимость относительного возрастани  мощности тепловых потерь при отклонении прин того ускорени  привода от оптимального b

,5(т

).

-f

8Ьо,г

).(И)

О Ь/.«QV

МИКопт

Численный анализ полученной зависимости показьшает, что при различных заданных длинах и скорост х проката , когда, в соответствии с выражением (7), в широком диапазоне измен етс  величина оптимального ускорени  bjjjj (а значит и отношение неизменного ускорени  к его оптимальной величине Ь/Ъ), существенно возрастают потери в  корной цепи электродвигател  по сравнению с их минимально возможными значени ми. Так, например, при b/b 2 потери возрастают более чем в 1,5 раза,а при b/bjjnr 5 потери возрастают в 3,5 раза,

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов устройства дл  реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит систему I автоматического регулировани  скорости электродвигател  2 летучих ножниц, датчики 3 и 4 соответственно скорости проката и ножниц, датчик 5 положени  ножей ножниц (датчик реза), задатчик 6 отрезаемой длины проката, первое 7 и второе 8 множительно-де- лительные устройства, первый 9 и второй 10 интеграторы, первый П и второй 12 компараторы, логические элементы НЕ и ИЛИ 13 и 14 и ключ 15.

Устройство работает следующим образом .

Датчик 3 скорости полосы и датчик

4скорости ножниц формируют дл  системы 1 автоматического регулировани  скорости основные сигналы задани  V и обратной св зи V по скорости , а остальна  часть схемы предназначена дл  выработки дополнительного сигнала задани  uVg , формирующего оптимизированную трапецеидальную та- хограмму летучих ножниц.

Рассмотрим работу устройства в цикле порезки.

Перед началом порезки на первом, втором, третьем, четвертом и п том выходах задатчика 6 отрезаемой длины формируютс  сигналы соответственно 4L, ,-L /ЗлЬ, 2/3 ЛЬ 2/9 iL. Б исходном состо нии, соответствующем моменту реза, по импульсному сигналу датчика положени  ножей ножниц

5интеграторы 9 и 0 устанавливаютс  в нулевое состо ние и с этого момента начинаетс  отсчет времени при определении выходных сигналов интеграторов .

28979 4

В первой фазе тахограммы (торможение ) Выходные сигналы компараторов П и 12 соответствуют логическому нулю. Во второй фазе тахограммы г (движение на пониженной скорости) эьгход компаратора 1 1 соответствует погической единице, а выход Sign(V,, ) компаратора 12 - логическому нулю. В третьей фазе тахограммы (разгон) выход обоих компараторов соответствует логической единице.

Сигнал на интегратора 10 в первой фазе тахограммы полностью идентичен выходному сигналу интегратора 9.

К концу первой фазы выходной сигнал интегратора 10 составл ет величину

Ьл Ali 7 3

10

15

( )

У„

20

Vn 3

35

Это значение сохран етс  на выходе интегратора 1C на прот жении всей второй фазы тахограммы в результате блокировани  ключа 15 выходными сиг25 налами компараторов, С этой же величиной сравниваетс  выходной сигнал интегратора 9 на входе первого компаратора 11, по вление логической единицы на выходе которого соответ3Q ствует моменту перехода от первой ко второй фазе тахограммы.

К концу второй фазы выходной сигнал первого интегратора 9 становитс  равным величине

лЕ(2/З.Ц) 2/ЗАЬ.

С этой же величиной на втором компараторе 12 сравниваетс  выходной сигнал первого интегратора 9. По вление на выходе Sign(V) компаратора 2 сигнала логической единицы соот-i ветствует моменту перехода от второй X третьей фазе тахограммы. При этом вновь открьгоаетс  ключ 5, а также инвертируетс  сигнал V, на входе второго интегратора 10, чем обеспечиваетс  разгон привода в заключительной фазе тахограммы.

Выходной сигнал второго мнржитель- но делительного устройства 8 дл  первой фазы тахограммы имеет вид

«-.е , «

что полностью соответствует величине оптимального ускорени  согласно вы- 55 р жению (7).

Значение уровн  снижени  скорости летучих ножниц на участке движени  с посто нной скоростью можно полу40

чени  t

чить путем подстановки

t.rt 3

дь

IT

.5

что полностью соответствует оптимальному уровню снижени  скорости летучих ножниц AVjjij согласно соотношению (6). Участок разгона (треть  фаза тахограммы) полностью симметричен участку торможени .

Дл  построени  устройства, реализующего предлагаемый способ, можно использовать серийно вьшускаемые электротехнической промышленностью аналоговые и дискретные технические

в (12) зна- средства, например, элементы универсальной блочной системы регулировани  УБСР-АИ и УБСР-ДИ. 5 Положительный эффект применени  предлагаемого способа создаетс  за счет обеспечени  в широком диапазоне заданных длин и скоростей проката, существенного снижени  тепловых по10 терь в  коршой цепи двигател . При этом снижаетс  расход электроэнергии и уменьшаетс  нагрев двигател , тем самым повьшаетс  производительность оборудовани . Величина экономическо15 го эффекта зависит от факторов, опре- л ющих мощность привода и производительность участка порезки.

П

Составитель В, Ткаченко Редактор А. Сабо Техред В.Кадар Корректор М.

Заказ 2403/10 Тираж 1001Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие,, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ непрерывного прокатного стана, при котором в период между резами скорость движения ножей уменьшают с определенным ускорением на величину перепада скорости, зависящую от заданной длины и скорости отрезаемого яуска проката, поддерживают ее на этом уровне, а затем увеличивают до прежнего значения с тем же ускорением, обеспечивая постоянным путь движения ножей для всех длин и скоростей из условия окончания разгона к моменту встречи ножей с прокатом, отличающийся тем, что, с целью снижения тепловых потерь в якорной цепи двигателя, величину ускорения ножей выбирают в зависимости от заданной . длины отрезаемого проката и его ско рости в соответствии с зависимостью ^Ъопт -%⁵ 77“ ’ η

   при этом величину перепада скорости определяют из условия где &L=L^-L₀ - рассогласование по пути ножей ножниц и проката;

   Lj - заданная длина отреза-² емого куска проката;

   L_o - длина пути движения ножей ножниц;

   t_q= - время движения ножей с пониженной скоростью;

   L_c - путь, проходимый ножами ножниц на синхронной с прокатом скорости;

   %' - скорость проката.

   SU „.,1228979 берем производную и приравниваем ее нулю dQ__ ( &Vt_n -&L) ЗдУ^г-дУР_п d(iV) ⁴ UVt_n-₄L)^z

   После упрощения получаем

   -'.5 то ^u η

   Подстановка (6) в (2) дает