SU1682058A1 - Flying shears with velocity-matching mechanism control device - Google Patents
Flying shears with velocity-matching mechanism control device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1682058A1 SU1682058A1 SU894711005A SU4711005A SU1682058A1 SU 1682058 A1 SU1682058 A1 SU 1682058A1 SU 894711005 A SU894711005 A SU 894711005A SU 4711005 A SU4711005 A SU 4711005A SU 1682058 A1 SU1682058 A1 SU 1682058A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- speed
- drive
- input
- scissors
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к системам управлени электроприводом летучих ножниц, производ щих порезку полосового материала на ходу на заданные мерные длины и снабженных механизмом выравнивани скоростей. Цель изобретени - повышение надежности устройства и производительности летучих ножниц за счет увеличени скорости двигател . Устройство содержит летучие ножницы с электроприводом, датчики перемещени полосы, скорости летучих ножниц, частоты вращени двигател , регул тор скорости и задатчик мерной длины. В устройство введены блоки задани и вычислени средней скорости, определ ющие суммарный момент количества движени (момент импульса) двухмассовой системы привода. При этом колебание скорости электродвигател и барабанов ножниц в каждом цикле порезки, вызванное действием механизма выравнивани скоростей, сопровождаетс только обменом кинетической энергии между обеими массами без перекачки энергии из сети и обратно на разгон и торможение привода. Из сети потребл етс энерги на выполнение фрикционных потерь и потерь энергии при резе полосового материала. 4 ил. (Л СThe invention relates to mechanical engineering, in particular, to electric drive control systems for flying shears, which perform the cutting of strip material on the move for given dimensional lengths and are equipped with a speed equalization mechanism. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device and the performance of the volatile scissors by increasing the engine speed. The device contains electric flying scissors, strip movement sensors, flying scissors speed, engine speed, speed controller and unit length gauge. The unit includes setting and calculating the average velocity, determining the total moment of the amount of movement (angular momentum) of the two-mass drive system. In this case, the oscillation of the speed of the electric motor and the reel shears in each cutting cycle, caused by the action of the speed equalization mechanism, is accompanied only by the exchange of kinetic energy between the two masses without transferring energy from the network and back to acceleration and deceleration of the drive. Energy is consumed from the network to carry out frictional losses and energy losses when cutting the strip material. 4 il. (Ls
Description
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к системам управлени электроприводом летучих ножниц, производ щих порезку полосового материала на ходу на заданные мерные длины и снабженных механизмом выравнивани скоростей.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to electric drive control systems for flying shears, which perform the cutting of strip material on the move for given dimensional lengths and are equipped with a speed equalization mechanism.
Цель изобретени - повышение надежности за счет упрощени устройства и повышени производительности летучих ножниц за счет увеличени скорости путем снижени потерь энергии в корной цепи двигател .The purpose of the invention is to increase reliability by simplifying the device and increasing the performance of the flying scissors by increasing the speed by reducing the energy loss in the engine crankshaft.
На фиг.1 приведена функциональна схема устройства, на фиг.2 - функциональна схема блока вычислени средней скорости привода; на фиг.З - циклограммы изменени скоростей двигател и ножниц; на фиг,4 - циклограммы изменени передаточного числа.Fig. 1 shows a functional diagram of the device; Fig. 2 shows a functional diagram of a unit for calculating an average drive speed; FIG. 3 shows cyclograms of changes in the speeds of the engine and scissors; Fig. 4 shows cyclograms of a change in the gear ratio.
Устройство содержит двигатель 1, сочлененный через механизм 2 выравнивани скоросУей с барабанами летучих ножниц 3. С валом двигател св зан датчик 4 скорости двигател , а с валом барабанов ножниц - датчик 5 скорости ножниц. С полосой 6 посредством мерительного ролика 7 св зан датчик 8 скорости полосы. Канал задани скорости содержит блок 9 задани средней скорости, управл емый от задатчика 10 длины , В контур регулировани тока двигател вход т регул тор 11 тока, усилитель 12 мощоThe device comprises an engine 1 articulated via a speed alignment mechanism 2 with the drums of a flying scissors 3. A motor speed sensor 4 is connected to the engine shaft, and a scissors speed sensor 5 is connected to the shaft of the scissors drums. With strip 6, a speed sensor 8 for the strip is connected by means of the measuring roller 7. The speed reference channel contains the average speed setting block 9, controlled from the setting device 10 of the length. The current regulator 11, the amplifier 12 of power are included in the motor current control loop.
