连退机组张力辊的从辊直流电机进行更换后的调速方法
【专利摘要】本发明公开了一种对连退机组的张力辊的一从辊直流电机进行更换后的电机调速方法，该方法包括：确定与多个从辊线速度中每一个从辊线速度相对应的从辊直流电机的理论转速；测量所更换的从辊直流电机在每一个从辊线速度的情况下相对应的实际转速；以及对于每一个从辊线速度，当所述理论转速和所述实际转速二者差值大于预设的转速差阈值时，调整所述从辊直流电机的励磁电流，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。通过本发明，使张力辊中新更换的电机速度与张力辊中其他电机的速度相匹配，解决了因张力辊电机之间速度不匹配而损伤带钢的问题。
【专利说明】连退机组张力辊的从辊直流电机进行更换后的调速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制领域，具体地，涉及一种连退机组张力辊的从辊直流电机进行更换后的调速方法。
【背景技术】
[0002]连退机组是钢厂冷轧带钢的主要生产机组，通过连退机组能够对带钢进行清洗、退火、平整、表面检查及精整等工序。
[0003]目前，有一些钢厂在产的连退机组使用的电机仍广泛采用直流调速方法，而不是交流变频调速。其原因是交流调速技术在这些在产的连退机组建造时还具有很多问题，如果直接使用可能会对生产的稳定性带来影响。另外，当时的交流变频调速还没有广泛应用矢量控制，并不便于使用。
[0004]然而，虽然采用了技术成熟的直流调速方式，但当时直流调速变频装置价格较高，因此，为了降低成本，各钢厂对连退机组的张力辊电机的控制采用一个传动柜驱动两个电机、三个电机甚至四个电机的方式。这样的控制方式在张力辊从辊的某台电机出现故障需要更换时存在很大的问题。
[0005]因为只有张力辊主辊电机配有编码器能够反馈速递信号参与控制，而从辊是按照电机的内阻大小进行分配的。由于不同的电机之间不可避免地存在差异，即使相同型号的电机内阻也不可能完全相同。因此，当更换某个从辊直流电机后，通过传动柜驱动张力辊运行时，更换过电机的从辊的转速与更换之前相比必然会发生变化。这样带钢在经过该辊时受到的张力会发生变化，严重时会划伤带钢。
[0006]针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种直流电机的调速方法，以对张力辊中新更换的电机速度进行调整，使其速度与张力辊中其他电机的速度相匹配。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种对连退机组的张力辊的一从辊直流电机进行更换后的电机调速的方法，该方法包括:确定与多个从辊线速度中每一个从辊线速度相对应的从辊直流电机的理论转速；测量所更换的从辊直流电机在每一个从辊线速度的情况下相对应的实际转速；以及对于每一个从辊线速度，当所述理论转速和所述实际转速二者差值大于预设的转速差阈值时，调整所述从辊直流电机的励磁电流，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
[0009]进一步地，其中，调整所述从辊直流电机的励磁电流包括:当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流；当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以上时，如果所述电机的电枢电压稳定，则通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流，以及如果所述电机的电枢电压出现不稳定，则通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压和励磁电阻来调整所述励磁电流以使所述电机的电枢电压恢复稳定。
[0010]进一步地，其中当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流包括:当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速大于所述实际转速时，增大所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以降低所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值；以及当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速小于所述实际转速时，减小所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以提高所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
[0011]进一步地，其中，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:使所更换的从辊直流电机在更换之后空载运行一段时间。
[0012]进一步地，其中，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:如果所述张力辊上有带钢，则拆掉接手。
[0013]进一步地，其中所述调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电压包括:通过调整所述励磁板的励磁表的字节量来调整所述励磁电压。
[0014]进一步地，其中所述调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电阻包括:通过调整所述励磁板上的反馈电阻值来调整所述励磁电阻。
[0015]通过上述技术方案，通过调整从辊直流电机励磁板的励磁电流，使所述从辊直流电机的实际转速和理论转速的差值小于预设的转速差阈值，从而使张力辊中新更换的电机速度与张力辊中其他电机的速度相匹配，解决了因张力辊电机之间速度不匹配而损伤带钢的问题。
[0016]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0018]图1是传动装置同时驱动两个直流电机的控制示意图；
[0019]图2是根据本发明的直流电机的调速方法流程示意图；
