一种轧机交流主传动机电系统加载试验测试方法技术方案

本发明专利技术涉及轧机主传动机电系统测试领域，特别是设计了一种轧机交流主传动机电系统加载试验测试方法。该方法所涉及到的设备包括轧机上下辊两套主传动电动机、电动机电气传动单元和机械传动轴、轧机轧辊、轧机压下调整装置。该方法上下轧辊机电传动控制系统完全独立，在上下轧辊压靠清零的前提下，通过对上下轧辊正反转转矩电流限幅值的设定和上下辊控制部分电动机速度的设定，依靠辊面摩擦力的作用使下辊处于电动状态，上辊处于发电状态，并逐步修改转矩限幅值至轧制所需最大转矩电流值，即可完成整个系统测试工作。

【技术实现步骤摘要】
一种轧机交流主传动机电系统加载试验测试方法
本专利技术涉及轧机主传动机电系统测试领域，特别是设计了一种轧机交流电机主传动动态加载试验方法。
技术介绍
轧机是生产成品金属材料的关键设备之一，驱动轧机运行的大型电动机一般具有高电压、大电流、大容量、大扭矩、高过载的特点，用于电动机控制的主传动系统性能指标优劣及可靠性对轧机的运行工况有着直接的影响，对轧制生产也至关重要。由于轧制过程对连续程度、作业率、安全性有很高要求的过程，在实际轧制生产前需要对电动机及其电气和机械传动系统进行完整测试。否则容易在实际生产过程中出现废品废料，甚至造成严重的关联设备事故。因此，对本领域技术人员完成轧机主传动正式生产前的动态调整和试验是非常重要的。传统的轧机主传动加载试验是对电气控制部分和机械传动部分分开进行的，而且大部分场合受现场条件的制约，大功率机械传动部分在带料轧制前无法大负荷加载，只能参考设备制造出厂参数。对电气部分的测试是在传动控制系统中对电动机的静态、动态性能进行试验，其中动态加载过程是在电动机励磁环节测试环节完成优化后进行的，通常采用的双闭环试验方法。即首先测试和优化转矩电流环，在此基础之上测试并优化速度控制环。现有技术所使用的轧机主传动加载试验方法，在对主传动电机进行转矩电流加载试验时，为尽量真实反映系统在真实轧制过程的响应情况，通常需要加载到电动机额定电流值的1.5～2.0倍，尽管此时控制系统上已保证没有电动机激磁输出，但为防止所加载的模拟轧制转矩电流在电动机剩磁或感应磁通的作用下产生不可控扭矩，需要将电动机转子部分进行固定，紧固方式和和固定作用力一般只是凭借人为经验完成；为了保证轧辊等设备的安全，还需要将电动机与轧辊的机械传动轴拆除。由于整体设备比较庞大，这样的试验过程准备工作复杂而且存在一定的风险性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术特别提供一种轧机交流主传动加载试验方法，该方法用于上下辊独立电机驱动的任何轧机主传动机电系统性能测试，测试过程中不需要对主电动机和轧辊之间的中间传动轴实施拆除，也不需要在实施大转矩电流试验时对主电动机转子部分进行固定，从而可提高整个试验效率；而且，采用此方法进行的测试，在测试过程中的电能消耗相比传统方法也有大幅度降低，具有显著的节能效果。该方法有利于更加安全、准确、快速地完成轧机主传动系统的机电性能测试。本专利技术提供的一种轧机交流主传动动态加载测试方法，具体包括以下步骤：步骤1：控制中心与辊缝调节器、上辊速度调节器、上辊电流调节器、下辊速度调节器和下辊电流调节器建立连接，设置参数，包括上轧辊电机的速度参考值Vset1，下轧辊电机的速度参考值Vset2，控制中心发出测试启动信号后，首先下发上下轧辊辊缝位置与压力调整指令给辊缝调节器，即控制中心设定辊缝值X1＝0，设定轧制力值X2为模拟轧制力并输出，完成上下辊缝清零并实现压靠，并使上下轧辊之间产生近似于正常生产的轧制力；步骤2：完成上下轧辊位置调整后，开始电机基速以下测试，2.1在控制中心设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1，其中，Y1＝Vset1、Z1＝Vset2、Vset1＝Vset2＝n1，n1的取值范围为0<n1≤nj，nj为电动机基速，n1为电机基速以下速度设定值；2.2设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1上辊的正反向转矩电流限幅为Y2、反向转矩电流限幅为-Y2，上辊转矩电流值为Iset1；设定下辊的正向转矩电流限幅为Z2，反向转矩电流限幅-Z2，下辊转矩电流值为Iset2，Y2＝-Y2＝Iset2，Z2＝-Z2＝Iset1，Iset2＝0.55Ie，Iset1＝0.5Ie，Ie为电动机额定的电流值；2.3完成以上设定后，确认机械、液压、润滑系统就绪，轧机控制部分、功率部分、励磁部分已保持正常工作状态，启动轧机运行；由于速度同步，上下轧辊之间没有作用力，轧机运行处于无负荷空载状态，空载转矩电流为5～10％Ie；2.4确认以上状态后，向下辊电机速度设定值中增加一个阶跃信号Vset3，Vset3＝5％Vset2，在上下轧辊之间由于轧制压力而产生的辊面摩擦力的作用下，上下轧辊之间依然将保持速度同步，下辊处于电动状态；由于上辊的速度设定没有改变，会始终低于实际速度，因此上辊工作于发电状态，直到控制中心检测上下轧辊电机的转矩电流同时达到设定的0.5Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.5返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝Ie，下辊转矩电流值为Iset2＝1.05Ie，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.0Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.6再次返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝ITmax，下辊转矩电流值为Iset1＝1.05ITmax，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.05ITmax，ITmax为轧机主传动系统所需最大转矩电流，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数，以达到满足轧制生产负荷需要的动态响应指标，待所有指标达到工艺要求值后电机基速以下测试完成；步骤3：开始电机基速以上测试，3.1在控制中心设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1，其中，Y1＝Vset1、Z1＝Vset2、Vset1＝Vset2＝n2，n