四辊可逆冷轧机的卷取机直流调速系统设计方案

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1、四辊可逆冷轧机的卷取机直流调速系统设计方案第一章设计概述1.1设计目的运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究，查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。1.2设计内容（1）根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系

2、统的原理图。（2）设计组成该系统的各单元，分析说明。（3）选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。（4）设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR和ACR（或张力调节器ZL）的结构，并计算其参数。（5）结合实验，论述该系统设计的正确性。1.3课题设计要求（一）生产工艺和机械性能四辊冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用。为提高生产效率，要求往返均要轧制，其轧机工艺参数如下：工作辊的最大和最小直径：156/136cm支持辊的最大和最小

3、直径：500/470cm辊身长：400cm轧制时扎件对轧辊的最大压力：60吨压下时扎件对轧辊的最大压力：120吨基速：7m/s带材宽度：0.5~10m/s轧制成品：8道次以上带卷内径（卷筒直径）：500mm带卷外径：680~1100mm带卷最大重量：2000Kg带卷最大张力：2000Kg卷取机传动比：i=1.87轧机原理简图：轧机（轧辊）作开卷机用作卷取机用作卷取机用作开卷机用V负V正带材辊机原理简图（一）设计要求：两台卷取机控制原理完全一样，仅设计其中一台；稳态无静差，电流超调量≤5%；空载启动至额定转速时转速超调量%≤10%，能实现快速制动。（二

4、）直流电动机参数Pn=120Kw,Un=230V,In=780A,Nn=1400r/min,Ra=0.05Ω电枢回程总电阻R=0.12Ω,电流过载位数λ=2.25，1.4背景知识介绍冷轧机，是在“再结晶”温度（包括常温）下将一定厚度的板材轧成目标厚度的设备。传统的冷轧机都是用力矩电机和直流电机来控制的。冷轧机的设备一般由3部分组成，即开卷机、主机、卷取机（可逆轧机不分开卷和卷取）冷轧机主要用途：冷轧机用于轧制普碳、优特中炭钢、铝、铜、锌等金属带材。应用领域：冷轧机主要应用在钢铁行业、冶金行业等。随着电力电子技术、控制技术的发展，高性能矢量变频器的出现

5、，变频器在冷轧机上的应用日益广泛。四辊压延机是轮胎生产的大型关键设备之一。主要用于对帘布的连续贴胶或用于对帘帆布的不连续擦胶。由于作为轮胎胎体骨架材料的帘布质量对轮胎的内在质量、安全性起着至关重要的作用，而且控制帘布质量也是降低生产消耗的重要手段，因此，生产过程中四辊压延机的稳定性和可靠性直接关系到整个轮胎生产企业的正常生产和经济效益，历来备受轮胎生产厂家、橡胶机械制造企业的关注。我国自行研制生产的第一台S型四辊压延机是大连橡胶塑料机械厂在1971年末研制出的XY-4S1800型四辊压延机组。它分为主机和辅机两部分。其中辅机由导开装置，接头硫化机，小

6、牵引机，前、后储布装置，前四辊和后四辊牵引机，十二辊干燥机，冷却机，自动切割机，卷取装置和相应的定中心装置，张力传送架，同位素穿透式测厚装置组成。第二章调速方案选择在进行调速方案选择之前，先来简要介绍一下直流调速的一般原理。2.1直流调速的一般原理理想化直流电动机，直流电动机转速方程可表示为：式中n——转速（r/min）；U——电枢电压（V）；I——电枢电流（A）；R——电枢回路总电阻（）；——励磁磁通（Wb）；——由电机结构决定的电动势常数；在上式中，是常数，电流I是由负载决定的，因此调节电动机的转速可以有三种方法：1）调节电枢供电电压U；2）减弱

7、励磁磁通；3）改变电枢回路电阻R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能实现有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但是调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。以下介绍在直流调速系统中比较常用的开环控制、转速负反馈控制、转速、电流双闭环控制等控制方法。2.2开环直流调速系统开环直流调速系统原理图如下图2-2-1：图2-2-1晶闸管——电动机调速系统(V——M系统)原理图图2-2-1中VT是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置

8、GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud，从而实现平滑调速。这里对晶闸管可控整流器的移相