[0020]图3是电机转速与励磁电流和电枢电压的关系示意图；以及[0021 ] 图4是电机励磁板电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0023]首先结合图1对本发明针对的直流电机的控制方式进行说明。图1是传动装置同时驱动两个直流电机的控制示意图。如图1所示，传动装置(例如，传动柜)带二个电机的控制方式中，直流(DC)电源是由变频装置(例如，变频柜)把三相交流电按电机驱动要求转
换的。根据直流电机的调速原理，即直流电机的转速计算公式:N = (U — IR)/Ce0，其中U为电枢电压，I为电枢电流，R为电枢电路总电阻，0为每极磁通量，Ce为电机结构参数。可见，如果电机的电枢电压和励磁电流(i1;i2)没有改变的话，即U和Cd不变，那么电机的转速取决于电机的内阻R。由于图1中所示的电机Ml和M2两台电机中只有一台电机(例如，电机Ml)带编码器可以输出编码信号(图1中电机Ml驱动张力辊的主辊)，因此，在图1所示的直流电机的控制方式中，使用电机Ml的反馈速度参与控制。
[0024]需要说明的是，图1所示的控制方式中仅示出了两个电机的情况，这时，使用电机M2驱动张力辊从辊。而对于使用一个转动装置控制更多电机来驱动张力辊的情况，仍然使用带有编码器的电机驱动张力辊的主辊，而对张力辊从辊的驱动可以按照电机内阻的大小进行分配。
[0025]在这种控制方式下，如果更换了从辊直流电机(例如，电机M2)，就算是使用相同型号的电机更换，更换前后两个电机的内阻也会不一样。并且电机的励磁电阻也可能发生改变，电机的转速会发生变化。更换电机后从辊直流电机速度就会相差很多，这时Ml和M2的速度就会不匹配，带钢在经过该张力辊时带钢在此处所受的张力就会明显偏大或者偏小，严重时会对钢带产生划伤。所以更换电机后，由于电机的转速变化过大，影响了机组的正常运行。因此，张力辊从辊更换电机后，需要对该电机进行调速，从而提出本发明。
[0026]图2是根据本发明的直流电机的调速方法流程示意图。如图2所示，本发明提供的对连退机组的张力辊的一从辊直流电机进行更换后的电机调速的方法，该方法包括:S101，确定与多个从辊线速度中每一个从辊线速度相对应的从辊直流电机的理论转速；S102，测量所更换的从辊直流电机在每一个从辊线速度的情况下相对应的实际转速；以及S103，对于每一个从辊线速度，当所述理论转速和所述实际转速二者差值大于预设的转速差阈值时，调整所述从辊直流电机的励磁电流，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
[0027]通过上述技术方案，通过调整从辊直流电机励磁板的励磁电流，使所述从辊直流电机的实际转速和理论转速的差值小于预设的转速差阈值，从而使张力辊中新更换的电机速度与张力辊中其他电机的速度相匹配，解决了因某个张力辊更换电机后张力辊电机之间速度不匹配而损伤带钢的问题。本发明方法中预设的转速差阈值可以是满足连退机组运行的各张力辊的电机之间的最大转速差，例如8转/分钟。需要说明的是，转速差阈值的选择需要综合考虑机组的运行状态，以及张力辊表面的光滑程度或摩擦系数，根据实际情况进行设置。
[0028]图3是电机转速与励磁电流If和电枢电压Va的关系示意图。如图3所示，对直流电机进行调速一般包括两个部分，即基速以下的调速和基速以上的调速。其中，基速是当电机的励磁绕组中通入额定的励磁功率(额定励磁电压，额定励磁电流)，在电机的电枢绕组两端施加额定的电枢电压，且此时电机带的负载为额定值，这时的电机转速为基速也称为额定转速。
[0029]对在基速以下的调速，可通过调整电机励磁板的励磁电压以调整励磁电流来实现对电机转速的调整，故该调整阶段可称为电压调节。而对于基速以上的调速则称为弱磁调速。一般直流电机，为避免磁路过饱和只能弱磁不能强磁。电枢电压保持额定值，电枢回路串接电阻减至最小。如果增加励磁回路电阻，则励磁电流和磁通减小，电机转速随即升高。转速升高时，如负载转矩仍为额定值，则电机功率将超过额定功率，电机过载运行、这是不允许的，所以弱磁调速时，随着电机转速的升高，负载转矩相应减小，属恒功率调速。因此，对于基速以上的调速，应特别注意调速过程中电机是否过载，可通过电枢电压是否出现不稳定来判断，例如，电压的突然升高。
[0030]优选地，在本发明提供的直流电机调速方法中，调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电流可以包括:当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流；当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以上时，如果所述电机的电枢电压稳定，则可以通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流，以及如果所述电机的电枢电压出现不稳定，则可以通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压和励磁电阻来调整所述励磁电流以使所述电机的电枢电压恢复稳定。
[0031]根据直流电机的调速原理，优选地，当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流可以包括:当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速大于所述实际转速，且二者差值大于所述预设的转速差阈值时，增大所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以降低所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值；以及当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速小于所述实际转速，且二者差值大于预设的转速差阈值时，减小所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以提高所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
