一種連鑄拉矯機系統以及負荷分配方法技術方案

本發明專利技術適用于連鑄設備技術領域，提供一種連鑄拉矯機系統以及負荷分配方法，所述方法包括：為所有驅動電機設定一個相同的電機轉速設定值；為每臺驅動電機設定一個負荷分配系數；確定需要參與負荷分配的拉矯機驅動輥部件；計算參與負荷分配的驅動輥的實際輸出拉坯力；計算總拉坯合力；計算參與負荷分配的每臺驅動電機的拉坯力設定值；控制器輸出轉速補償量；將轉速補償量與電機轉速設定值之和作為驅動電機的輸入端進行轉速控制，驅動輥的實際輸出拉坯力作為反饋值實現閉環控制。本發明專利技術通過引入負荷分配系數實現了拉矯機組總負荷在各臺拉矯機上的自由分配，通過閉環調節實現了拉坯力的自動控制，同時該方法還不會造成拉速變化，不會影響生產工藝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于連鑄設備
，尤其涉及。
技術介紹
拉矯機是將鑄坯連續拉出并矯直的連鑄設備。小方坯連鑄機通常采用五輥拉矯機，大方坯連鑄機則由3?5對輥子組成，板坯連鑄機采用多輥拉矯機。現代連鑄機的拉矯機都采用交流變頻調速方式。在生產過程中，由于驅動系統的各種誤差導致各臺驅動電機負荷分配無規律且不均，致使部分電機長期工作于滿載甚至過載狀態，容易引發過電流跳閘事故導致生產中斷、產品報廢，而某些電機處于空載甚至發電狀態，這部分電機效率非常低，發電狀態的電機還造成能源浪費。此外，由于電機負荷不均導致驅動輥在整個鑄坯表面施加的拉坯力不均勻，會對鑄坯的表面質量造成影響。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的在于提供，旨在解決現有連鑄拉矯機系統中，由于驅動電機負荷分配無規律，使得部分驅動電機長期處于過載的工作狀態，容易引發事故的技術問題。一方面，所述連鑄拉矯機系統，包括若干拉矯機驅動輥部件，每個驅動輥部件包含一個驅動輥以及一個驅動電機，針對每個驅動輥部件設置一個減法器、控制器和加法器，所述減法器輸出端連接到所述控制器，所述控制器的輸出端連接到加法器的一個輸入端，所述加法器的輸出端連接到驅動輥部件，所述驅動輥部件的反饋端連接到所述減法器的負極輸入端，所述減法器的正極輸入端用于輸入拉坯力設定值，所述加法器的另一輸入端用于輸入電機轉速設定值。另一方面，所述連鑄拉矯機負荷分配方法包括下述步驟:為所有驅動電機設定一個相同的電機轉速設定值wset ；為每臺驅動電機設定一個負荷分配系數Lsi ；確定需要參與負荷分配的拉矯機驅動輥部件，每個驅動輥部件包含一個驅動輥以及一個驅動電機；計算參與負荷分配的驅動輥的實際輸出拉坯力Facti ；計算總拉坯合力F ;計算參與負荷分配的每臺驅動電機的拉坯力設定值Fseti ；將Fseti與Facti的差值作為控制器的輸入，所述控制器輸出轉速補償量Λ wi ；將Λ wi與wset之和作為驅動電機的輸入端進行轉速控制，驅動輥的實際輸出拉坯力作為反饋值實現閉環控制。本專利技術的有益效果是:本專利技術通過對驅動電機進行轉速補償來改變驅動輥實際輸出拉坯力大小，即改變驅動電機負荷，并且采用閉環調節方式實現實際輸出拉坯力對拉坯力設定值的動態跟蹤和精確控制。本專利技術能使拉矯機的驅動電機的負荷按照設定要求進行分配，消除某些電機過載而某些電機空載的現象，同時不對生產工藝造成影響。使拉矯機處于良好的工作狀態，降低生產故障率，提高生產效率，改善產品質量。