專利名稱：軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋輥(rolling roll)電動機(jī)的驅(qū)動裝置，特別是涉及用于以各自的電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥的雙驅(qū)動方式軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
在分別以上電動機(jī)及下電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥的雙驅(qū)動方式軋機(jī)中，由于各電動機(jī)被獨(dú)立的控制系統(tǒng)控制，因此有可能上下電動機(jī)的負(fù)載不平均，電動機(jī)產(chǎn)生熱不平衡、或軋制材料因上下轉(zhuǎn)矩不同而產(chǎn)生翹曲。因此，己知一種負(fù)載平衡控制方法，該方法以上下電動機(jī)的負(fù)載平均化及防止軋制材料的上翹曲、下翹曲為目的，監(jiān)視上下電動機(jī)的負(fù)載電流的基準(zhǔn)值或者實(shí)測值，并使其平均化(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
另外，，軋制用電動機(jī)具有由主軸、聯(lián)接件、輥、齒輪等構(gòu)成的多質(zhì)點(diǎn)彈簧系統(tǒng)的機(jī)械負(fù)載，但若包含電動機(jī)的軋輥驅(qū)動系統(tǒng)的固有頻率接近軋制用電動機(jī)速度控制裝置的速度響應(yīng)頻率，則由于兩者的共振，包含控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的軋機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可能會不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生過大的扭振現(xiàn)象。
對于這樣的扭振， 一般而言，在設(shè)計(jì)階段中分別評價(jià)上輥軸系統(tǒng)及下輥軸系統(tǒng)的固有頻率，將兩者的值設(shè)計(jì)得充分遠(yuǎn)離，以避免與電動機(jī)控制系統(tǒng)的速度響應(yīng)的共振。另外，還已知一種抑制振動的技術(shù)，該技術(shù)在控制系統(tǒng)中裝入機(jī)械系統(tǒng)的模型，推定機(jī)械系統(tǒng)的行為，通過校正轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)來抑制振動(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)l:日本專利特開平09-295016號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平06-98580號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在分別以上電動機(jī)及下電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥的雙驅(qū)動方式軋機(jī)中，其大致結(jié)構(gòu)如圖5所示，由于分別將上軋輥50與上電動機(jī)51、以及下軋輥5^與下電動機(jī)53之間連接的萬向節(jié)54、 55、 56、 57的潤滑等問題，在萬向節(jié)54、.55、或者萬向節(jié)56、 57之間的主軸58、 59的傾斜角度無法增大，必須將上電動機(jī)51或者下電動機(jī)53中的任意一個(gè)配置在另一個(gè)的前方、即軋制材料60 —側(cè)，來減小上下電動機(jī)51、 53之間的間隔，減小主軸58、 59的傾斜角度?？紤]到上述情況，將上電動機(jī)51配置在下電動機(jī)53的前方稱為上方在前方式，將下電動機(jī)53配置在上電動機(jī)51的前方稱為下方在前方式。
圖5表示將上電動機(jī)51配置在下電動機(jī)53的前方的上方在前方式的軋輥驅(qū)動系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)，如該圖所示，在雙驅(qū)動方式軋機(jī)中，上下的驅(qū)動軸系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)不相同，兩者的傳遞函數(shù)不同。因此，如上述專利文獻(xiàn)l所披露的軋輥電動機(jī)的控制方法所示，即使將電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制得上下相同，但在軋制材料60的上表面及下表面?zhèn)鬟f的轉(zhuǎn)矩也會在過渡過程中不一致，例如有可能引起軋制材料60的翹曲或損傷。另外，圖5的標(biāo)號61、 62分別表示支持上軋輥50、下軋輥52的支持輥，標(biāo)號63表示下電動機(jī)53與萬向節(jié)57間的連接部。
另外，在以解決雙驅(qū)動方式軋機(jī)的上下轉(zhuǎn)矩的不平衡性為目的而使用的負(fù)載平衡控制中，只是監(jiān)視電動機(jī)的上下轉(zhuǎn)矩(負(fù)載電流)并使其平均化，沒有考慮轉(zhuǎn)矩從電動機(jī)向軋輥傳遞時(shí)產(chǎn)生的上下轉(zhuǎn)矩的不一致。
另外，專利文獻(xiàn)2所披露的將機(jī)械系統(tǒng)模型裝入控制系統(tǒng)的方法，如上所述可用于抑制扭振控制等，但在監(jiān)視上下機(jī)械軸系統(tǒng)的行為進(jìn)行控制時(shí)，容易直接受到模型化誤差的影響，另外還需要上下兩個(gè)機(jī)械系統(tǒng)模型和控制反饋值，使得控制系統(tǒng)復(fù)雜化。
本發(fā)明是為了解決如上所法的問題而完成的，提供一種校正向雙驅(qū)動方式軋機(jī)的上下軋輥傳遞的轉(zhuǎn)矩的不一致、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置。 .
