Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана. Часть. 2. Исследование динамических нагрузок в универсальных клетях

Abstract

Исследования повторных динамических процессов, возникающих в электромеханических системах вертикальных валков универсальных клетей прокатных станов при захвате полосы валками последовательно расположенных горизонтальных клетей, предложено выполнить с помощью математической модели, рассмотренной в части 1 данной статьи. В результате анализа осциллограмм переходных процессов токов и скоростей электроприводов горизонтальных и вертикальных валков универсальной клети № 4 широкополосного стана 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») определены причины, вызывающие недопустимые динамические нагрузки. Основной причиной является несогласованность скорости выхода полосы из вертикальных валков и линейной скорости вращения горизонтальных валков. Представлены результаты математического моделирования данного динамического режима при начальных условиях, соответствующих реальным процессам на стане. С целью обобщения результатов выполнено сравнение расчетных и экспериментальных данных, полученных при прокатке более 90 полос различного сортамента. Установлена зависимость (близкая к линейной) отклонений тока электропривода вертикальных валков от относительного рассогласования линейных скоростей вертикальных и горизонтальных валков. На основании этого, с целью ограничения динамических нагрузок, обосновано формирование пропорционального управляющего воздействия на скорость электропривода горизонтальных валков. Показано, что на соотношение линейных скоростей значительное влияние оказывает статическая ошибка регулирования, возникающая в электроприводе с пропорциональным регулятором скорости. Представлены способы и технические решения, обеспечивающие ограничение динамических нагрузок за счет согласования скоростей валков универсальной клети и компенсации ошибки регулирования скорости за счет ее увеличения перед захватом либо непосредственно в момент захвата полосы. It was proposed to use the mathematical model considered in [1] for study of the repeated dynamical processes emerging within the electric and mechanical systems of the edging rolls of the universal mill stands at the strip gripping by rolls of the tandem horizontal stands. The analysis of the oscillograms representing transient processes of current and speeds of the electric drives of the horizontal and edging rolls installed at the universal stand No. 4 of the 2.000 mm wide-strip mill at OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works (OAO MMK) has helped to define reasons of the unallowable dynamical loads. The main reason is the incoordination of the speed of the strip leaving the edging stand rolls und linear rotation speed of the horizontal stand rolls. The paper provides results of the mathematical modelling of this dynamic mode under the starting conditions that correspond to the actual processes at the stand. To generalize the results, we compared designing and experimental data obtained at rolling of over 90 variable gauge strips. It has been proven that there is a (near-linear) dependence of current of the electric drive of the edging rolls on the related incoordination of the linear speeds of the edging and horizontal rolls. Based on this fact, it is justified to apply proportional control action on the speed of the electric drive of the horizontal rolls which provides dynamical load limitation. It has been shown that the relation of the linear speeds is greatly influenced by the steady-state error appearing in the electric drive with the proportional speed controller. The paper presents methods and technical solutions providing dynamic load limitation due to the coordination of the universal stand roll speeds and compensation of the speed control error by means of its increase before or immediately at the strip gripping.