186415. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés csévélő hajtások szabályozására a terhelhetőség optimális kihasználásával
3 186415 4 A találmány tárgya eljárás és berendezés csévélő hajtások szabályozására a terhelhetőség optimális kihasználásával, amely a kohászatban lemezek hengerlésénél és feldolgozásánál, továbbá az ipar egyéb területein, például a textiliparban, papírgyártáshoz vagy műanyagiparban használt csévélő hajtásokhoz alkalmazható. Csévélő hajtások motorjaként általában egyenáramú villamos gépeket használnak, amelyekre jellemző, hogy fordulatszámuk és nyomatékük széleB határok közölt változtatható. A csévélés jellegéből adódik, hogy a munkafolyamat Borán állandó feszítőerőt és sebességet kell biztosítani, miközben a csévélőn lévő anyag átmérője fokozatosan változik, és ezt a változást követi a csévélő szögsebessége és nyomaléka. A változó nyomalékot és szögsebességet a motor megfelelő villamos szabályozásával lehet biztosítani, amely gondoskodik eközben az állandó feszítőerőről és a sebességről. A modern szabályozástechnika alkalmazása lehetővé tette olyan számított beavatkozáson alapuló motor szabályozás alkalmazását, amely a technológiai paraméterek értékétől függően a motor szempontjából mindenkor kedvező üzemmódot biztosit. Csévélő hajtásoknál a munkafolyamat során a viszonyokat a cséve pillanatnyi külBŐ átmérője függvényében szokták vizsgálni. A hivatkozott szabályozásnál adott feszítőerő és sebesség mellett a cséve átmérője először nagy (lecsévélést feltételezve), ehhez viszonylag nagy nyomaték, de kis szögsebesség tartozik. Ha a cséve átmérője csökken, akkor CBÖkken a nyomaték és megnő a szögsebesség. A motort ekkor állandó fluxus mellett úgy szabályozzák, hogy a motor árama a cséve átmérőjével arányosan változzon, azaz csökkenő átmérőhöz csökkenő áram tartozzon. Az átmérő csökkenésével azonban növekszik a motor fordulatszáma és feszültsége is. Egy adott kritikus átmérőnél a motor kapocsíe- Bzüllsége eléri a megengedett maximális üzemi feszültség értékét, amelyet a kapocsfeszültség nem haladhat meg. Ettől a pillanattól kezdve a szabályozás jellege megváltozik és a feszültség és az áram állandó értéken való tartása mellett a csökkenő átmérő arányában csökkenti a fluxust, ami magával vonja a nyomaték szükséges csökkenését. Attól függően, hogy a CBévélési folyamai paraméterei milyen értéket vesznek fel, egy munkafolyamat eshet abba a tartományba, ahol csak a fluxust szabályozzák (nagy sebességek eBele), ahol csak az áramot szabályozzák (kis sebességek esete), de általában a kritikus átmérő, amely kétfajta beavatkozást elválasztja valamilyen üzemi értékre esik, és a munkafolyamat során mindkét típusú szabályozást alkalmazni kell. Az itt hivatkozott ismert szabályozás alkalmazása előrelépést jelentett a hagyományos motorszabályozáshoz képest, ahol az erót a motor főáramköri áramával, a nyomatékül pedig a gerjesztés szabályozásával állították be. Csévélő hajtások működtetése során azonban nemcsak a CBévélés során változó átmérők miatt szükséges szabályozást kell figyelembe venni. Egy adott csévélő berendezést meghatározott teherbíróképesség jellemez, amelyet a motor terhelhetősége, azaz megengedett disszipációja határoz meg. Az üzemeltetés rendszerint több egymást követő munkacikluBból áll, amelyek során a motor változó terhelésnek van kitéve. Amint láttuk, egy csévélési ciklus alatt is változik a leadott nyomaték és a motor árama, amelynek négyzete arányos a motorban disszipélt teljesítménnyel. A ciklusok közötti szünetidő hossza és külső hőmérsékletből adódó hűlési viszonyok a motor terhelhetőségét befolyásolják. A csévélő hajtásokban alkalmazott motorok hóterhelését a motor főáramköri áramával arányos árammal táplált hőmással Bzokták leutánozni, amely a bekapcsolástól számított időtartam alatt a motor által felveti disszipációé teljesítményi integrálja és kimenetén hőmérsékletét szimuláló hőmérsékleti jelet szolgáltat. A hómás alkalmazása nem teszi lehetővé a motor maximális terhelhetőségének kihasználását, mert a terhelésnek megfelelő hőmérsékleti jelet csak utólag szolgáltatja amikor már beavatkozásra, illetve motorvédelemre már nincs lehetőség. További problémát jelent, hogy a különböző technológiai folyamatoknál a csévélő berendezés különböző szabályozási tartományokban és különböző paraméterek mellett működik, és az önmagában is bonyolult szabályozás során a motorban keletkező disszipált teljesítményt nem lehetett kiszámítani és a munkafolyamat paramétereinek beállításához egyértelműen felhasználni. Nyilvánvaló, hogy egy munkafolyamat annál gazdaságosabb, minél jobban képeB kihasználni a technológiai berendezés rendelkezésre álló kapacitását. Bár a csévélő hajtásoknál a munkafolyamat paraméterei meglehetősen behatároltak, a sebesség vagy a feszítőerő változtatáséval a teljesítmény növelésére van lehetőség, a megengedeti maximális üzemi terhelés eléréséig. A találmány feladata olyan eljárás éB berendezés létrehozása, amely az említett többszakos szabályozás alkalmazása mellett képeB optimálisan kihasználni a csévélő hajtás terhelhetőségét még a legszélesebb határok között változó technológiai paraméterek mellett is. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a csévélési folyamat megkezdése utón rövid időn belül meghatározhatók azok a jellemzők, amelyek az adott CBévélési folyamatot jellemzik, és azokból egy szabad paraméter (sebesség) iteratív felvételével következtetni 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
