谈轧机测速机转速、速比选择与安装问题张良义（洛阳有色金属加工设计研究院洛阳４７１０３９） 白银公司４５０ｍｍ／１０００ｍｍ×８５０ｍｍ四辊铜带可逆冷轧机（以下简称８５０ｍｍ轧机 ），生产的产品是厚度０．５—１４．５ｍｍ，宽度３３０—６５０ｍｍ的各种规格品种的铜带材 。调速范围为１：２０，张力调节范围为１：４０。为此，主机设计了两个传动比，左右卷取机设 计了大、小卷筒两个传动比，小卷筒还设有大、小传动比。卷取机大、小卷筒两台测速机，用者办 法安装在减速机的出轴上，经过两级减速装置，其传动比也随卷筒传动比的切换而切换。本文就测 速机的转速、速比选择和安装问题，谈几点改进意见。１测速机转速选择１．１测速机转速尽量接 近使用转速通常，测速机与电动机轴相连，其额定转速选择等于或稍大于电动机最高转速。而测速 机通过变速装置与减速机的出轴相连时，就有转速、速比和匹配这三者如何选择的问题。测速机转 速与变速装置的传动比的确定，牵涉到机电两个专业的配合。有时设计人员只考虑本专业设计的合 理性，缺少对另一个专业设计是否合理的考虑。如有的轧机测速机的额定转速高出使用最高转速（ 简称使用转速）２倍，甚至３倍。设计者按样本选，在机械结构上没有想办法进行处理，于是所选 测速机只好工作在低速段，给电气控制系统设计带来了麻烦，使电路复杂化，可靠性降低，造成调 试困难，影响了系统的稳定性和控制精度。下面以８５０ｒｕｍ轧机为例，来分析误差大小和影响 范围。先看误差大小。在有些情况下，机械结构处理较难，测速机通过减速装置与传动电动机轴相 连。这时，使用转速尽量选择接近测速机样本中的转速，转速控制误差小、精度高，动态指标好。 使用转速越低于产品样本中所选测速机的转速，误差越大。８５０ｒｕｍ轧机卷取机大卷筒测速机 额定电压１１５Ｖ，额定转速４００ｒ／ｍｉｎ，他励型。如工作在额定速度段、１／２和１／３ 额定速度段（前滑为５％一８％，按最大川％考虑，使用转速为１７４ｒ／ｍｉｎ，常用１３０ｒ ／ｍｉｎ左右转速段），其测速机电压分别为１１５Ｖ、５７．５Ｖ和３８．３Ｖ，取１０Ｖ分压 是不成问题的。然而，对应相同大小的误差电压，如电网波动。带村速度不稳或机械原因，造成Ｓ Ｖ的误差（有时大于５Ｖ），在都取１０Ｖ分压的情况下，上述三种电压的误差电压相对值，分别 为４．３％、８．７％和１３％。可见，使用转速越低，误差相对值越大，不可忽视。再看对电气 控制系统有哪些影响。８５０ｎｕｎ轧机卷取机张力控制采用力矩系统，轧制时由调速系统切换到 调张系统，测速机转速作为速调的反馈信号。卷径测量与记忆是模拟数字式的电路，卷取机与导向 辊两台测速机电压比较，实现可逆计数器的加减控制。卷取机与主机两台测速机电压比较，作为计 数器计数的开门条件和发断带信号之一。另外卷取机冲动和喂料是工作在调速系统，这时测速机电 压作调速的反馈信号，此外还作空载补偿给定等。所以测速机测量误差的大小，将直接影响这些控 制环节的精度、可靠性和稳定性。综上所述，在现有的传动比下，使用转速仅为１７４ｒ／ｍｉｎ ，由于电气专业所提的２００ｒ／ｎｄｎ的ｆｆ速机没有订货，我们因在测速机励磁１１０Ｖ直流 收稿日期：１９９６－０３－１３修改稿收到日期：１９９６－０７．１７张良义男１９３８年生 高级工程师从事电气传动设计工作。