[发明专利]一种机械转动惯量的电气参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中的电气自动化控制部分，具体地，涉及一种机械转动惯量的电气参数测量方法。

背景技术

在冶金行业中的连轧机、平整机、拉矫机、重卷机、横切机、酸洗机、镀锌线、镀锡线、光亮退火线、彩涂线等的生产机组中，各机组通过速度匹配使得带钢表面保持一定的张力。为保持各机架间钢带的张力保持稳定，需要对变速过程中的张力变化予以控制和补偿。

目前采取的方法有直接张力闭环补偿和前馈的动态转矩补偿两种方法。

直接张力闭环补偿的方法是采集张力控制点的张力反馈信号，与张力给定进行比较后经PID运算作为非基准机架的速度偏差补偿信号，通过非基准机架的速度调节使带钢张力恢复到设定值。这种方法的缺陷是：时序上带钢张力波动先产生，然后再通过调节进行校正。由于控制上的时间滞后，对于高速、张力要求高的生产设备，已经发生的较大张力波动将造成带钢跑偏，严重时将迫使机组停机。这种方法仅应用在设计线速度较低、变速过程缓慢的生产场合。

为使变速过程的转矩补偿与张力波动同步，目前较通用的方法是在检测出速度给定变化时，按照速度给定变化的矢量方向，给出对应的附加转矩设定，以抵消加减速过程需要的机械转矩，从而使带钢表面张力保持稳定。这种方法的缺点是加速和减速补偿转矩依赖于机械转动惯量的计算和电机控制转矩的计算。当计算出现偏差时，将无法对张力控制过程的分析过程进行可靠分析，较大的偏差所带来的张力波动，将影响加工过程的带钢表面质量，严重时带钢跑偏停机。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在适用范围小、计算过程复杂和可靠性低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种机械转动惯量的电气参数测量方法，以实现适用范围大、计算过程简单和可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机械转动惯量的电气参数测量方法，主要包括：

a、电机的单机调试；

b、基于单机调试的结果，进行包含加减速斜率dn/dt的确定、机械量与电量的标幺换算、电机的带设备转矩测量、转矩曲线分析和多次带设备转矩测量的数学计算的处理，完成机械转动惯量的电气参数测量。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

单机调试的要求是在电机没有任何负载的情况下，其速度闭环阶跃响应在速度输出不饱和的情况下，调节时间小于500ms，超调量小于2％额定值，整个速度段无振荡。

进一步地，在步骤b中，所述加减速斜率dn/dt的确定的操作，具体包括：

每个机组的设计加速时间和减速时间是固定的，也就是说每台电机机的dn/dt将预先规定；

由于调试需要和工艺需要调整加减速时间，需要按比例计算dn/dt的数值。

进一步地，在步骤b中，所述机械量与电量的标幺换算的操作，具体包括：

机械量的转动惯量与电机的输出转矩关系如下：

M=GD29.55×dndt;]]>

M=GD29·55×dndt;]]>

其中，M＝加速或减速的电机输出转矩，单位Nm；GD²＝机械设备的转动惯量，单位kgm²；单位dn/dt是固定的(通常全线加减速时间为10-15s)；GD²为机械系统的固有转动惯量；加速或减速转矩M为固定值，该数值能够通过电气传动装置读出标幺的百分比数值。

进一步地，在步骤b中，所述电机的带设备转矩测量的操作，具体包括：