本發(fā)明所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，是用于軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，該軋機(jī)分別以上電動機(jī)及下電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥，上述上電動機(jī)或者上述下電動機(jī)中的任意一個(gè)與另一個(gè)相比配置在軋制材料側(cè)，其中，在控制上述上電動機(jī)的上電動機(jī)控制部和控制上述下電動機(jī)的下電動機(jī)控制部的任意一個(gè)或者兩個(gè)控制部中包括上下軸系統(tǒng)不平衡校正部，該上下軸系統(tǒng)不平衡校正部校正向上述上下軋輥傳遞的轉(zhuǎn)矩的不一致。根據(jù)本發(fā)明，可以使包含控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的上下軋輥驅(qū)動系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相同，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性。因此，可以使在軋制材料的上表面及下表面?zhèn)鬟f的轉(zhuǎn)矩二致，消除引起軋制材料的翹曲或損傷的可能性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的大致控制方框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的軋輥電動fl的驅(qū)動裝置的大致控制方框圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的大致控制方框圖。
圖4是負(fù)載平衡計(jì)算部的大致控制方框圖。
圖5是說明以往的雙驅(qū)動方式軋機(jī)的大致結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示不進(jìn)行校正的狀態(tài)下的軋輥傳遞轉(zhuǎn)矩仿真波形圖。
圖7是表示不進(jìn)行校正狀態(tài)下的上下輥軸的增益特性圖。
圖8是表示作為多質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)(質(zhì)點(diǎn)數(shù)n)表示的輥軸系統(tǒng)的方框圖。
圖9是表示近似作為2質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)表示的輥軸系統(tǒng)的方框圖。
圖IO是表示進(jìn)行校正的狀態(tài)下的軋輥傳遞轉(zhuǎn)矩仿真波形圖。
圖11是表示進(jìn)行校正的狀態(tài)下的上下輥軸的增益特性圖。
標(biāo)號說明
l上電動機(jī)控制部
2上電動機(jī)速度控制器
3上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流限制器
4上電動機(jī)電流控制器
5、 51上電動機(jī)
6上電動機(jī)速度傳感器
7上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元
8下電動機(jī)控制部
9下電動機(jī)速度控制器
IO下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流限制器ll下電動機(jī)電流控制器
12、 53下電動機(jī)
13下電動機(jī)速度傳感器
14下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元
15上輥軸系統(tǒng)
16下輥軸系統(tǒng)
17上電動機(jī)速度基準(zhǔn)部
18下電動機(jī)速度基準(zhǔn)部
19上下軸系統(tǒng)不平衡校正部
20、 60軋制材料
21上輥驅(qū)動系統(tǒng)
22下輥驅(qū)動系統(tǒng)
30負(fù)載平衡計(jì)算部
50上軋輥
52下軋輥
58、 59主軸
54、 55、 56、 57萬向節(jié)
61、 62支持輥
63連接部
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，說明本發(fā)明所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的理想的實(shí)施方式。
實(shí)施方式1.
