Claims (4)
3 Известно, что с целью Г1овыи енн динамической точности регулировани , в частности, дл уменьшени динамического падени частоты вращени электродвигател при ударной нагрузк разработана система регулировани 2 котора действует по принципу комбинированного регулировани , т.е. с использованием сигналов по возмущению , в данном случае - по моменту прокатки. В указанной системе в качестве сигнала,пропорционального возмуиающе му воздействию на вапу электродвигат л ,используетс величина начального отрицательного ускорени привода,воз никающа в момент приложени нагрузки . Известно также устройство дл управлени главным приводом клети непрерывного прокатного стана 3, которое с целью предотвращени динамического падени скорости в момент захвата металла снабжено измерителем крут щих моментов, т.е. содержит дат чик возмущени . Однако в нем сигнал от измерител крут щего момента не подают в систему регулировани частоты вращени данной клети, а используют лишь как информацию о захвате металла валками Существующие способы и устройства не устран ют нелинейности (разрывности ) характеристик систем регулиро вани , вызванной дискретностью вход щих в них элементов-, что ухудшает ди намические параметры системы. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ вибрационной линеаризации посредством вынужденных колебаний или автоколебаний управл ющего элемента, воздействующего на электродвигатель 4 . Дл режима вибрационной линеариза ции посредством вынужденных колебаний или автоколебаний необходимо, в первом случае наличие специального источника этих колебаний, а во второ случае - создание в регул торе гибкой положительной обратной св зи со специальными параметрами цепей, обес печивающими необходимый колебательны режим исполнительных элементов. Кроме того, при осуществлении это го способа вибрационной линеаризации управление временем действи режима этой линеаризации не лимитировано. Тем не менее, дл режима ударных нагрузок целесообразно режим вибрационной линеаризации вводить в систе му авторегулировани в момент прило жени этой нагрузки к валу электродвигател и отключать режим линеари зации после окончани переходного .процесса изменени частоты вращени электродвигател . С цельно повышени быстродействи надежности и уменьшени динамическо 8 го падени частоты вращени злектродвигател измер ют ЭДС его подшипни$ овых токов, усиливают эту ЭДС, выдел ют из нее высокочастотную составл ющую , которую затем ввод т в качестве сигнала вибрационной линеаризации в систему регулировани частоты вращени электродвигател . .На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Оно содержит прокатный электродвигатель 1, шестеренную часть 2, валки 3, заземленный подшипник 4 прокатного электродвигател , изолированный подшипник 5 прокатного электродвигател , изолирующую прокладку б, усилитель 7, емкость 8, резистор 9, формирователь 10 высокочастотных сигналов вибрационной линеаризации, систему 11 регулировани частоты вращени электродвигател , регулируемый источник питани 12 электродвигател . Прокатный электродвигатель 1 через шестеренную часть 2 вращает валки 3, прокатывающие загбтовку 13. При этом подшипник 4 электродвигател заземлен, а подшипник 5 изолирован от земли с помощью изолирующей прокладки б. ЭДС подшипниковых токов электродвигател , замеренна между изолироК ванным подшипником 5 и землей, усиливаетс с. помощью усилител 7. Высокочастотна составл юща этой ЭДС, по вл юща с при возникновении крутильных колебаний валопровода и собственно вала электродвигател при набросе нагрузки, т.е. при захвате металла валками, выдел етс с помощью R-С фильтра, состо щего из емкости 8, резистора 9, и подаетс на вход формировател 10 высокочастотных сигналов вибрационной линеаризации. Выход формировател 10 св зан с входом системы 11 регулировани частоты вращени электродвигател 1. , На другие входы этой системы поданы соответственно задающий сигнал 14 управлени , сигнал 15 обратной св зи по какому-либо параметру, например по частоте вращени электродвигател , и сигнал 16, пропорциональный возмущающему воздействию на валу электродвигател . Выход системы 11 подключен ко входу источника питани 12. Система работает следующим образом . При захвате металла валками прокатного стана, вследствие упругости элементов линии валопровода системы электродвигатель-валки, возникают крутильные колебани этих элементов, в том числе и вала прокатного электродвигател 1. В результате на вход формировател 10 поступает отфильтрованна R-C фильтром высокочастотна составл юща ЭДС подшипниковых токон, обуслонленна высокочастотными крутильными колебани ми вала электродвигател и изменени ми его магнитоупругих свойств. В формирователе 10 эта ЭДС, имеюща практически синусоидальную форму масштабируетс и подаетс на вход системы 11 в качестве высокочастотного сигнала вибрационной линеаризации При необходимости в формирователе 10 может осуществл тьс удвоение или увеличение в большее количество раз частоты, отфильтрованной R-C фильтром ЭДС подшипниковых токов. На чертеже кривой 17 представлена статическа характеристика злементов системы регулировани 11, т.е. зависимость выходного сигнала Ugt,ix - входного Ugj. Така характеристика обусловлена, например, дискретностью системы импульсно-фазового управлени тиристорного источника питани и т.