文档介绍：第一章绪论
课程设计的背景、目的和要求
(1)设计的背景
可逆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,冷轧机要往,返轧制金属材料,直到达到要求的厚度时才停止。在轧制过程中,为了保证产品质量和工艺过程的稳定,冷轧机的榨汁速度需要进行严格的控制,冷轧机的轧制速度一般指轧件出口处的速度,轧制速度作为轧机的一项重要工艺指标,与轧机本身结构和操作过程有很大关系。
为了控制轧机的轧制速度,要求轧机左右两边的两台卷取机在从左往右的正向轧制过程中,左边一台卷取机作开卷作用,其工作在发电状态;右边一台卷取机做卷机用,工作在电动状态。若逆向轧制,则两台卷取机工作状态与正向相反。四辊冷轧机的原理见图如下:

图1-1 冷轧机原理图
卷取机的机械参数如下:
带卷内径(卷筒直径):500
带卷外径:680~1100
带卷最大重量:2000
带卷最大张力:2000
卷取机传动比:
(2)设计目的
运动控制是自动化专业的主干专业课程,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知识和理论分析解决实际问题的能力,使学生掌握正确的设计思路,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。
(3)设计要求
a)稳态无静差,电流超调量,空载启动至额定转速时的转速超调量能实现快速制动。
b)直流电动机参数:,,,,,电枢回路总电阻R=,电流过载倍数,。
四辊可逆轧机的控制过程
可逆冷轧机主要由以下几个部分组成:主驱动电路、放卷电机、收卷电机。轧机的工作过程为:主驱动电机牵引钢带从辊缝中穿过,通过下压电机或液压系统对辊系产生压力,从而使钢带产生形变,使出口的钢带变薄,左右收放卷电机产生足够的延伸应力(张力)以绷紧钢带。系统启动后,收放卷电机以设定的张力在主驱动电机的带动下运动,为了不使钢带“松弛”或“拉断”,必须确保系统中每一点钢带的线速度(秒流量)都相等,即张立恒定。钢带每次放完收满以后,通过外部开关实现收、放卷切换。即放卷切换成收卷,收卷切换成放卷,如此循环直至钢带轧制成目标厚度。
由上述可知,要对冷轧机进行控制,除了要对其各电机进行调速外,还要在冷轧带钢控制系统中,为了保证产品质量和工艺过程稳定,无论是冷连轧机还是可逆冷轧机均需要恒张力轧制。在可逆轧机张力控制系统中,开卷机、卷取机张力控制精度直接影响成品的板型及厚度公差。因此,生产线最突出的问题是轧制过程中要求开卷、卷取控制系统不仅在稳速轧制过程中维持张力恒定,而且在加减速动态过程中也要保持张力恒定,要求系统能够准确地补偿加、减速等因素引起的动态力矩。按照不同的工艺要求,较典型的张力控制方法有间接张力控制和直接张力控制两种控制方法。
第二章直流调速方案论述与选择
可逆冷轧机主要是由主驱动电机、开卷电机和卷取电机组成,由此可知,直流传动控制系统是高水平现代化可逆冷轧机的核心,是保证冷轧机可靠运行、高效优质生产的关键,对于直流调速系统的选择尤为重要。
直流电动机调速方法
根据直流电机转速方程:
(2-1)
式中—转速
—电枢电压
—电枢电流
—电枢回路总电阻
—励磁磁通
—由电机结构决定的电动势常数
由式(2-1)可以看出,电动机有三种调节转速的方法:
(1)、调节电枢供电电压;
(2)、减弱励磁磁通;
(3)、改变电枢回路电阻。
三种调速方法的性能比较
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。改变电阻只能有级调速;减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只是配合调压方案,在基速(即电机额定转速)以上作小范围的弱磁升速。
因此,自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。
直流调速系统的控制方案比较常用的有开环控制、转速负反馈闭环控制和双闭环控制。
开环直流调速系统
系统原理图如图2-1所示。
图2-1 开环控制直流调速系统
如图2-1 所示是开环调速系统,调节控制电压就可以改变电动机的转速。如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速,可以找到一些用途。
但是,许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求,例如龙门刨床。由于毛坯表面粗糙不平,加工时负载大小有波动,但是,为了保证工件的加工精度和加工后的表面光洁度,加工过程中的速度必须是基本稳定,也就是说静差率不能太大。又如热连轧机,各机架轧辊分别由单独的电机拖动,钢材在几个架内连续轧制,要求各机架出口速度保持严格比