基于圖1說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的大致控制方框圖，是表示將上電動機(jī)配置在下電動機(jī)前方的上方在前方式的實(shí)施例。
圖1中，上電動機(jī)控制部1包括上電動機(jī)速度控制器2、上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流限制器3、以及上電動機(jī)電流控制器4。利用該上電動機(jī)控制部1控制上電動機(jī)5，其旋轉(zhuǎn)速度由上電動機(jī)速度傳感器6進(jìn)行檢測。另外，上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩
7電流限制器3和上電動機(jī)電流控制器4構(gòu)成控制上電動機(jī)5的轉(zhuǎn)矩的上電動機(jī)
轉(zhuǎn)矩控制單元7，如后文所述，使上電動機(jī)的實(shí)際速度與上電動機(jī)的速度基準(zhǔn)
的偏差為零。
另外，下電動機(jī)控制部8包括下電動機(jī)速度控制器9、下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流 限制器10、以及下電動機(jī)電流控制器11。利用該下電動機(jī)控制部8控制下電 動機(jī)12，其旋轉(zhuǎn)速度由下電動機(jī)速度傳感器13進(jìn)行檢測。另外，下電動機(jī)轉(zhuǎn) 矩電流限制器10和下電動機(jī)電流控制器11構(gòu)成控制下電動機(jī)12的轉(zhuǎn)矩的下 電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元14，如后文所述，使下電動機(jī)的實(shí)際速度與下電動機(jī)的速 度基準(zhǔn)的偏差為零。另外，標(biāo)號15表示包含從上電動機(jī)5到上軋輥(未圖示) 的上輥軸系統(tǒng)，標(biāo)號16表示包含從下電動機(jī)12到下軋輥(未圖示)的下輥軸系 統(tǒng)。
設(shè)置對上電動機(jī)控制部1發(fā)出上電動機(jī)5的速度基準(zhǔn)的指令的上電動機(jī) 速度基準(zhǔn)部17，設(shè)置對下電動機(jī)控制部8發(fā)出下電動機(jī)12的速度基準(zhǔn)的指令 的下電動機(jī)速度基準(zhǔn)部18。而且，在上電動機(jī)速度基準(zhǔn)部17的后級配置進(jìn)行 后述動作的上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19。
如上所述，上電動機(jī)5和下電動機(jī)12分別被獨(dú)立的電動機(jī)控制部1、 8控
制，各電動機(jī)5、 12的輸出轉(zhuǎn)矩在上輥軸系統(tǒng)15及下輥軸系統(tǒng)16中傳遞，到
達(dá)軋制材料20。據(jù)此對軋制材料20進(jìn)行軋制。另外，由上下軸系統(tǒng)不平衡校
正部19、上電動機(jī)控制部l、上電動機(jī)5、上電動機(jī)速度傳感器6、上輥軸系
統(tǒng)15構(gòu)成上輥驅(qū)動系統(tǒng)21，由下電動機(jī)控制部'8、下電動機(jī)12、下電動機(jī)速
度傳感器13、下輥軸系統(tǒng)16構(gòu)成下輥驅(qū)動系統(tǒng)22。
實(shí)施方式1所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置如上所述那樣構(gòu)成，接下來說 明其動作。
首先，在上輥驅(qū)動系統(tǒng)21中，通過向上電動機(jī)速度控制器2輸入校正速 度基準(zhǔn)SP2、與上電動機(jī)5的實(shí)際速度SP3的偏差，得到上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流基 準(zhǔn)TA，其中的校正速度基準(zhǔn)SP2是通過將來自上電動機(jī)速度基準(zhǔn)部17的速度 基準(zhǔn)SP1輸入至上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19而得到的，實(shí)際速度SP3是由上 電動機(jī)速度傳感器6檢測的。進(jìn)一步經(jīng)過上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流限制器3、和上電 動機(jī)電流控制器4，向上電動機(jī)5提供功率。據(jù)此，控制上電動機(jī)5的轉(zhuǎn)矩，使上電動機(jī)5的實(shí)際速度SP3與上電動機(jī)的速度基準(zhǔn)SP1的偏差為零。
