[發明專利]一種機械轉動慣量的電氣參數測量方法

有效

• 申請號: 201410393635.2
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104155552B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 楊更新;李佳寧
• 申請（專利權）人: 北京天拓四方科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/34
• 代理公司: 北京市京大律師事務所11321
• 代理人: 李光松

技術領域

本發明涉及冶金領域中的電氣自動化控制部分，具體地，涉及一種機械轉動慣量的電氣參數測量方法。

背景技術

在冶金行業中的連軋機、平整機、拉矯機、重卷機、橫切機、酸洗機、鍍鋅線、鍍錫線、光亮退火線、彩涂線等的生產機組中，各機組通過速度匹配使得帶鋼表面保持一定的張力。為保持各機架間鋼帶的張力保持穩定，需要對變速過程中的張力變化予以控制和補償。

目前采取的方法有直接張力閉環補償和前饋的動態轉矩補償兩種方法。

直接張力閉環補償的方法是采集張力控制點的張力反饋信號，與張力給定進行比較后經PID運算作為非基準機架的速度偏差補償信號，通過非基準機架的速度調節使帶鋼張力恢復到設定值。這種方法的缺陷是：時序上帶鋼張力波動先產生，然后再通過調節進行校正。由于控制上的時間滯后，對于高速、張力要求高的生產設備，已經發生的較大張力波動將造成帶鋼跑偏，嚴重時將迫使機組停機。這種方法僅應用在設計線速度較低、變速過程緩慢的生產場合。

為使變速過程的轉矩補償與張力波動同步，目前較通用的方法是在檢測出速度給定變化時，按照速度給定變化的矢量方向，給出對應的附加轉矩設定，以抵消加減速過程需要的機械轉矩，從而使帶鋼表面張力保持穩定。這種方法的缺點是加速和減速補償轉矩依賴于機械轉動慣量的計算和電機控制轉矩的計算。當計算出現偏差時，將無法對張力控制過程的分析過程進行可靠分析，較大的偏差所帶來的張力波動，將影響加工過程的帶鋼表面質量，嚴重時帶鋼跑偏停機。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在適用范圍小、計算過程復雜和可靠性低等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種機械轉動慣量的電氣參數測量方法，以實現適用范圍大、計算過程簡單和可靠性高的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種機械轉動慣量的電氣參數測量方法，主要包括：

a、電機的單機調試；

b、基于單機調試的結果，進行包含加減速斜率dn/dt的確定、機械量與電量的標幺換算、電機的帶設備轉矩測量、轉矩曲線分析和多次帶設備轉矩測量的數學計算的處理，完成機械轉動慣量的電氣參數測量。

進一步地，所述步驟a，具體包括：

單機調試的要求是在電機沒有任何負載的情況下，其速度閉環階躍響應在速度輸出不飽和的情況下，調節時間小于500ms，超調量小于2％額定值，整個速度段無振蕩。

進一步地，在步驟b中，所述加減速斜率dn/dt的確定的操作，具體包括：

每個機組的設計加速時間和減速時間是固定的，也就是說每臺電機機的dn/dt將預先規定；

由于調試需要和工藝需要調整加減速時間，需要按比例計算dn/dt的數值。

進一步地，在步驟b中，所述機械量與電量的標幺換算的操作，具體包括：

機械量的轉動慣量與電機的輸出轉矩關系如下：

M=GD29.55×dndt;]]>

M=GD29·55×dndt;]]>

其中，M＝加速或減速的電機輸出轉矩，單位Nm；GD²＝機械設備的轉動慣量，單位kgm²；單位dn/dt是固定的(通常全線加減速時間為10-15s)；GD²為機械系統的固有轉動慣量；加速或減速轉矩M為固定值，該數值能夠通過電氣傳動裝置讀出標幺的百分比數值。

進一步地，在步驟b中，所述電機的帶設備轉矩測量的操作，具體包括：