２０世纪８０年代末我国引进意大利EAA公司的控制设备，对１７００mm冷轧机电气控制系统进 行改造，取消了交磁放大系统。改造后，工程技术人员对引进设备进行了消化吸收。在主机、卷取 机与开卷机控制系统中，主机为速度控制系统，卷取机与开卷机为张力控制系统。其中开卷机控制 比较复杂，尤其是张力控制系统，其控制精度直接影响产品质量及生产效率。本文对这部分进行论 述。１开卷机恒张力控制原理分析开卷机开卷过程实际上是卷材卷径逐渐减小的过程，为了保证卷 径变化时板材张力恒定，要求开卷电机的参数必须随卷径的变化而处于动态调整之中。现分析板材 张力与这些参数的关系。根据力矩定义，开卷机对板材产生的阻力矩M与张力T及卷径D的关系如 下：M＝T×D/２（１）由电机学可知［１～３］，开卷机处于制动状态时，产生阻力矩M与磁 通Φ、电机电枢电流I有如下关系：M＝CM×Φ×I（２）式中，CM为电机转矩系数，是常数 。联立（１）式（２）式则有：T×D/２＝CM×Φ×IT＝２CM×Φ×I/D=K×Φ×I /D（３）式中：K＝２CM，为常数。在基速以下时，Φ＝Φe为常数，则T＝K×Φe×I/ D（４）式中，K１＝K×Φe为常数。可见，在基速以下，只要保证开卷机电枢电流随卷径D成 比例变化即可实现张力恒定。在基速以上，为弱磁阶段，此过程实际上是电机反电势E恒值调节过 程，即反电势E保持不变，由电机学可知，E＝Ce×Φ×n，由此得出Φ与n的关系式为：Φ＝ ECe×n式中：Ce为电势常数，将其代入T的表达式得：T＝K×Φ×I/D＝K×E×IC e×n×D（５）卷径D与板材线速度V及开卷机角速度n有如下关系式：D＝６０V/πn将其 代入（５）式得：T＝（K×π×E６０Ce）×I/V=K2×I/V（6）式中，K2=K× π×E６０Ce，为常数。由此可见，在基速以上，只要保证开卷机电枢电流I随板材线速度V成 正比例变化，即可实现张力恒定。根据以上分析可知，开卷机控制系统张力电流给定，实际上分基 速以下与基速以上，分别随卷径D和板材线速度V的变化而变化，此控制系统实际上是电流随动系 统。图１框图中的V、D比较选择器，实现了基速以下D输出，基速以上V输出，经过乘法器实现 了基速以下T×D作为张力电流给定；基速以上T×V作为张力电流给定。框图中张力给定还加入 了动态张力补偿，这是为板材线速度V突然变化时，存在着dv/dt这就要求开卷机额外付出一 部分转矩以克服卷材的机械惯性，其补偿大小与卷径D及dv/dt的关系如下：T补＝（C１/ D２＋C２×D２）×dv/dt（７）式中，C１、C２为常数。由此可见，在考虑卷径变化， 线速度突变情况下，T仍为恒定，从而实现了张力恒定。２结束语恒张力控制是１７００mm冷轧 机系统中比较复杂的一部分。上述分析对开卷机系统的日常维修，调试及今后改造有一定参考意义。1700mm冷轧机开卷机恒张力控制系统分析@王英杰$东北轻合金有限责任公司!黑龙江哈尔滨150060
@李文宁$东北轻合金有限责任公司!黑龙江哈尔滨150060
@籍淑萍$东北轻合金有限责任公司!黑龙江哈尔滨1500601700mm冷轧机;;
开卷机; ;恒张力分析了我公司引进意大利电气设备改造的1700mm冷轧机开卷机控制系统,对容易引 起铝板断带、表面波浪的关键因素———恒张力的控制原理进行论述。<1>顾绳含.电机及拖动基础
.北京:机械工业出版社,1980.362,327.
<2>黄俊.半导体变流技术.北京:机械工业出版社,1986.227.
<3>胡松涛.自动控制原理.北京:国防工业出版社,1984.494.