电源设计了稳流电路装置，使其测速机励磁受电网电压波动的 影响减至最小。同时精心调整速度、张力各控制环节的参数，使速度、张力波动很小。由于８５０ ｎｕｎ轧机是新设备，卷筒和轴偏心等机械扰动对测速机转速的影响暂时没有暴露出来。系统稳定 性的解决，我们是通过降低速度调节器的动态放大倍数，牺牲快速性，以及加电压隔离器和滤波器 ，滤掉测速机的槽齿谐波和其它干扰信号，因而所选测速机是能用的，但这种用法降低了精度等指 标。１．２测速机转速尽量选择高转速测速机安装最好与传动电动机轴相连，或通过增速装置与传 动轴相连，以提高测速机使用转速。选择的测速机转速尽量是测速机样本中高转速的，控制精度高 。轧机用测速机，一般有永磁型和他励型两种。永磁型测速机转速越高，测速机电压越高；他励型 测速机电压一般为一个等级，转速越低，励磁电流越大，转速越高，励磁电流越小。因而近年来厂 家一般很少生产低转速的测速机。对永磁型测速机来说，转速越高，测速机电压越高，误差就越小 。现以传动电动机最高转速为１０００ｒ／ｍｉｎ，选１０００ｒ／ｍｉｎ和６００ｒ／ｍｉｎ（ 通过减速装置）两台永磁测速机为例，若误差电压为２Ｖ，相对于测速机电压１００Ｖ和６０Ｖ的 误差分别是２％和３．３３％，速度变换器输出最大整定１０Ｖ，其误差电压分别为０．２Ｖ和０ ．３３Ｖ，对应转速误差为２％和３．３３％电动机使用转速。可见，永磁型测速机高速的误差小 ，低速的误差大。当然，对他励型测速机也是如此。另外，从转速波动所造成的误差来看，若仍以 上面两台测速机为例，在同样２０ｒ／ｍｉｎ的转速波动下，则相对误差前者为２％，后者为３． ３３％。对他励型测速机来说，还有低速励磁电流大，损耗大的缺点。因而厂家现在生产的测速机 转速为１０００ｒ／ｍｉｎ及其以上的。当前，一般模拟速度自动调节系统，速度精度指标为豆％ ，所以测速机转速选择至关重要。为了提高速度控制等精度和改善动态品质，无论是永磁型还是他 励型测速机的转速，都应该尽量选择高转速的。测速机与传动电动机轴相连，或采用增速装置，提 高测速机的转速。８５０ｍｍ轧机主机和开卷机的测速机，直接与电动机轴相连，而导向辊安装的 永磁型测速机，采用了传动比为６８：２９的增速装置，这３台测速机的误差比卷取机测速机的误 差要小得多，控制精度要高得多，至少是高１～２倍。２＄比选择２．１＄比大小测速机速比大小 的选择，在满足工艺要求的前提下，应尽量考虑测速机的工作转速躲开低速的非线性段，做到设备 和电气两个专业设计都合理。８５０ｍｍ轧机卷取机的测速机速比选择，限于１９９０年当时条件 ，使测速机的使用转速很低，其卷筒和测速机的速比见表１。麦１８５０＿轧机尚匐和测速机速比 表在３ｍ／ｓ轧速下，前滑１０％，卷取机转速给定电压等于导向辊测速机电压（线速度）被卷径 电压除，计算结果见表２。麦２电视转言及给有、测速机状运及反们表由表２可见，测速机使用转 速，在大卷筒对应最高轧速３耐ｓ时为１７４Ｖｍｉｎ，小卷筒对应最高轧速６ｍ／ｓ时为７０８ ｒ／ｍｉｎ，分别选４００ｒ／ｍｉｎ和１０００ｒ／ｍｉｎ额定转速的测速机，前者不到１／２ 额定转速，后者不到３／４额定转速，两者匹配得不好，尤其小卷筒大传动比使用转速为３５４ｒ ／ｍｉｎ，仅是测速机额定转速的１／３。