д и вл етс одной из причин повышенных перерегулировани и динамического отклонени частоты вращени AUgf электродвигател при ударной нагрузке (см. кривую 18). Высокочастотна составл юща подшипниковых токов электродвигател в функции времени имеет вид, представленный на чертеже кривой 19, .и характеризуетс затуханием в соответствии с затухани ми крутильных колебаний системы валопровода после окончани захвата металла. В результате подачи на вход системы регулировани сформированной формирователем 10 высокочастотной соста л ющей ЭДС подшипниковых токов электродвигател статическа характеристи ка системы регулировани линеаризуетс и принимает вид представленный на чертеже кривой 20. При этом динамическое отклонение частоты вращени электродвигател при ударной нагрузке уменьшаетс (см. кривую 21). Таким образом, в предлагаемом способе высокочастотна составл юща ЭДС подшипниковых токов электродвигател , возникающа вследствие изменени магнитоупругих свойств его вала при крутильных колебани х линии валопровода в режиме ударных нагрузок , вл етс высокочастотным сигналом вибрационной линеаризации. При введении этого сигнала в систему регулировани исключаетс нелинейность характеристик элементов этой системы, вследствие чего уменьшаетс динамическое отклонение частоты вращени электродвигател при ударных нагрузках. По окончании крутильных колебаний элементов линии валопровода, в том числе и вала электродвигател , сигнал вибрационной линеаризации автоматически прекращает действовать, что вл етс одним из достоинств предлагаемого способа. Формула изобретени Способ управлени электродвигателем посто нного тока при ударной нагрузке преимущественно дл привода валков прокатного стана, основанный на режиме вибрационной линеаризации, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и надежности и уменьшени динамического Псщени частоты вращени электродвигател , измер ют ЭДС его подшипниковых токов, вьодел ют из нее высокочастотную составл ющую, которую затем ввод т в качестве сигнала вибрационной линеаризации в систему регулировани частоты вращени электродвигател . Источники информации, прин тые so внимание при экспертизе 1.Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулировани вентильного электропривода посто нного тока. Энерги , 1972, с. 9-11. 3 It is known that for the purpose of the G1Veny enn dynamic adjustment accuracy, in particular, to reduce the dynamic drop in the frequency of rotation of the motor with shock loads developed control system 2 which operates according to the principle of combined regulation, i.e. using signals by disturbance, in this case by the moment of rolling. In this system, the value of the initial negative acceleration of the drive arising at the moment of application of the load is used as a signal proportional to the disturbing influence on the wapa of the electric motor. It is also known a device for controlling the main drive of a stand of a continuous rolling mill 3, which is equipped with a torque meter, i.e. contains a perturbation sensor. However, the signal from the torque meter is not fed into the frequency control system of this stand, but is used only as information about metal capture by the rolls. Existing methods and devices do not eliminate the nonlinearity (discontinuity) of the characteristics of the control systems caused by the discreteness elements, which worsens the dynamic parameters of the system. The closest to the described invention in its technical essence and the achieved result is a method of vibration linearization by means of forced oscillations or self-oscillations of a control element acting on the electric motor 4. For the mode of vibration linearization through forced oscillations or self-oscillations, in the first case a special source of these oscillations is necessary, and in the second case, the creation in the controller of a flexible positive feedback with special parameters of the circuits providing the necessary oscillatory mode of the executive elements. In addition, when implementing this method of vibration linearization, the time management of the operation of this linearization mode is not limited. However, for the shock load mode, it is advisable to enter the vibration linearization mode into the autoregulation system at the moment this load is applied to the motor shaft and turn off the linearization mode after the transition motor frequency is changed. In order to increase the reliability speed and decrease the dynamic 8th frequency drop of the electric motor, one measures the emf of its bearing current currents, amplifies this emf, and extracts a high-frequency component from it, which is then entered as a vibration linearization signal into the motor control system. . The drawing shows a device that implements the proposed method. It contains rolling motor 1, gear part 2, rollers 3, grounded bearing 4 of the rolling motor, insulated bearing 5 of the rolling motor, insulating gasket b, amplifier 7, capacity 8, resistor 9, shaper 10 high-frequency signals of vibration linearization, frequency control system 11 electric motor, adjustable