另一方面，在下輥驅(qū)動系統(tǒng)22中，通過向下電動機(jī)速度控制器9輸入來 自下電動機(jī)速度基準(zhǔn)部18的速度基準(zhǔn)SP4、與下電動機(jī)12的實(shí)際速度SP5的 偏差，得到下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn)TB，其中的速度基準(zhǔn)SP4是由下電動機(jī)速度 傳感器13檢測的。進(jìn)一步經(jīng)過下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩電流限制器10、和下電動機(jī)電流 控制器ll，向下電動機(jī)12提供功率。據(jù)此，控制下電動機(jī)12的轉(zhuǎn)矩，使得下 電動機(jī)12的實(shí)際速度SP5與下電動機(jī)的速度基準(zhǔn)SP4的偏差為零。
從上電動機(jī)5及下電動機(jī)12提供的轉(zhuǎn)矩分別通過上輥軸系統(tǒng)15及下輥軸 系統(tǒng)16，在軋制材料20的上表面及下表面?zhèn)鬟f。上輥軸系統(tǒng)15的傳遞函數(shù) GT(s)與下輥軸系統(tǒng)16的傳遞函數(shù)GB(s)如以往技術(shù)中說明的那樣，由于雙驅(qū) 動方式軋機(jī)的機(jī)械限制而不相同，例如即使將從上電動機(jī)5及下電動機(jī)12提 供的轉(zhuǎn)矩控制得相同，但也有可能在軋制材料20的上表面及下表面?zhèn)鬟f的轉(zhuǎn) 矩在過渡過程中不一致，例如引起軋制材料20的翹曲或損傷。為了解決該問 題，在本實(shí)施方式中，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性為目的，在上 下軸系統(tǒng)不平衡校正部19中將其傳遞函數(shù)Cjs)設(shè)定為C!(s)=GB(s)/ GT(s)。據(jù)此，可以使由上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19、上電動機(jī)控制部l、 上電動機(jī)5、上電動機(jī)速度傳感器6、以及上輥軸系統(tǒng)15構(gòu)成的上輥驅(qū)動 系統(tǒng)21;和由下電動機(jī)控制部8、下電動機(jī)12、下電動機(jī)速度傳感器13、 以及下輥軸系統(tǒng)16構(gòu)成的下輥驅(qū)動系統(tǒng)22的傳遞函數(shù)相同，可以消除在 軋制材料20傳遞的上下轉(zhuǎn)矩的不一致。
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式l,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性，因此可 以得到的效果是可以使在軋制材料20的上表面及下表面?zhèn)鬟f的轉(zhuǎn)矩一致， 消除引起軋制材料20的翹曲或損傷的可能性。
實(shí)施方式2.
接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施方式2。在實(shí)施方式l中，說明了在上電動機(jī) 的速度基準(zhǔn)SP1的后級配置上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19的實(shí)施方式，但通過 在速度控制環(huán)內(nèi)設(shè)置該校正部19，由于可以使校正部19靠近機(jī)械側(cè)，因此可 以進(jìn)一步提高向上下軋輥的傳遞轉(zhuǎn)矩的不一致的校正效果。
圖2是表示實(shí)施方式2所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的大致控制方框圖，從該圖可知，上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19設(shè)置在上電動機(jī)速度反饋環(huán)內(nèi)、 即速度控制器2的后級。而且，設(shè)定上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19的傳遞函數(shù) 為C2(s)^(s) / (1+GL(S))(1-C,(s〉)。此處，GL(s)是實(shí)施方式l的速度反饋環(huán) 的開環(huán)傳遞函數(shù)。即，在實(shí)施方式l中，由于在上電動機(jī)速度反饋環(huán)的前級設(shè) 置上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19，因此設(shè)定傳遞函數(shù)為Ci(s)二GB(s) /GT(s)，但 在實(shí)施方式2中，由于在上電動機(jī)速度反饋環(huán)內(nèi)設(shè)置該校正部19，因此將其傳 遞函數(shù)設(shè)定為C2(s)《i(s) / (l+Gjs))(l-Ci(s))。另外，由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施 方式1相同，因此省略說明。
根據(jù)本實(shí)施方式2，除了可以取得實(shí)施方式l所帶來的效果，由于可以使 上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19靠近機(jī)械側(cè)，因此可以進(jìn)一步提高向上下輥的傳 遞轉(zhuǎn)矩不一致的校正效果。
實(shí)施方式3.
