[发明专利]一种卷取机传动功率计算方法及张力梯度控制方法

说明书

技术领域

本发明属于带钢精整处理技术领域，特别涉及一种卷取机传动功率计算方法及张力梯度控制方法。

背景技术

经冷轧机组轧制后的带钢，必须经过精整处理加工，才能得到高质量的合格产品。精整机组主要进行重卷、纵切、横切、表面检查等工序。

在精整机组中，开卷机和卷取机是最重要的设备，其稳定运行决定了整条机组的稳定良好运行。特别是卷取机，合适的张力梯度是卷取质量优良的决定因素。张力梯度设定以后，传动电机机械特性必须能够保证卷取机按照设定好的张力梯度进行卷取。因此，卷取机传动功率计算时，必须同时考虑张力梯度和传动电机机械特性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种卷取机传动功率计算方法及张力梯度控制方法，深入研究了卷取机动态特性，考虑了张力梯度和传动电机机械特性，形成比较完善的基于张力梯度与电机机械特性的卷取机传动功率计算方法，根据该方法计算选取传动电机，能够保证卷取机严格按照设定好的张力梯度进行卷取，有效避免传动电机能力不足，应用于带钢精整处理，效果明显。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种卷取机传动功率计算方法，基于张力梯度与电机机械特性，包括以下步骤：

步骤一、设定卷取机卷取张力梯度T；

步骤二、将钢卷等分为MAXNUM段；

步骤三、自i＝1始，计算第i段钢卷直径D_i及其对应的卷取张力T_i；

步骤四、计算传动速比ratio与传动电机功率初值P₀；

步骤五、钢卷直径为D_i时，计算卷筒轴上的动态张力T_dyi；

步骤六、卷取机以最高速度v_max运行，钢卷直径为D_i时，计算折合到电机轴上的传动转矩M_i；

步骤七、卷取机以最高速度v_max运行，钢卷直径为D_i时，计算传动电机工作频率H_i；

步骤八、比较判别式i＞MAXNUM是否成立，如果不成立，令i_new＝i+1，转到步骤四，循环计算，直到判别式成立，转到步骤九；

步骤九、计算卷取机正常工作要求的传动电机机械特性曲线M_i＝f(H_i)；

步骤十、根据电机技术手册查得功率为P₀的电机机械特性曲线M＝f(H)，比较判别式M＝f(H)≥M_i＝f(H_i)是否成立，如果不成立，查找上一档功率电机的机械特性曲线进行比较，直到判别式成立，转到步骤十一；

步骤十一、得到卷取机传动电机参数：功率P、机械特性曲线M＝f(H)。

所述步骤一中，卷取机卷取张力梯度T设定为

式中：D₀为卷筒直径，D_max为卷径最大值，D₁、D₂分别为钢卷直径分段值，σ₁、σ₂、σ₃为各卷取段卷取张应力值，B_max为带钢宽度最大值，h_max为带钢厚度最大值。

所述步骤三中卷取张力T_i按下式确定：

所述步骤四中传动速比ratio按下式确定：

式中，r为传动电机弱磁倍数，N₀为传动电机额定转速，v_max为机组最高速度，D_d为机组升速到v_max时的卷筒当量直径，T_a为正常加减速时间，h_min为带钢最小厚度；

所述步骤五中卷筒轴上的动态张力T_dyi按下式确定：

T_ai是卷取机加速时加速动态张力，式中：ε_a为卷取角加速度，J₁为卷取机卷筒及减速机、电机折合到卷筒上的转动惯量之和，J_2i为卷取机卷筒上直径为D_i的钢卷的转动惯量，T_a为正常加减速时间，m_i为对应直径D_i的钢卷的质量；