锌线带钢张力控制驱动原理分析与应用

《锌线带钢张力控制驱动原理分析与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、唐钢3号镀锌线带钢张力控制驱动原理分析与应用唐钢冷轧薄板厂刘巍巍张文欣摘要电力电子技术的发展，器件制造水平的不断提高，使得电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了迅速发展。特别是近年来，电力电子器件向着大容量、高效率、高响应、低损耗的方向发展。而变频器作为现代电力电子器件与计算机技术有机结合的产物，随着产品的开发创新和推广使用，使得交流异步电动机调速领域发生了一场巨大的技术革命，直流传动的控制特性、精度、调速范围等控制要求，以现有的变频器技术已完全能满足。关键词变频调速矢量控制主速度张力控制前言西门子

2、变频器以其控制方式的多样性，适用于多种场合。速度控制、转矩控制、位置控制，可由工艺命令进行动态切换。如配以PG卡和旋转编码器反馈实行矢量闭环控制，调速范围可达1:1000，速度精度±0.02%，转矩精度±5%。它们在带钢连续运行、速度和张力控制等方面发挥着十分重要的作用。1、唐钢3号镀锌生产线工艺简介下面为唐钢3号镀锌生产线的工艺布置图：图1镀锌生产线总布置图主要工艺数据如下：入口、出口段最大速度270m/min工艺段最大速度180m/min点动速度0-60m/min入口、出口活套钢带最大速度150m/min

3、入口、出口活套小车最大速度25m/min入口、出口段正常加速度0.4m/s²(7.68sec)入口、出口段正常减速度0.4m/s²(7.68sec)入口、出口段最大加速度0.88m/s²(3.53sec)工艺段正常加速度:0.05m/s²(40sec)工艺段正常减速度:0.15m/s²(13.4sec)工艺段最大加速度:0.31m/s²(6.45sec)从上图中可以看出，整个镀锌生产线分为三个区域：入口段、工艺段、出口段。共有116台变频调速装置和6套直流母线整流装置，全部为西门子驱动产品。要保证生产线的速度

4、、张力控制，连续进行生产，这些驱动装置的正确控制尤为重要。在现代化带钢连续镀锌生产作业线中，带钢全长数千米，要保证机组高效率作业，带钢只有在张力控制下才能对中运行，在一定程度上可改善带钢不平坦的板形，保证带钢在工艺段沉没辊和冷却塔第一转向辊之间稳定运行，只有这样才能获得均匀的镀层。出口段的张力作用，可保证带钢卷紧并且在必要时进行错边卷取。在3号连续镀锌生产线中，共设有八组张紧辊装置，其中1号、4号、8号张紧辊分别为入口段、工艺段和出口段的主速度辊，4号张紧辊又作为全线的主速度辊控制着全线速度、张力的分布和调整

5、。2、生产线张力分布下图为生产线带钢张力的分布图。图2生产线带钢张力的分布图由带钢张力分布图可知，在整个生产线中各段带钢张力是平衡的，即发电机和电动机的张力总值是相等的，每个机组的带钢张力是根据带钢单位截面积所允许承受的力（即张力系数）以及机组所生产的带钢规格计算出来的，可由下式表示：F=bDfa式中：F---带钢张力b---带钢宽度Df---带钢厚度a---张力系数这样按照产品的规格范围，即可算出该机组的最大张力和最小张力。在实际操作中，根据带钢横截面积，即可决定张力大小。带钢在退火炉内一般被加热到700－

6、800℃，在这样高的温度之下，由于带钢的塑性剧增，从而导致带钢截面积的收缩，其主要表现形式为带钢的宽度变窄。实践证明，在固定张力的情况下，带钢在炉内的宽度变窄值是随炉温的升高而加大的。因此，为避免在高温下因断面收缩太大而引起断带事故，必须适当调整带钢的张力设定值。3、带钢的速度、张力控制在参与生产线速度、张力控制的所有驱动设备中，分为两种控制方式：速度控制方式和转矩控制方式。其中，1号、4号和8号张紧辊为速度控制方式，其它均为转矩控制方式。3.1转矩控制与转速控制的区别(1)转速控制的特点 　    我们所讨

7、论的变频调速，都是以控制电动机的转速为目的的，其基本特点有:(a)变频器输出频率的大小(从而电动机转速的高低)随给定信号的大小而变;(b)电动机的转矩大小是不能控制的,它总是和负载的阻转矩处于平衡状态。因此,是随负载的轻重而随时变化的;(c)电动机转矩的极限值是受发热和过载能力(取决于临界转矩)制约的。(2)转矩控制的特点    转矩控制是矢量控制模式下的一种特殊控制方式。其主要特点是:(a)给定信号并不用于控制变频器输出频率的大小,而是用于控制电动机所产生的电磁转矩的大小(b)电动机的转速大小取决于电磁转矩

8、和负载转矩比较的结果，只能决定拖动系统是加速还是减速，其输出频率不能调节，很难使拖动系统在某一转速下等速运行。图3   转矩控制的概念图4   转矩控制时的转速(c)拖动系统的加速度    根据电力拖动的知识，加速度的计算公式是:      TJ—动态转矩，在忽略损耗转矩的情况下，等于电动机的电磁转矩与负载的阻转矩之差: TJ＝TM－TL  (20)(3)在转矩控制模式下起动的优点    在转速控制