一種拉坯輥的傳動負荷控制方法和裝置的製作方法

2023-10-06 20:58:49

專利名稱：一種拉坯輥的傳動負荷控制方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於連鑄機技術領域，尤其涉及一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法和裝置。
背景技術：
拉矯機或扇形段是大方坯及板坯連鑄機中重要的核心設備，它的主要作用是通過拉矯機或扇形段的拉坯輥將連鑄坯從結晶器中拉出，對弧形鑄坯進行矯直，及穿送引錠杆。在通常的工作條件下，各拉坯輥轉速基本一致，負荷基本平衡。這裡負荷是指拉坯輥形成的對鑄坯的拉坯力。在送引錠或某些工況下，由於拉坯壓力的變化引起各拉坯輥的負荷產生波動，由于波動時間短而且幅度小，所以可以不予處理。但有些場合則需要保證負荷均衡。圖1示出了實現連鑄機的拉坯輥的傳動負荷均衡的一種方案，該方案是採用了傳動裝置速度軟化的原理實現負荷均衡的。在實際生產過程中，拉坯阻力大的拉坯輥的實際線速度會小於設定的線速度，其實際線速度與設定線速度之間產生速度差Mi, AVi通過變頻器的積分作用，其值逐漸增加，通過軟化功能塊，輸出一個小的補償量Λ Vseti,從而降低變頻器的實際設定值，降低後的值為Vrefi=Vref-A Vseti。此時Vrefi會更接近實際拉坯的線速度，負荷轉矩也會逐漸減小。當利用拉矯機實施輕壓下時，拉坯輥處拉坯阻力迅速增加，且由於各輥壓下量非均勻分布，各拉坯輥出力不等。如果採用上面描述的現有技術中的負荷均衡控制方案，各拉矯機的負荷將基本相同，不能滿足實際上所需要的拉坯輥負荷靈活調整的要求。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法和裝置，能夠靈活調整拉還棍的負荷。為實現上述目的，本發明的一個實施例提供一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法，包括:從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的；計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力；以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉還力；通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。優選地，所述計算每個電機的實際拉坯力具體實現為:通過公式Facti=Ti*Gr/Ri計算第i個電機的實際拉還力Facti ；其中，Ti為第i個電機的實際轉矩，Gr為電機減速機的減速比，Ri為第i個拉坯棍的半徑。優選地，所述在所有電機的總拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力具體實現為:通過公式Fi=( Σ Facti)*Kfi/( Σ Kfi)計算第i個電機的設定拉還力Fi ；其中，Kfi為第i個電機的負荷分配係數，Σ表示求和運算。優選地，每個電機的負荷分配係數都在[-1，I]的區間中。本發明另一實施例還提供一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制裝置，包括:輸出轉矩獲取裝置，用於從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的；拉坯力計算單元，用於計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力；設定拉坯力分配單元，用於以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力，以通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。根據本發明實施例，可以對每個電機的拉坯力進行單獨調節，從而根據工藝要求對連鑄機的拉坯輥的負荷進行任意調節，既可以使拉坯力相等，也可以使拉坯力不等，調整方案十分靈活。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現有技術中的實現連鑄機的拉坯輥的傳動負荷均衡的一種方案示意圖；圖2是本發明提供的傳動負荷控制方法所依託的連鑄機控制系統的示意圖；圖3是本發明提供的連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法的示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明一個實施例提供一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法，圖2示出了該控制方法運行所依託的連鑄機控制系統，圖3示出了該傳動負荷控制方法的流程圖。請同時參見圖2和圖3，該方法包括如下步驟:步驟S301:從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置，獲取電機的輸出轉矩。在本實施例中，每個拉坯輥具有其對應的電機，每個電機又受相應的矢量控制變頻裝置控制，每個電機的矢量變頻裝置可以測得其控制的電機的電機參數，並通過電機數學模型，計算出電機的輸出轉矩。步驟S302:計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力。根據力和力矩的關係，計算每個電機的實際拉坯力可以通過如下公式具體計算:Facti=Ti*Gr/Ri其中，Facti為第i個電機的實際拉坯力，Ti為第i個電機的實際轉矩，Gr為電機減速機的減速比，Ri為第i個拉坯輥的半徑。這樣，所有電機的總實際拉坯力就可以通過下式計算:總實際拉坯力=Σ Facti步驟S303:以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力。在所有電機的總拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力可以具體通過如下公式實現:Fi= ( Σ Facti) *Kfi/( Σ Kfi)其中，Fi為第i個電機的設定拉坯力，Kfi為第i個電機的負荷分配係數，Σ表示求和運算。這裡，每個電機的負荷分配係數可以都在[-1，I]的區間中。步驟S304:通過矢量控制變頻裝置，採用閉環的方式，控制電機的實際拉坯力等於該電機設定的拉還力。由此通過本發明實施例中的方法可以對每個電機的拉坯力進行單獨調節,從而根據工藝要求對連鑄機的拉坯輥的負荷進行任意調節，既可以使拉坯力相等，也可以使拉坯力不等。例如在實際生產中，對於某些特殊的鋼種，為提高拉速並減小鑄坯表面發生裂紋的機率，需要採取壓縮鑄造技術。即在鑄坯矯直點前的拉坯輥實施正常拉坯，給鑄坯一定的前推力；拉坯輥對矯直點後的鑄坯實施制動，給鑄坯一定的反推力，使得鑄坯在矯直區內處於受壓狀態。因此通過本實施例提供的控制方法可以實現拉坯輥的負荷自由分配，方便各種應用場景的需求，只需要調整各個電機的負荷分配係數。此外，本發明實施例還提供一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制裝置，該裝置包括:輸出轉矩獲取裝置，用於從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的；拉坯力計算單元，用於計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力；設定拉坯力分配單元，用於以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力，以通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種連鑄機的拉還棍的傳動負荷控制方法，其特徵在於， 從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的； 計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力； 以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉還力； 通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述計算每個電機的實際拉坯力具體實現為: 通過公式Facti=Ti*Gr/Ri計算第i個電機的實際拉還力Facti ； 其中，Ti為第i個電機的實際轉矩，Gr為電機減速機的減速比，Ri為第i個拉坯輥的半徑。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述在所有電機的總拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力具體實現為: 通過公式Fi= ( Σ Facti) *Kfi/( Σ Kfi)計算第i個電機的設定拉還力Fi ； 其中，Kfi為第i個電機的負荷分配係數，Σ表示求和運算。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，每個電機的負荷分配係數都在[_1，1]的區間中。
5.—種連鑄機的拉還棍的傳動負荷控制裝置,其特徵在於， 輸出轉矩獲取裝置，用於從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的； 拉坯力計算單元，用於計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力； 設定拉坯力分配單元，用於以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力，以通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。
全文摘要
本發明實施例提供一種連鑄機的拉坯輥的傳動負荷控制方法和裝置，該方法包括從連鑄機中的每個拉坯輥的電機的矢量控制變頻裝置獲取電機的輸出轉矩，所述電機的輸出轉矩是該電機的矢量變頻裝置根據該電機的電機參數計算得到的；計算每個電機的實際拉坯力，並對所有電機的實際拉坯力求和，得到所有電機的總實際拉坯力；以每個電機設定的負荷分配係數作為權重，在所有電機的總實際拉坯力中為每個電機分配設定的拉坯力；通過矢量控制變頻裝置閉環控制電機的實際拉坯力等於為該電機設定的拉坯力。根據本發明實施例能夠靈活調整拉坯輥的負荷。
文檔編號B22D11/16GK103192044SQ20131013811
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者戴欣, 孫軍 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司