【附圖說明】圖1是本專利技術實施例提供的連鑄拉矯機系統的原理結構圖；圖2是本專利技術實施例提供的連鑄拉矯機負荷分配方法的流程圖。【具體實施方式】為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。首先分析拉矯機驅動電機產生負荷偏差的原因。驅動輥對鑄坯的拉坯力的F可以表示近似表示為F = NXu(I)其中:N為驅動輥在鑄坯法向上受到的壓力，u為鑄坯與驅動輥間的摩擦系數；對于夾送輥抬起的拉矯機，其N = 0，該拉矯機不會產生拉坯力，所以也沒有參與負荷分配的必要與意義，以下敘述都只針對夾送輥壓下的拉矯機。 當驅動輥表面與鑄坯表面的相對滑動速度較小時,近似的有:u = av+b(2)其中V為驅動輥表面與鑄坯表面的相對滑動速度，a, b為與驅動輥表面和鑄坯表面材料相關的常數。假設拉坯速度為Vc，驅動輥的角速度為W，驅動輥半徑為R，則V = wR-Vc (3)根據⑴、⑵、(3)得到F = NX (a(wR-Vc)+b) (4)即使所有驅動輥電機的角速度相同，但由于不同位置的拉矯機驅動輥與鑄坯間的壓力不同、每臺驅動輥的半徑也存在一定誤差，使得每個驅動輥輸出的拉坯力有一定差別。總體來講，拉矯機驅動輥與鑄坯間的壓力N越大、驅動輥表面與鑄坯表面的相對滑動速度越大，則驅動輥產生的拉坯力越大，反之亦然。由于拉矯機驅動輥與鑄坯間的壓力一般由液壓專業設計規定且無法調節更改，所以只能通過調節驅動電機角速度w實現拉矯機驅動輥的負荷控制。本專利技術實施例對拉坯力進行閉環控制可以實現實際拉坯力對設定拉坯力的動態跟蹤和精確控制，為了說明本專利技術所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。圖1示出了本專利技術實施例提供的連鑄拉矯機系統的原理結構，為了便于說明僅示出了與本專利技術實施例相關的部分。本實施例提供的連鑄拉矯機系統包括若干拉矯機驅動輥部件101，每個驅動輥部件包含一個驅動輥以及一個驅動電機，針對每個驅動輥部件設置一個減法器102、控制器103和加法器104，所述減法器102輸出端連接到所述控制器103，所述控制器103的輸出端連接到加法器104的一個輸入端，所述加法器104的輸出端連接到驅動輥部件101，所述驅動輥部件101的反饋端連接到所述減法器102的負極輸入端，所述減法器102的正極輸入端用于輸入拉坯力設定值Fseti，所述加法器104的另一輸入端用于輸入電機轉速設定值Wset0其中，所述控制器包括比例調節器和積分器。所述控制器用于將拉坯力設定值與實際輸出拉坯力的差值按比例調節和積分，得到轉速補償量。上述系統中，每個驅動電機都有一個相同的機轉速設定值wset，驅動電機的實際轉速由機轉速設定值wset與轉速補償量Λ wi之和決定，并且將驅動輥的實際輸出拉坯力作為反饋輸入至減法器，減法器輸出拉坯力設定值與實際輸出拉坯力的差值，并且控制器根據此差值得到轉速補償量，繼續循環控制，直至實際輸出拉坯力等于拉坯力設定值。實現了實際輸出拉坯力對拉坯力設定值的動態跟蹤和精確控制。針對上述系統，如圖2所示，本實施例還提供了一種連鑄拉矯機負荷分配方法，包括下述步驟:步驟S201、為所有驅動電機設定一個相同的電機轉速設定值。各個驅動電機的電機轉速設定值wset相同，wset根據設定拉還速度和減速比折算得到。步驟S202、為每臺驅動電機設定一個負荷分配系數。根據每個驅動輥的實際輸出拉坯力需求為每臺驅動電機設定一個負荷分配系數，所述負荷分配系數決定了拉坯力設定值。