限动芯棒系统转矩匹配控制技术.pdf

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1、ELECTRICDR1VE2010Vo1．40No．10电气传动2010年第4O卷第1O期限动芯棒系统转矩匹配控制技术安连祥，李冬，李攀，景征(河北工业大学电气自动化学院，天津300130)摘要：针对三辊式连轧管机(PQF)生产线中，限动芯棒系统转矩匹配的控制问题，通过解析影响转矩匹配的因素得出电流环响应的差异性是其最主要因素，以转矩匹配原理为出发点，在消化吸收安思意公司控制技术的基础上自行设计了转矩匹配控制器。实践证明该控制器性能良好，满足生产线的工艺要求。该控制器的设计方法具有一定的参考价值。关键

2、词：限动齿条；芯棒；三辊连轧管机；转矩匹配控制器；矢量控制中图分类号：TG333文献标识码：ATorqueMatchControlinRetainingMandrelSystemANLian—xiang，LIDong，LIPan，JINGZheng(CollegeofElectricalEngineering。HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：Theproblemoftorquematchcontrolinretainin

3、gmandrelsystemfor3一RollcontinualtubeRollingPQFprocessinglinewasstudied．Thefactorswhicheffectedtorquematchwereinvestigated．Themainfactoristhedifferencesofcurrentloopresponse．Combinedwiththeoryoftorquematch，basedonthecontroltechnologyofASIR0BIC0N。thetorqu

4、ematchcontrollerwasdesigned．Practiceprovesthatthecontrolsys—ternhasplayedgoodresult．Itfulfillstechnologicalrequirement．Thedesignmethodhascertainreferencevalue．Keywords：retainingrack；mandrel；premiumqualityfinishing(PQF)；torquematchcontroller；vectorcontro

5、iPQF(premiumqualityfinishing)轧机是目前1转矩匹配分析世界上最先进的连轧管设备I1]。本文以安徽某石油管道公司与德国西马克迈亚(SMS—MEER)公1．1影响转矩匹配的因素司合作建设的14．3～339．7mmPQF轧机机组在限动芯棒系统中，影响转矩匹配的因素很为研究平台，该机组于2OO9年12月正式投产。多，有齿车上下层齿纹的差异性，减速机带动的齿限动芯棒机构是PQF轧机的重要辅助设轮与齿牙摩擦系数的差异性，电机本身参数的差备l_2]。其功能的实现是由控制限动齿条机构完成异

6、性，磁通量的差异性，矢量控制中电流环响应的的，该机组是由4台交流电动机通过4个减速箱差异性等。经过分析有关数据，电流调节器响应驱动齿轮咬合齿条来实现芯棒的插入、限动和返的差异性是造成转矩不匹配的最主要因素。这是回。每台电机的额定功率为500kw，额定电压为因为在单机调试中虽然每台电机的响应都能够达660V，电机满载电流和空载电流分别为1147A到生产工艺的要求，但由于各种因素，在联机调试和544A，频率范围为O～70．4Hz，额定转速和最时电流环响应速度的差异性就会很明显，严重影高转速分别为420r／

7、min和1400r／min。4台交响了电机的转矩匹配。流电机采用l主3辅方式，这就对电机的转矩匹1．2转矩匹配的原理配控制系统提出了更高的要求，如果4台电机的转矩匹配的基本原理是控制限动齿条设备4转矩不匹配，就会出现相互之间推拉的现象，影台电动机相同时刻输出相等的转矩，在电动机和响轧制效率和成品质量，为此设计了转矩匹配控传动机构完全一致的情况下，可以归结为控制转制器。矩电流。但是交流电动机不像直流电机可以利用作者简介：安连祥(1946一)，男，硕士生导师，Email：anlianxiangl946@1

8、63．corn53电气传动2010年第4O卷第1O期安连祥，等：限动芯棒系统转矩匹配控制技术电流互感器将电机的电枢电流测量出来，交流电机的转矩电流是无法测量的。交流电动机可以通过坐标变换等效为直流电动机，这样模仿直流电动机的控制策略经过坐标反变换，就可以间接得到转矩电流。交流电动机转矩的获得是通过变频器模拟量输出口得到的。本系统中把1电机转矩输出值作为参考值，并作为2，3，4电机的转矩限幅，实际转矩值从逆变器的模拟量输出口读出。以2电机与1电机为例，若二