可逆轧机中应用同步电机的张力控制系统研究.pdfVIP

《冶金自动化》2010年Sl 可逆轧机中应用同步电机的张力控制系统研究 朱延俊 (上海交通大学自动化系，上海200030) 摘要：张力控制在冷轧机轧制过程中对最终的带钢表面质萤和精度起着至关重要的作用。本文对可逆轧机中 应用交流同步电机的张力控制原理进行了探讨，分析转矩的影响因素，并在实际系统中进行了实现，最后给出 了该系统应用后的效果。实践证明，该系统完全达到要求的精度。 关键词：张力控制；可逆轧机；同步电机 提到冷轧机的自动化系统，不能不首先提到 左 传动系统，因为拥有一个稳定、可靠的传动系统， 取 是冷轧机成功运行的前提条件，也是先进的自动 化系统的基础…。长期以来冷轧机主传动一直被 图1加辊可逆轧机示意图 直流调速系统所占领，然而直流电机成本较高，维 护较困难，可靠性较差。近年来随着交流传动系 程，更直接关系到轧后带材的各种性能。维持张 统的兴起，已经逐步取代了直流传动系统，交流调 力恒定是冷轧的一个基本工艺要求，是轧制过程 速系统具有成熟，可靠，过载能力强，效率高等特 中必须解决的核心问题之一，其意义在于：张力轧 点，性能已与直流传动非常接近，且维护成本相对 制可以防止带钢在轧制过程中跑偏，减小轧机负 直流电机要低，功率因数较高。因此在大容量调 荷，改善板形；有利于厚度自动控制和板形自动控 速传动中，国内外已陆续采用并推广交流变频同 制，可逆轧机控制的核心是板形和厚度控制，如果 步电机调速技术。本文通过2009年调试完成的张力波动较大甚至失控，厚度自动控制和板形自 实达不锈钢冷轧生产线的实际例子来介绍应用同 动控制将无法获得良好的控制性能，甚至使各个 步电机的张力控制系统的组成、实现及其控制效 控制系统产生振荡，其后果将不堪设想。因此，维 果。 持冷轧机的张力恒定，对保证冷轧过程顺利进行 该生产线主要设备包括一台主轧机和两台卷 与提高成品带钢厚度精度都有十分重要的意义。 取机，主轧机是可逆的20辊轧机，如图1所示。 l张力控制原理 所谓可逆轧机就是指主轧机可以正、反两个方向 张力是物体固有的一种物理性能参数，表现 对钢带进行轧制。在图1中，中间的是主轧机(由 在物体单位截面所能承受的抗拉伸强度。张力是 一台电机通过齿轮箱控制中间四个辊子)，两边分 轧机生产中操作性很强且又是极其重要的参数， 别是两个卷取机。当轧机向左轧制时，左卷取机 成熟的轧制工艺和优质带材生产必须要有合理的 工作在开卷模式，右卷取机工作在卷取模式；当轧 张力设定值。工艺上，张力的设定值是通过计算 机向右轧制时，此时左卷取机工作在卷取模式，右 得来的。本例中采用的是西门子Masterdrive系列 卷取机工作在开卷模式。 产品来实现传动的。 张力轧制即带钢在轧辊中轧制变形是在一定 因卷取电动机其旋转方向同轧机与卷取机之 前张力和后张力作用下进行的。张力是冷轧机轧 间带钢所承受的张力转矩方向一致，故卷取电动 制过程中最活跃的因素，能否实现高精度的张力 机轴上的转矩平衡方程式为 Tension (1) 自动控制(AutomaticControl，简称ATC)， rq。=约，+殉．+而， 不仅关系到能否按工艺要求成功地完成轧制过 式中，rq。为电动机输出转矩；约，为建立张力所需 收稿日期：20