0000
ю о елu o ate
0000
ности, двигатель 1 и датчик 13 тока. В контур регулировани средней скорости привода вход т регул тор 14 скорости, датчик 4 скорости двигател и датчик 5 скорости ножниц , а также блок 15 вычислени средней скорости привода. Канал компенсации внутренней обратной св зи по ЭДС двигател содержит звено 16 компенсации ЭДС, В свою очередь блок вычислени средней скорости привода содержит масштабные звень 17 и 18 и сумматор 19.engine, motor 1 and current sensor 13. The control circuit of the average drive speed includes a speed controller 14, a motor speed sensor 4 and a scissor speed sensor 5, as well as a unit 15 for calculating the average drive speed. The internal feedback compensation channel for the EMF of the engine contains the EMF compensation link 16, In turn, the average drive speed calculation unit contains the scale links 17 and 18 and the adder 19.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При непрерывном вращении привода наличие механизма выравнивани скоростей с переменным в цикле порезки передаточным числом приводит к периодическим колебани м скорости (период соответствует времени одного оборота) двухмассовой системы электропривода, первую массу которого определ ет момент инерции на валу приводного двигател , а вторую - момент инерции на валу барабанов ножниц. В основу работы устройства положено регулирование некоторой средней скорости двухмассовой системы привода.With continuous rotation of the drive, the presence of a speed equalization mechanism with a variable gear ratio in the cutting cycle leads to periodic speed fluctuations (the period corresponds to the time of one revolution) of a two-mass electric drive system, the first mass of which determines the inertia moment on the drive motor shaft and scissors drum shaft. The device is based on the regulation of a certain average speed of a two-mass drive system.
Под средней скоростью вращающейс системы, состо щей из двух масс, св занных между собой редуктором с переменным передаточным числом, понимаетс углова скорость условной одномассовой системы, момент инерции которой равен сумме моментов инерции составл ющих системы, а момент количества движени (момент импульса ) этой условной системы равен сумме моментов количества движени обеих масс исходной системы. Математически это определение выражаетс формулойThe average speed of a rotating system consisting of two masses connected to each other by a gearbox with a variable gear ratio is the angular velocity of a conventional single-mass system, the moment of inertia of which is equal to the sum of the moments of inertia of the components of the system, and the angular momentum (moment of momentum) of this conventional system is equal to the sum of the moments of the amount of movement of both masses of the original system. Mathematically, this definition is expressed by
(J1 + J2) 0)с J1 а) + J2 «2 , (1) откуда(J1 + J2) 0) with J1 a) + J2 “2, (1) from where
J2J2
We , , 0)1 + , . Jl +J2Jl +J2We,, 0) 1 +,. Jl + J2Jl + J2
ufc,ufc,
(2)(2)
где ft)i, - угловые скорости соответственно вала двигател и вала барабанов ножниц;where ft) i, - angular velocity, respectively, of the motor shaft and the shaft of the scissors drums;
J i, Ja - моменты инерции соответственно на валу двигател и на валу барабанов ножниц;J i, Ja - moments of inertia, respectively, on the motor shaft and on the shaft of the scissors drums;
(DC - средн скорость системы.(DC is the average system speed.
Блок 15 вычислени средней скорости системы на основании выходных сигналов ал и 0)2 датчиков скорости двигател и ножниц при помощи масштабных звеньев 17 и 18 и сумматора 19 формирует в соответствии с выражением (2) сигнал обратной св зи ok при регулировании средней скорости привода.The unit 15 calculates the average speed of the system based on the output signals of the al and 0) 2 motor and scissor speed sensors using the scale links 17 and 18 and the adder 19, in accordance with expression (2), generates a feedback signal ok when controlling the average speed of the drive.