步驟S203、確 定需要參與負荷分配的拉矯機驅動輥部件。對于板坯連鑄機需要根據拉矯機軋輥壓下或抬起狀態，確定參與負荷分配的驅動輥部件，只有向下壓的軋輥才和鑄坯表面接觸，產生拉坯力。假設有η臺驅動輥參與負荷分配，它們的編號依次為1，2，3，……，η。步驟S204、計算參與負荷分配的驅動輥的實際輸出拉坯力。對于第i臺驅動輥，其實際輸出拉坯力為Facti，即驅動輥表面與鑄坯表面之間的作用力。Facti = Tacti XGi/Ri其中:Tacti為第i臺驅動電機的實際輸出的電磁轉矩(單位:Nm)，Tacti可從控制該驅動電機的變頻器中讀取；Gi為第i臺驅動輥的傳動效率，Gi〈l ；Ri為第i臺驅動輥的輥道半徑，單位m。步驟S205、計算總拉還合力。總拉還合力F = Factl+Fact2+...+Factn。步驟S206、計算參與負荷分配的每臺驅動電機的拉坯力設定值。第i臺驅動電機的拉還力設定值Fseti = FXLsi/(Lsl+Ls2+Ls3+...+Lsn)。這里Lsi為第i臺驅動電機的負荷分配系數。負荷分配系數越大，輸出的拉坯力越大。如果希望某臺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連鑄拉矯機系統，其特征在于，所述系統包括若干拉矯機驅動輥部件，每個驅動輥部件包含一個驅動輥以及一個驅動電機，針對每個驅動輥部件設置一個減法器、控制器和加法器，所述減法器輸出端連接到所述控制器，所述控制器的輸出端連接到加法器的一個輸入端，所述加法器的輸出端連接到驅動輥部件，所述驅動輥部件的反饋端連接到所述減法器的負極輸入端，所述減法器的正極輸入端用于輸入拉坯力設定值，所述加法器的另一輸入端用于輸入電機轉速設定值。

【技術特征摘要】
1.一種連鑄拉矯機系統，其特征在于，所述系統包括若干拉矯機驅動輥部件，每個驅動輥部件包含一個驅動輥以及一個驅動電機，針對每個驅動輥部件設置一個減法器、控制器和加法器，所述減法器輸出端連接到所述控制器，所述控制器的輸出端連接到加法器的一個輸入端，所述加法器的輸出端連接到驅動輥部件，所述驅動輥部件的反饋端連接到所述減法器的負極輸入端，所述減法器的正極輸入端用于輸入拉坯力設定值，所述加法器的另一輸入端用于輸入電機轉速設定值。2.如權利要求1所述系統，其特征在于，所述控制器包括比例調節器和積分器。3.如權利要求1或2所述系統，其特征在于，所述控制器用于將參與負荷調節驅動輥的拉坯力設定值與實際輸出拉坯力的差值按比例調節和積分，得到轉速補償量。4.如權利要求3所述系統，其特征在于，參與負荷調節的第i臺驅動輥的拉坯力設定值Fseti = FXLsi/(Lsl+Ls2+Ls3+...+Lsn)； 其中，Lsi為第i臺驅動輥電機的負荷分配系數，η為參與負荷分配的驅動輥部件的臺數；總拉還合力 F = Factl+Fact2+...+Factn ； Facti為第i臺驅動輥的實際輸出拉坯力；Facti = Tacti XGi/Ri ； Tacti為第i臺驅動電機實際輸出的電磁轉矩； Gi為第i臺驅動輥的傳動效率，Gi〈l ； Ri為第i臺驅動輥的輥道半徑，單位m。5.—種連鑄拉矯機負荷分配方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡煒，蘇瑞淼，葉理德，趙菁，
申請(專利權)人：中冶南方工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42