power supply 12 electric motor. The rolling motor 1 rotates the rolls 3 through the gear part 2, rolling the primer 13. In this case, the bearing 4 of the electric motor is grounded, and the bearing 5 is isolated from the ground using an insulating gasket b. The emf of motor bearing currents, measured between the insulated bearing 5 and ground, is amplified c. using the amplifier 7. The high-frequency component of this EMF, which appears when torsional oscillations of the shafting occur and the motor shaft itself, during loading, i.e. when metal is gripped by rollers, it is separated by means of an R-C filter consisting of a capacitor 8, a resistor 9, and is fed to the input of a shaper 10 of high-frequency vibration linearization signals. The output of the driver 10 is connected to the input of the system 11 for controlling the rotational speed of the electric motor 1. The other inputs of this system are given respectively by the master control signal 14, the feedback signal 15 by some parameter, for example, by the frequency of rotation of the electric motor, and the signal 16 proportional to disturbing effect on the motor shaft. The output of the system 11 is connected to the input of the power source 12. The system operates as follows. When metal is seized by the rolling mill rolls, torsional oscillations of these elements, including the shaft of the rolling motor 1, occur as a result of the elasticity of the shaft elements of the shaft line of the motor-roll system. As a result, the high-frequency component of the EMF of the bearing current to the input of the shaper 10 enters high frequency torsional vibrations of the motor shaft and changes in its magnetoelastic properties. In the shaper 10, this EMF, which is almost sinusoidal, is scaled and fed to the input of the system 11 as a high-frequency vibration linearization signal. If necessary, the shaper 10 can double or increase the frequency filtered by the R-C filter of the EMF of the bearing currents. Curve 17 shows the static characteristic of the elements of the control system 11, i.e. the dependence of the output signal Ugt, ix - input Ugj. Such a characteristic is due, for example, to the discreteness of the pulse-phase control system of the thyristor power supply, etc., and is one of the reasons for the increased overshoot and dynamic deviation of the motor rotation frequency AUgf under a shock load (see curve 18). The high frequency component of the bearing currents of an electric motor as a function of time has the form shown in the drawing of curve 19, and is characterized by attenuation in accordance with the attenuations of the torsional vibrations of the shaft line after the termination of metal capture. As a result of the input to the control system of the high-frequency EMF component of the motor current generated by the shaper 10, the static characteristic of the control system is linearized and takes the form of curve 20 shown in the drawing. In this case, the dynamic deviation of the frequency of rotation of the electric motor under shock load decreases (see curve 21) . Thus, in the proposed method, the high-frequency component of the electromotive force of the motor's bearing currents, resulting from a change in the magnetoelastic properties of its shaft during torsional vibrations of the shaft line in the shock load mode, is a high-frequency vibration linearization signal. When this signal is introduced into the control system, the non-linearity of the characteristics of the elements of this system is eliminated, as a result of which the dynamic deviation of the rotation frequency of the electric motor is reduced under shock loads. At the end of the torsional oscillations of the elements of the shafting line, including the motor shaft, the vibration linearization signal automatically stops acting, which is one of the advantages of the proposed method. The invention The method of controlling a direct current electric motor under shock load is mainly for driving the rolls of a rolling mill, based on a vibratory linearization mode, characterized in that, in order to increase speed and reliability and reduce the dynamic frequency of rotation of an electric motor, its emf current is measured, It removes a high-frequency component from it, which is then introduced as a vibration linearization signal into the system odvigatel. Sources of information taken so attention in the examination 1.Fishbeyn VG The calculation of the systems of the subordinate regulation of the DC valve electric drive. Energy, 1972, p. 9-11.
2.Зёленов А.Б. и М.Ю. Файнберг. Комбинированна система стабилизации скорости автоматизированных электроприводов посто нного тока. Электричество . 1969, № 2. 2. A. Zelenov and M.Yu. Feinberg. Combined speed stabilization system for automated DC drives. Electricity . 1969, No. 2.
3.Авторское свидетельство № 334626, кл. В 21 В 35/04, 12.06.69. 3. The copyright certificate number 334626, cl. B 21 B 35/04, 12.06.69.
4.Р занов Ю.А. Проектирование систем автоматического регулировани , Машгиз, 1968, с. 119-125.4.R Zanov Yu.A. Design of automatic control systems, Mashgiz, 1968, p. 119-125.
-ЛЯу-Liau