[发明专利]一种高速轧机电气传动控制系统

权利要求书

1.一种高速轧机电气传动控制系统，其特征在于，包括

轧机组，用于对带钢进行轧制加工；

直流调速模块，与轧机组信号连接，用于完成系统运行参数的设置，控制轧机组全线电机的协调工作以及控制轧机组的速度、张力稳定；

自动化控制模块，与轧机组信号连接，用于对轧机组进行监控，并根据监控的结果进行对轧机组自动调整；

可编程控制器，分别与轧机组、直流调速模块以及自动化控制模块信号连接，用于对轧机组、直流调速模块以及自动化控制模块进行监控控制；

触摸屏，与可编程控制器信号连接，完成与可编程控制器的通讯、数据显示和故障查询；

所述直流调速模块控制轧机组张力稳定的具体步骤为：

S1、张力给定

带钢在卷取机卷取的过程中，带钢的卷取张力大小由带钢屈服极限σ和厚度h计算而得，带钢的卷取张力T＝qbh＝σkbh；

其中：q为单位张应力，σ为屈服极限；k为计算系数，值为0.2—0.8；b为带钢宽度mm；h为带钢厚度mm；

S2、带钢卷径计算

第一增量码盘将偏导辊的转速转换成实际线速度S，角速度ωr由安装于电机转动轴轴端的第二增量码盘测量，得出带钢实际卷径D＝S/ωr；随后，积分器对得出的带钢实际卷径D进行滤波处理，得出带钢的最终卷径值D₁＝D+Δ，Δ为带钢卷径单位时间的变化量；

S3、张力力矩计算

设定卷取机的轧制张力T，折算到电机转轴上的力矩为：

M_T＝K·D₁T/2

式中，在开卷时：卷取时：

K为变量系数；

η、i分别为传动效率，减速比；

S4、空载力矩补偿

根据卷取机卷筒的速度，对卷取机进行空载力矩补偿；

S5、动态力矩补偿计算

由带钢卷径线速度变化dv、dt和卷径变化D-D₀决定的加速力矩计算公式如下：

动态补偿的公式：

M_动＝M_动1+M_动2

其中：

M_动为总的转动惯量；

M_动1为带钢卷轴的转动惯量；

M_动2为带钢的转动惯量；

D_N为卷取机卷筒的直径；

i为减速比；

g为重力加速度；

GD_N²为折算到电机动轴上的飞轮惯量，G为负载的等效重力；

D₀为卷筒的内径，米；

b为带钢宽度，毫米；

G为负载等效重力；

K₁表示固定部分的转动惯量系数；

ρ为带钢密度，公斤/米³；

s为带卷卷取时充填率，它与带卷层致密程度和卷取张力有关，取值为s＝0.85-0.90。

2.如权利要求1所述的高速轧机电气传动控制系统，其特征在于，所述轧机组包括用于对带钢进行轧制加工的卷取机，用于检测卷取机速度的偏导辊，用于带动偏导辊转动的电机，用于控制卷取机张力的斜坡发生器，安装于偏导辊中、用于将偏导辊的转速转为线速度的第一增量码盘，安装于电机转轴中、用于测量偏导辊角速度的第二增量码盘，以及用于减少带钢卷径变化扰动的积分器。

3.如权利要求1所述的高速轧机电气传动控制系统，其特征在于，所述触摸屏为HMI触摸屏。