接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施方式3。實(shí)施方式3是通過并用負(fù)載平衡控制 與實(shí)施方式2的上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞 的同時(shí)性。
圖3是表示實(shí)施方式3所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的大致控制方框 圖。實(shí)施方式3所涉及的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，通過將上下各轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn) TA和TB向負(fù)載平衡計(jì)算部30輸入，將校正量與上轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn)直接相加，可 以快速校正上電動機(jī)5及下電動機(jī)12的轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn)的不平衡。另外，由于 其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同，因此省略說明。
圖4是表示負(fù)載平衡計(jì)算部30的大致控制方框圖。通過將上下的轉(zhuǎn)矩電 流基準(zhǔn)TA、 TB的偏差與負(fù)載平衡計(jì)算限制器30a及負(fù)載平衡計(jì)算率30b相乘， 進(jìn)行比例控制30c并與上電動機(jī)5的電流基準(zhǔn)TA相加，從而進(jìn)行校正。并且， 通過如圖3所示在負(fù)載平衡計(jì)算部30的后級配置上下軸系統(tǒng)不平衡校正部 19，可以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式3，可以得到比由實(shí)施方式l、或者實(shí)施方式2 得到的效果更高的轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性。
另外，在實(shí)施方式4中簡化后述的校正項(xiàng)并使用時(shí)更為有效。
實(shí)施方式4.接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施方式4。實(shí)施方式4是通過將從實(shí)施方式1到 實(shí)施方式3的上下輥軸系統(tǒng)近似為彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)，將上下軸系統(tǒng)不平衡校正
部19的校正項(xiàng)的傳遞函數(shù)由彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)的物理參數(shù)來表現(xiàn)。
圖6是表示在對雙驅(qū)動方式軋機(jī)的電動機(jī)及軋輥端施加階梯狀的相當(dāng)于電
動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的外力時(shí)、即材料咬入時(shí)的上下軋輥端轉(zhuǎn)矩波形和上下轉(zhuǎn)矩差的
波形的仿真例。在本例中，上輥軸系統(tǒng)由4質(zhì)點(diǎn)的彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)近似，下輥 軸系統(tǒng)由5質(zhì)點(diǎn)的彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)近似，上輥軸系統(tǒng)的一階扭轉(zhuǎn)固有頻率約為 13.6Hz，下輥軸系統(tǒng)的一階扭轉(zhuǎn)固有頻率約為11.8Hz。從施加階梯狀負(fù)載0.2 秒的時(shí)刻起逐漸向上軋輥及下軋輥傳遞的轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生不平衡，通過軋制材料最 大會產(chǎn)生0.8[PU](電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn))的轉(zhuǎn)矩差。另外可知，振動的主分量 為上一下各一階扭轉(zhuǎn)頻率。圖7表示上下輥軸系統(tǒng)的增益特性及其上下差 (201og(GB(S)/GT(s)))，通過在上電動機(jī)或者下電動機(jī)控制系統(tǒng)、或者這兩者 設(shè)置補(bǔ)償該上下輥軸系統(tǒng)間的增益差的不平衡校正項(xiàng)，可以消除上下轉(zhuǎn)矩的不 一致。
在校正項(xiàng)中，為了將作為上下輥軸系統(tǒng)傳遞函數(shù)使用的彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)由 機(jī)械軸系統(tǒng)近似，只需增加軸系統(tǒng)模型的質(zhì)點(diǎn)數(shù)即可，但實(shí)際上在控制系統(tǒng)采 用校正項(xiàng)時(shí)，若增加質(zhì)點(diǎn)數(shù)，則傳遞函數(shù)的階數(shù)會增大而變得非常復(fù)雜，由于 采樣周期的限制，控制系統(tǒng)缺乏可行性，另外，校正項(xiàng)的調(diào)整參數(shù)的數(shù)量也會 增多。作為參考，圖8是表示質(zhì)點(diǎn)數(shù)為n時(shí)的輥軸系統(tǒng)的方框圖。
某種程度的轉(zhuǎn)矩差不會給實(shí)際的操作上帶來問題，不必完全消除上下轉(zhuǎn)矩 的不一致，因此可以通過減少質(zhì)點(diǎn)數(shù)來簡化校正項(xiàng)。此處，通過將上下輥軸系 統(tǒng)分別由2質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)近似，實(shí)現(xiàn)校正項(xiàng)的低維化，完全可安裝至現(xiàn)階段的控制 系統(tǒng)，且降低最顯著的一階扭轉(zhuǎn)頻率導(dǎo)致的上下轉(zhuǎn)矩不平衡。圖9是表示由2 質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)近似的輥軸系統(tǒng)的方框圖。根據(jù)該圖9，在將輥軸系統(tǒng)由2質(zhì)點(diǎn)系 統(tǒng)近似時(shí)的從電動機(jī)向輥端的轉(zhuǎn)矩傳遞函數(shù)為