Порезка проката на заданные мерные длины осуществл етс за счет регулировани требуемого соотношени средней за цикл порезки угловой скорости привода и скорости полосы в соответствии с выражениемThe cutting of rolled products for given dimensional lengths is carried out by adjusting the required ratio of the average for the cutting cycle, the angular velocity of the drive and the strip speed in accordance with the expression
Шзс (Ос 27Г-г-,Shzs (Os 27g-g-,
О)ABOUT)
где V - скорость полосы; L - заданна длина порезки:where V is the speed of the strip; L - preset cutting length:
Ofec - заданное значение средней скорости привода.Ofec - setpoint average drive speed.
Из выражени (2) с учетом (3) углова скорость вала барабанов ножниц равнаFrom expression (2), taking into account (3) the angular velocity of the shaft of the scissors drums is equal to
й)2(Узс|Л,.(4)d) 2 (Uzs | L. (4)
«и - Среднее значение скорости вала бара- банов ножниц определ етс выражением"And - The average value of the velocity of the shaft of the scissors snares is determined by the expression
(01с In(01s In
Ь,B
оabout
(5)(five)
где t - период вращени вала барабанов ножниц.where t is the period of rotation of the scissors drum shaft.
Подставл в (5) значение dt -f-, aSubstituted in (5) the value of dt -f-, a
30™30 ™
также учитыва (4), получимalso taking into account (4), we get
ОЬс OLS
)зс(1 +Л)) zs (1 + L)
2Л2L
/ (1 +A)dp/ (1 + A) dp
оabout
(6)(6)
5555
где р - угол поворота вала барабанов ножниц .where p is the angle of rotation of the shaft of the scissors drums.
Передаточное число i может быть любой 40 функцией угла р, имеющей среднее за один оборот вала значение, равное единице. Возьмем, например, механизм выравнивани скоростей, в которомThe gear ratio i can be any 40 a function of the angle p, which has an average value of one for one revolution of the shaft. Take, for example, the velocity equalization mechanism, in which
I 1 + A sin р,(7)I 1 + A sin p, (7)
где А - коэффициент, завис щий от заданной длины порезки. where A is a coefficient depending on a given cut length.
Подставл это значение в выражение (6), получимSubstituting this value into expression (6), we get
(02с (Оэс , (8)(02s (Oes, (8)
° т.е. среднее значение угловой скорости ножниц соответствует требуемой длине порезки .° ie the average value of the angular velocity of the shears corresponds to the required cutting length.
Сигнал (the формируетс в соответствии с выражением (3) на выходе блока 9The signal (the is formed in accordance with the expression (3) at the output of block 9
задани средней скорости привода, который представл ет собой известное множи- тельно-делительное устройство.setting the average drive speed, which is a known multiplier-separating device.
При пуске агрегата с полосой сигнал Шзс увеличиваетс (например, линейно) отWith the start of the unit with a band, the signal Shzs increases (for example, linearly) from
нулевого до некоторого заданного значени . Электропривод разгон етс под воздействием регул тора скорости, обеспечивающего равенство заданной и фактической (Ос средних скоростей двух- массовой системы. При этом с выхода регул тора скорости на вход регул тора тока подаетс сигнал задани тока 3. Ввиду ограниченного быстродействи контура регулировани тока и наличи внутренней отрицательной св зи по ЭДС двигател заданный ток отрабатываетс с некоторой динамической ошибкой, пропорциональной скорости изменени ЭДС. Дл устранени этой ошибки на вход регул тора тока подаетс сигнал Ек гибкой положительной св зи по ЭДС, формируемый с помощью звена 16 компенсации ЭДС в соответствии с передаточной функциейzero to some given value. The electric drive accelerates under the influence of a speed regulator ensuring the equality of the set and actual speeds (OC average speeds of the two-mass system. At the same time, the output of the current control signal is supplied to the current regulator input from the speed controller output. In view of the limited speed of the current control loop and the presence of Negative coupling of the motor's emf gives the specified current a certain dynamic error proportional to the rate of change of the emf. To eliminate this error, the current regulator is fed The signal Ек of the positive positive communication on the EMF, formed by the link 16 of the EMF compensation in accordance with the transfer function
Ю1 (Р)J1 (P)
КЕ KE
ТМРTmr
+ +
,- ,,
где КЕ - коэффициент пропорциональности между ЭДС и угловой скоростью двигател ; where KE is the coefficient of proportionality between the EMF and the angular velocity of the engine;
Тм - сумма малых некомпенсированных посто нных времени в контуре регулировани тока;Tm is the sum of small uncompensated constant times in the current control loop;
посто нна времени фильтра. constant filter time.