[0032]优选地，为了消除新更换的电机的特性不稳定对调速带爱的影响，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:控制所述电机空载运行一段时间。这里，控制电机空载运行的时间可以根据实际情况以及操作人员的使用经验进行选择，例如控制电机高速空载旋转5分钟。并且，为了消除周围环境对调速的影响，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:如果所述张力辊上有带钢，则拆掉接手。例如，齿轮箱的接手。此外，对于驱动电机运行的传动装置，也要保证其运行条件尽量符合工况，例如调速同时运行电机的冷却风机。
[0033]优选地，对于采用逻辑可编程控制(PLC)的传动装置，其中所述调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电压包括:通过调整所述励磁板的励磁表的字节量来调整所述励磁电压。例如，当电机在基速以下时，励磁表的字节量都是10000，PLC转换将字节量转换输出6V电压作为励磁板的给定电压信号。当电机在基速以上，且电机速度过高时，可以将控制励磁电压的字节量修改为更大的数值写入励磁表，反之则改小。通过PLC可灵活方便地对励磁电压进行控制。
[0034]图4是电机励磁板电路原理示意图。如图4所示，如果需要调整励磁板的励磁电流，例如，当从辊的速度大于主辊的速度时，可以调整传动柜里的励磁板上的放大器的反馈电位器(IFB)，增大励磁电压，从而使励磁电流变大，从辊的速度则降低；如果从辊的速度低于主棍，则通过IFB使励磁电压降低。也可以结合放大器的给定电位器(I REF)—起来调节励磁电流。需要注意的是，在调整励磁板的电流时，有时会发生励磁电流不可调节的情况，即不能调大或者不能调小。这时就需要调整励磁板上的低限位高限位的限幅，从而改变励磁电压的上下限。如果励磁电流还是不能满足要求，就需要对励磁板的励磁电阻进行调整。如图4所示，在励磁板上有A、B、C、D四路不同大小的反馈电阻。通过改变A、B、C、D跳线的位置，可以改变励磁板上的反馈电阻值的大小，从而在励磁电压不变的情况下可以改变励磁电流的大小。并且励磁板上还可以预留了一个可以焊接反馈电阻的位置，例如R100。例如，电机的额定电流为243A，则焊接电阻:R100=243/I千欧(I是励磁电流)。这样，就能根据需要，选择使用阻值合适的反馈电阻来获得所需的励磁电流。因此，作为一种优选的实施方式，调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电阻可以包括:通过调整所述励磁板上的反馈电阻值来调整所述励磁电阻。
[0035]以下结合表1和表2对根据本发明的一个实施方式进行说明。根据本发明的直流电机调速方法，其中确定电机的理论转速可以通过公式N=V*i/ Π d，式中，i为齿轮比，d为张力辊辊子的直径，V为张力辊的线速度，Π为圆周率。其中，可通过查阅手册，得到电机所带辊子的直径d，以及齿轮箱的齿轮比i，然后通过上述公式，计算出在不同线速度的情况下，电机的转速(单位:转/分钟)，如表1所示。在本实施方式中，1#辊的电机为新更换的电机。各辊的电机的基速为800转/分钟，考虑到电机在基速以上的转速时励磁曲线的变化，因此，可以在基速以上的多选取计数点进行测量，例如，可以以线速度增量5m/min为间隔进行测量。
[0036]表1
[0037]
【权利要求】
1.一种对连退机组的张力辊的一从辊直流电机进行更换后的电机调速的方法，该方法包括: 确定与多个从辊线速度中每一个从辊线速度相对应的从辊直流电机的理论转速； 测量所更换的从辊直流电机在每一个从辊线速度的情况下相对应的实际转速；以及 对于每一个从辊线速度，当所述理论转速和所述实际转速二者差值大于预设的转速差阈值时，调整所述从辊直流电机的励磁电流，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述从辊直流电机的励磁电流包括: 当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流； 当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以上时，如果所述电机的电枢电压稳定，则通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流，以及如果所述电机的电枢电压出现不稳定，则通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压和励磁电阻来调整所述励磁电流以使所述电机的电枢电压恢复稳定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当所述从辊直流电机的实际转速在该电机的基速以下时，通过调整所述从辊直流电机励磁板的励磁电压来调整所述励磁电流包括: 当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速大于所述实际转速时，增大所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以降低所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值；以及 当与所述每一个线速度相对应的所述从辊直流电机的所述理论转速小于所述实际转速时，减小所述从辊直流电机励磁板的励磁电压，以提高所述实际转速，使所述二者差值小于所述预设的转速差阈值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:使所更换的从辊直流电机在更换之后空载运行一段时间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在所述测量与所述从辊的多个线速度中每一个线速度相对应的所述从辊电机的实际转速的步骤之前，该方法还包括:如果所述张力辊上有带钢，则拆掉接手。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电压包括:通过调整所述励磁板的励磁表的字节量来调整所述励磁电压。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述调整所述从辊直流电机励磁板的所述励磁电阻包括:通过调整所述励磁板上的反馈电阻值来调整所述励磁电阻。
【文档编号】H02P7/06GK103872954SQ201210551380
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】杨晓东 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司