基于上述，电气设计应该在机械设备设计开始时，共同 确定速比的大小，在设备、电气设计和订货过程中，如有改变应及时通知对方。８５０ｍｍ轧机卷 取机大小卷筒测速机原设计与订货出入较大，应引以为戒。２．２＄比匹配由表１看出，卷取机大 小卷筒和测速机均有几个速比，主机也有两个速比，几个速比应该尽量匹配成倍数关系，这样电路 设计可以大大简化，切换电路（由于改变速比）也好处理。·８５０ｎｕｎ轧机主机低速比为６． ７６９２，高速比为３．３８４６，两者刚好两倍关系，对应轧速分别为３Ｉｎ／ｓ和６Ｉｎ／ｓ ，其电动机转速均为８６２ｒ／ｍｉｎ，给定电压相同。这样在主机测速机输出的轧速表上，表盘 上下刻度分别对应两个速度，上表盘刻０一３叫ｓ，下表盘刻０～６ｍ／ｓ，控制电路不因传动比 切换而需作设计了。两卷取机减速机和测速机速比，不完全是倍数关系，增加了切换，给定值要作 匹配。３＄ｇ测速机的安装问题，是值得重视的问题，一个是安装地点，另一个是连接方式，这些 决定测速机转速选择和测速效果以及使用寿命。如有可能尽量安装在传动电动机轴上，安装在减速 机出轴上，它所带来的问题正如上述。测速机与传动轴、减速机轴最好采用链条、同步带等软连接 ，这样一方面容易做到同心，另一方面也可以防止断轴。国外５！进的轧机几乎所有的转速传感器 （测速机和脉冲发生器）都是采用软连接方式。８５０ｘｎｍ轧机采用硬连接（与传动轴直接相连 ），调试过程由于安装不同心造成的干扰信号很大，几乎不能工作，几次重新安装校正，才得以解 决。我们要改变传统的测速机硬连接方式，使软连接方式能尽早地普通推广使用。４结语测速机作 为轧机电气控制系统中的一个关键性的检测单元，使用如何，对弥补测速机固有的特性不好（如精 度差、低速段非线性和槽齿谐波大等），提高控制精度和改善系统动态品质等有很大关系。作为使 用的一个重要方面，转速、速比选择和安装等问题，本文结合正在调试中的８５０ｚｎｍ轧机的具 体情况，谈了一些看法，旨在今后设计中，机械设备和电气传动设计人员及有关部门，加强协调， 密切合作，把我们的轧机整体设计提高到一个新水平。谈轧机测速机转速、速比选择与安装问题@ 张良义$洛阳有色金属加工设计研究院转速波动下，则相对误差前者为２％，后者为３．３３％。 对他励型测速机来说，还有低速励磁电流大，损耗大的缺点。因而厂家现在生产的测速机转速为１ ０００ｒ／ｍｉｎ及其以上的。当前，一般模拟速度自动调节系统，速度精度指标为豆％，所以测 速机转速选择至关重要。为了提高速度控制等精度和改善动态品质，无论是永磁型还是他励型测速 机的转速，都应该尽量选择高转速的。测速机与传动电动机轴相连，或采用增速装置，提高测速机 的转速。８５０ｍｍ轧机主机和开卷机的测速机，直接与电动机轴相连，而导向辊安装的永磁型测 速机，采用了传动比为６８：２９的增速装置，这３台测速机的误差比卷取机测速机的误差要小得多，控制精度要高得多，至少是高１～２倍。２＄比选择２．１＄比大小测速机速比大小的选择，在满足工艺要求的前提下，应尽量考虑测速机的工作转速躲开低速的非线性段，做到设备和电气两个专业设计都合理。８５０ｍｍ轧机卷取机的测速机速比选择，限于１９９０年当时条件，使测速
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