В результате ток двигател I поддержи- ваетс равным заданному 3 и на валу двигател создаетс момент, переменна составл юща которого пропорциональна ускорению агрегата и суммарному моменту инерции привода, а посто нна составл юща определ етс трением в механических звень х. В моменты реза полосы системой регулировани формируютс импульсы тока, необходимые дл создани момента реза. В период разгона агрегата потреб- л ема из сети электрическа энерги преобразуетс в кинетическую энергию вращающейс двухмассовой системы, а также расходуетс на преодоление сил трени и на разрезание полосы.As a result, the motor current I is maintained equal to the specified 3 and a torque is created on the motor shaft, a variable component of which is proportional to the acceleration of the unit and the total moment of inertia of the drive, and the constant component is determined by friction in the mechanical links. At the moments of cutting the strip, the current control pulses are formed by the control system, which are necessary to create the cutting moment. During the period of acceleration of the unit, the power consumed from the network is converted into the kinetic energy of the rotating two-mass system, and is also spent on overcoming the friction forces and on cutting the strip.
После окончани разгона агрегата скорость полосы становитс посто нной и двухмассова система привода вращаетс с посто нной средней скоростью ok, равной заданной скорости (Озс . соответствующей требуемой длине порезки. Если пренебречь трением и возмущением, возникающим в момент реза, потребление энергии из сети будет отсутствовать. На выходе регул тора скорости сигнал задани тока будет равен нулю и это нулевое задание будет точно отрабатыватьс контуром регулировани тока благодар действию звена компенсации ЭДС. При этом выходное напр жениеAfter the end of the acceleration of the unit, the speed of the strip becomes constant and the two-mass drive system rotates with a constant average speed ok equal to the set speed (Oz. Corresponding to the required cutting length. If we neglect the friction and disturbance arising at the moment of cutting, there will be no power consumption from the network. At the output of the speed controller, the current reference signal will be equal to zero and this zero reference will be accurately processed by the current control loop due to the action of the EMF compensation link. voltage
10ten
1515
2020
3535
2525
30 40 4530 40 45
50 50
усилител мощности будет следить за изменением ЭДС двигател , пропорциональной его скорости. В этом случае дзухмассовую систему привода можно рассматривать как изолированную от внешних возмущений. Така система имеет в любой момент времени посто нное значение момента количества движени , а скорости вращающихс масс измен ютс противофазно в результате действи внутренних динамических сил, возникающих благодар тому, что эти массы св заны между собой через редуктор с переменным передаточным числом,the power amplifier will follow the change in the EMF of the engine, proportional to its speed. In this case, the dual drive system can be considered as isolated from external disturbances. Such a system has at any time a constant value of the moment of momentum, and the speeds of the rotating masses change in antiphase as a result of the action of internal dynamic forces due to the fact that these masses are interconnected through a gearbox with a variable gear ratio
Что касаетс кинетической энергии системы , то она, сохран среднее значение, измен етс периодически с частотой, определ емой частотой вращени барабанов ножниц, частично преобразу сь в потенциальную энергию упругой деформации механических звеньев.As for the kinetic energy of the system, it, keeping the average value, varies periodically with the frequency determined by the frequency of rotation of the scissors drums, partially transforming into the potential energy of the elastic deformation of the mechanical links.