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因此，若希望根據(jù)簡化為數(shù)學(xué)式1所示的2質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)求出校正項(xiàng)的傳遞函數(shù)，則為 [數(shù)學(xué)式2]
<formula>formula see original document page 12</formula>此處，JT1、 J^是上輥軸系統(tǒng)的電動機(jī)側(cè)及輥側(cè)慣量，KT是上輥軸系統(tǒng)彈 簧常數(shù)，CT是上輥軸系統(tǒng)衰減系數(shù)，JB1、 JB2是下輥軸系統(tǒng)的電動機(jī)側(cè)及輥側(cè)
慣量，Ke是下輥軸系統(tǒng)彈簧常數(shù)，CB是下輥軸系統(tǒng)衰減系數(shù)，這些系數(shù)都可以 調(diào)整。另外，A，是用于使校正項(xiàng)的偏差為O的校正系數(shù)，可由下式表示。 [數(shù)學(xué)式3]
將數(shù)學(xué)式2作為校正項(xiàng)帶入上輥軸系統(tǒng)時(shí)的上下軋輥端轉(zhuǎn)矩波形與上下 轉(zhuǎn)矩差的波形的仿真結(jié)果如圖IO所示，包含校正項(xiàng)的上輥軸系統(tǒng)、下輥軸系 統(tǒng)、以及校正項(xiàng)的增益特性如圖11所示?？梢岳貌黄胶庑Ｕ?xiàng)使上輥軸系 統(tǒng)的一階扭轉(zhuǎn)頻率與下輥軸系統(tǒng)大致相等，結(jié)果可知，可以使上下軋輥的轉(zhuǎn)矩 差的最大值降低至0.3[PU]。 S卩，從此可知，即使將上下輥軸系統(tǒng)由2質(zhì)點(diǎn) 系統(tǒng)近似，也能得到充分的校正效果。這樣，通過預(yù)先算出校正項(xiàng)，然后 在實(shí)際設(shè)備安裝調(diào)整時(shí)對上述各參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，可以期待以更高精度進(jìn)行 校正。作為現(xiàn)場的校正項(xiàng)調(diào)整方法，可以考慮采用通過用應(yīng)變儀實(shí)測輥端 傳遞轉(zhuǎn)矩、或者用傳遞函數(shù)測定儀器實(shí)測傳遞函數(shù)來調(diào)整各參數(shù)的方法。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式4，除了可以得到從實(shí)施方式1到實(shí)施方式3 的效果，并且通過利用仿真對由校正項(xiàng)的傳遞函數(shù)得到的校正效果進(jìn)行事先評 價(jià)或驗(yàn)證，可以進(jìn)一步提高向上下輥的傳遞轉(zhuǎn)矩的不一致的校正效果。
另外，在實(shí)施方式l中，說明了在上電動機(jī)的速度基準(zhǔn)SP1的后級配置上 下軸系統(tǒng)不平衡校正部19的實(shí)施方式，另外，在實(shí)施方式2中，說明了將上 下軸系統(tǒng)不平衡校正部19配置在上電動機(jī)速度反饋環(huán)內(nèi)的實(shí)施方式，但本發(fā) 明也可以將上下軸系統(tǒng)不平衡校正部19配置在下輥驅(qū)動系統(tǒng)22的與上述相同 的部位，另外，也可以配置在上輥驅(qū)動系統(tǒng)21及下輥驅(qū)動系統(tǒng)22這兩者中的與上述相同的部位。另外，在上述各實(shí)施方式中，圖示說明了將本發(fā)明適用于 上方在前方式的軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置的實(shí)施方式，但也可以適用于下 方在前方式的軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，包含各種設(shè)計(jì)的變更。 工業(yè)上的實(shí)用性
本發(fā)明可以用于以各自的電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥的雙驅(qū)動方式軋機(jī)的軋輥 電動機(jī)的驅(qū)動裝置。
權(quán)利要求
1.一種軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，是用于軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，所述軋機(jī)分別以上電動機(jī)及下電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥，所述上電動機(jī)或者所述下電動機(jī)中的任意一個(gè)與另一個(gè)相比配置在軋制材料側(cè)，其特征在于，在控制所述上電動機(jī)的上電動機(jī)控制部和控制所述下電動機(jī)的下電動機(jī)控制部的任意一個(gè)或者兩個(gè)控制部中包括上下軸系統(tǒng)不平衡校正部，所述上下軸系統(tǒng)不平衡校正部校正轉(zhuǎn)矩向所述上下軋輥傳遞的不一致。
2. 如權(quán)利要求l所述的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述上電動機(jī)控制部包括上電動機(jī)速度控制器以及上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元，所述上電動機(jī)速度控制器輸入有所述上電動機(jī)的實(shí)際速度與所述上電動 機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差，得到所述上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)，所述上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元控制所述上電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使得所述上電動機(jī) 的實(shí)際速度與所述上電動機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差為零，所述下電動機(jī)控制部包括下電動機(jī)速度控制器以及下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元，所述下電動機(jī)速度控制器輸入有所述下電動機(jī)的實(shí)際速度與所述下電動 