酸轧线拉矫机传动控制系统研究与应用

摘要

拉矫机在现代冶金企业中作为一个独立的机电组合设备。通过拉伸、弯曲鳞化钢带表面的氧化铁皮层，改善原料板型，提高酸洗性能。它的控制系统的设计对产品质量有至关重要的作用。 根据拉矫机前后张力辊驱动方式的不同，目前应用的拉矫机分为四类:直接传动式、机电混合式及机械传动式、液压传动式。首钢迁钢硅钢酸轧机组拉矫机为机电混合式结构，其传动系统控制采用交直交变频控制，延伸率由辊系的速度差形成，该辊采用速度控制模式。拉矫机单独驱动的传动辊是采用转矩控制的，提供系统设置的张力值。拉矫机辊系张力较大，设备投产一段时间后，随着机械设备磨损，尤其是辊面磨损，引起带钢线速度的控制精度下降，直接导致内部张力的波动、延伸率控制异常，影响生产工艺指标。分析该产线酸轧机组拉矫机传动控制中ASR速度控制环节、ACR电流控制环节的参数设计，从电气传动控制上进行分析，优化控制方案，在速度控制环节上增加拉矫机辊系速度补偿环节，消除该张力异常的问题。 本文在分析两电平变频器结构和工作原理的基础上，对该拉矫机传动系统交-直-交两电平变频器的工作原理作了分析。从两电平交直交变频器工作原理入手，解析拉矫机传动系统中矢量控制的应用实现。本系统依据八种基本电压矢量的线性组合，获得更多的与基本空间矢量相位不同的电压空间矢量，最终构成一组等幅不同相的电压空间矢量，包括扇区判断、基本矢量的选取、作用时间的计算、矢量作用顺序及开关状态顺序，等效合成目标空间电压矢量，最终形成功率器件的开关状态时序。 本系统控制软件分成两部分，上位机监控显示程序和下位机控制执行程序。上位机负责传动电机转速给定、张力电流给定以及速度反馈和电流反馈接收。下位机传输速度、电流数据，以及电压、电流转换计算，进行实时控制调节。主程序运行初始化后，中断子程序是本系统的核心部分，包括串行中断子程序、PWM中断子程序以及故障保护中断子程序。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1拉矫机传动系统及研究背景和意义

1．2本文的主要研究内容

第2章酸轧拉矫机传动控制类型

2．1引言

2．2拉矫机传动装置的分类比较

2．3酸轧机组机电式传动系统总体结构

2．4拉矫机传动系统参数分析

2．5本章小结

3．1引言

3．2拉矫机传动系统

3．3系统控制回路组成

3．3．1控制板信号接口

3．3．2 HTO910AVR板控制信号输入输出

3．4酸轧拉矫机控制方案研究

3．4．1电流转速双闭环控制

3．4．2前馈控制与DROOP控制

3．4．3拉矫机辊系速度补偿

3．4．4加速度与机械损失的补偿

3．4．5拉矫机传动系统矢量控制方法

3．4．6拉矫机传动控制框图

3．5本章小结

第4章拉矫机传动矢量控制研究

4．1交-直-交变频器控制原理

4．2．1 SVPWM的工作原理

4．2．2电压空间矢量的合成

4．2．3电压空间矢量所在区间判断

4．2．4开关向量作用时间

4．3本章小结

第5章拉矫机传动控制软件开发与实现

5．1系统主程序流程图

5．2串行中断服务程序

5．3 PWM中断服务程序

5．4故障中断服务程序

5．5本章小结

第6章总结与展望

6．1总结

6．2展望

参考文献

致谢