Таким образом, в устройстве упруга знакопеременна деформаци механических звеньев осуществл етс за счет кинетической энергии вращающихс масс.Thus, in the elastic device, the alternating sign deformation of the mechanical links is due to the kinetic energy of the rotating masses.
С учетом возмущающих воздействий регулирование заданной средней скорости двухмассовой системы в устройстве приводит к тому, что колебани скоростей двигател и барабанов ножниц в каждом цикле порезки сопровождаютс только обменом кинетической энергии между обеими массами без перекачки энергии из сети и обратно на разгон и торможение привода. Из сети потребл етс лишь энерги , необходима дл восполнени фрикционных потерь и потерь энергии при резе полосы, а также энерги на создание (ликвидацию) запаса кинетической энергии электропривода при разгоне (торможении) агрегата резки.Taking into account the disturbing effects, the regulation of the predetermined average speed of the two-mass system in the device leads to the fact that the speed fluctuations of the engine and scissors drums in each cutting cycle are accompanied only by the exchange of kinetic energy between the two masses without transferring energy from the network and back to acceleration and deceleration of the drive. Only energy is consumed from the network, it is necessary to compensate for frictional losses and energy losses during strip cutting, as well as energy to create (eliminate) the kinetic energy of the electric drive during acceleration (deceleration) of the cutting unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894711005A SU1682058A1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Flying shears with velocity-matching mechanism control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894711005A SU1682058A1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Flying shears with velocity-matching mechanism control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1682058A1 true SU1682058A1 (en) | 1991-10-07 |
Family
ID=21456973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894711005A SU1682058A1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Flying shears with velocity-matching mechanism control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1682058A1 (en) |
-
1989
- 1989-05-16 SU SU894711005A patent/SU1682058A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1574883, кл.В23025/00,В23025/16,1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100457845B1 (en) | Control devices having disturbance predictors, systems controlled by such control devices, electrical actuators controlled by such control devices, throttle devices provided with such actuators | |
US4548079A (en) | Method and apparatus to automatically determine the weight or mass of a moving vehicle | |
JPS63291769A (en) | Control device for electric power steering gear | |
SU1682058A1 (en) | Flying shears with velocity-matching mechanism control device | |
US4430606A (en) | Sheet feeding apparatus | |
EP0523255B1 (en) | Method of suppressing torsional vibration in a motor speed control system and apparatus therefor | |
US4548063A (en) | Tension control in a metal rolling mill | |
FI112734B (en) | Method and apparatus for adaptive compensation of load changes | |
SU1712077A1 (en) | Device for controlling flying shears with velocity levelling mechanism | |
US4950090A (en) | Method for the detection and regulation of a spring moment and a difference speed in rotationally driven two-mass systems | |
SU1712078A1 (en) | Flying shears numerical control device with speed levelling mechanism | |
SU1574383A1 (en) | Apparatus for controlling the flying shears provided with mechanism for equalizing speeds | |
US3955097A (en) | Alternator driven by a vehicle engine | |
RU1820470C (en) | Method for regulating speed of electric drive of multimass system | |
SU792081A1 (en) | Pneumatic weighing continuous-action batch meter | |
SU1712079A2 (en) | Device for controlling flying shears with speed levelling mechanism | |
SU561138A1 (en) | The method of measuring the speed of rotation of a two-motor electric drive with elastic connections and a device for its implementation | |
US4969757A (en) | Motor torque control | |
RU2070766C1 (en) | Dc drive with variable parameters of mechanical part | |
JP3041155B2 (en) | Looper control device | |
SU1136288A1 (en) | Method of controlling d.c.drive | |
SU679686A1 (en) | Vibrated roller | |
SU750175A1 (en) | Method of suppressing elasticity force oscillations in nature | |
SU1003286A1 (en) | Device for position control of dc electric drive | |
JP2909498B2 (en) | Motor control device |