機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差，得到所述下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)，所述下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元控制所述下電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使得所述下電動機(jī) 的實(shí)際速度與所述下電動機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差為零，在所述上電動機(jī)控制部和所述下電動機(jī)控制部的至少一個(gè)或者兩個(gè)控制 部的前級包括所述上下軸系統(tǒng)不平衡校正部。
3. 如權(quán)利要求l所述的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述上電動機(jī)控制部包括上電動機(jī)速度控制器以及上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元，所述上電動機(jī)速度夢制器輸入有所述上電動機(jī)的實(shí)際速度與所述上電動 機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差，得到所述上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)，所述上電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元控制所述上電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使得所述上電動機(jī)的實(shí)際速度與所述上電動機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差為零，所述下電動機(jī)控制部包括下電動機(jī)速度控制器以及下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元，所述下電動機(jī)速度控制器輸入有所述下電動機(jī)的實(shí)際速度與所述下電動 機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差，得到所述下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)，所述下電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制單元控制所述下電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使得所述下電動機(jī) 的實(shí)際速度與所述下電動機(jī)的速度基準(zhǔn)的偏差為零，在所述上電動機(jī)控制部和所述下電動機(jī)控制部的至少一個(gè)或者兩個(gè)的速 度控制環(huán)內(nèi)包括所述上下軸系統(tǒng)不平衡校正部。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，其特征在于， 包括負(fù)載平衡計(jì)算部，所述負(fù)載平衡計(jì)算部通過將根據(jù)所述上電動機(jī)及所述下電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn)計(jì)算的不平衡校正量直接與轉(zhuǎn)矩電流基準(zhǔn)相加，抑 制所述上下電動機(jī)的負(fù)載不平衡，將所述負(fù)載平衡計(jì)算部設(shè)置在所述上下軸系 統(tǒng)不平衡校正部的前級。
5. 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述上下軸系統(tǒng)不平衡校正部使用近似表現(xiàn)從所述上電動機(jī)到所述上軋輥構(gòu)成的上輥軸系統(tǒng)以及從所述下電動機(jī)到所述下軋輥構(gòu)成的下輥軸系統(tǒng)的 彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)的物理參數(shù)，校正轉(zhuǎn)矩向所述上下軋輥傳遞的不一致。
6. 如權(quán)利要求5所述的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，其特征在于， 近似表現(xiàn)所述上下輥軸系統(tǒng)的所述彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)是2質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，是通過控制系統(tǒng)對以各自的上電動機(jī)及下電動機(jī)驅(qū)動上下軋輥的雙驅(qū)動方式軋機(jī)的上下軋輥驅(qū)動系統(tǒng)的非對稱性進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性。為此，提供了一種用于軋機(jī)的軋輥電動機(jī)的驅(qū)動裝置，所述軋機(jī)分別以上電動機(jī)5及下電動機(jī)12驅(qū)動上下軋輥，將上電動機(jī)5或者下電動機(jī)12的任意一個(gè)與另一個(gè)相比配置在軋制材料20一側(cè)，控制上電動機(jī)5的上電動機(jī)控制部1和控制下電動機(jī)12的下電動機(jī)控制部8的任意一個(gè)或者兩個(gè)控制部包括上下軸系統(tǒng)不平衡校正部，所述上下軸系統(tǒng)不平衡校正部校正向上下軋輥的傳遞轉(zhuǎn)矩的不一致。據(jù)此，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩向上下軋輥傳遞的同時(shí)性。
文檔編號B21B37/00GK101663107SQ20078005281
公開日2010年3月3日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月1日
發(fā)明者小玉純康, 森隆三, 石田尚, 福島航 申請人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社