2的取值范围为nj<n2≤nmax，nmax为电动机最高转速限制，n2为电机基速以上速度设定值；3.2设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1上辊的正反向转矩电流限幅为Y2、反向转矩电流限幅为-Y2，上辊转矩电流值为Iset1；设定下辊的正向转矩电流限幅为Z2，反向转矩电流限幅-Z2，下辊转矩电流值为Iset2，Y2＝-Y2＝Iset2，Z2＝-Z2＝Iset1，Iset2＝0.55Ie，Iset1＝0.5Ie，Ie为电动机额定的电流值；3.3完成以上设定后，确认机械、液压、润滑系统就绪，轧机控制部分、功率部分、励磁部分已保持正常工作状态，启动轧机运行；由于速度同步，上下轧辊之间没有作用力，轧机运行处于无负荷空载状态，空载转矩电流为5～10％Ie；3.4确认以上状态后，向下辊电机速度设定值中增加一个阶跃信号Vset3，Vset3＝5％Vset2，在上下轧辊之间由于轧制压力而产生的辊面摩擦力的作用下，上下轧辊之间依然将保持速度同步，下辊处于电动状态；由于上辊的速度设定没有改变，会始终低于实际速度，因此上辊工作于发电状态，直到控制中心检测上下轧辊电机的转矩电流同时达到设定的0.5Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；3.5返回步骤3.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝Ie，下辊转矩电流值为Iset2＝1.05Ie，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.0Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；3.6再次返回步骤3.2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧机交流主传动机电系统加载试验测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：控制中心与辊缝调节器、上辊速度调节器、上辊电流调节器、下辊速度调节器和下辊电流调节器建立连接，设置参数，包括上轧辊电机的速度参考值Vset1，下轧辊电机的速度参考值Vset2，控制中心发出测试启动信号后，首先下发上下轧辊辊缝位置与压力调整指令给辊缝调节器，即控制中心设定辊缝值X1＝0，设定轧制力值X2为模拟轧制力并输出，完成上下辊缝清零并实现压靠，并使上下轧辊之间产生近似于正常生产的轧制力；步骤2：完成上下轧辊位置调整后，开始电机基速以下测试，2.1在控制中心设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1，其中，Y1＝Vset1、Z1＝Vset2、Vset1＝Vset2＝n1，n1的取值范围为0<n1≤nj，nj为电动机基速，n1为电机基速以下速度设定值；2.2设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1上辊的正反向转矩电流限幅为Y2、反向转矩电流限幅为‑Y2，上辊转矩电流值为Iset1；设定下辊的正向转矩电流限幅为Z2，反向转矩电流限幅‑Z2，下辊转矩电流值为Iset2，Y2＝‑Y2＝Iset2，Z2＝‑Z2＝Iset1，Iset2＝0.55Ie，Iset1＝0.5Ie，Ie为电动机额定的电流值；2.3完成以上设定后，确认机械、液压、润滑系统就绪，轧机控制部分、功率部分、励磁部分已保持正常工作状态，启动轧机运行；由于速度同步，上下轧辊之间没有作用力，轧机运行处于无负荷空载状态，空载转矩电流为5～10％Ie；2.4确认以上状态后，向下辊电机速度设定值中增加一个阶跃信号Vset3，Vset3＝5％Vset2，在上下轧辊之间由于轧制压力而产生的辊面摩擦力的作用下，上下轧辊之间依然将保持速度同步，下辊处于电动状态；由于上辊的速度设定没有改变，会始终低于实际速度，因此上辊工作于发电状态，直到控制中心检测上下轧辊电机的转矩电流同时达到设定的0.5Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.5返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝Ie，下辊转矩电流值为Iset2＝1.05Ie，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.0Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.6.再次返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝ITmax，下辊转矩电流值为Iset1＝1.05ITmax，ITmax为轧机主传动系统所需最大转矩电流，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.05ITmax，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数，以达到满足轧制生产负荷需要的动态响应指标，待所有指标达到工艺要求值后电机基速以下测试完成；步骤3：开始电机基速以上测试，3.1在控制中心设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1，其中，Y1＝Vset1、Z1＝Vset2、Vset1＝Vset2＝n2，n2的取值范围为nj<n2≤nmax，nmax为电动机最高转速限制，n2为电机基速以上速度设定值；3.2设定上辊电机速度值Y1和下辊电机速度值Z1上辊的正反向转矩电流限幅为Y2、反向转矩电流限幅为‑Y2，上辊转矩电流值为Iset1；设定下辊的正向转矩电流限幅为Z2，反向转矩电流限幅‑Z2，下辊转矩电流值为Iset2，Y2＝‑Y2＝Iset2，Z2＝‑Z2＝Iset1，Iset2＝0.55Ie，Iset1＝0.5Ie，Ie为电动机额定的电流值；3.3完成以上设定后，确认机械、液压、润滑系统就绪，轧机控制部分、功率部分、励磁部分已保持正常工作状态，启动轧机运行；由于速度同步，上下轧辊之间没有作用力，轧机运行处于无负荷空载状态，空载转矩电流为5～10％Ie；3.4确认以上状态后，向下辊电机速度设定值中增加一个阶跃信号Vset3，Vset3＝5％Vset2，在上下轧辊之间由于轧制压力而产生的辊面摩擦力的作用下，上下轧辊之间依然将保持速度同步，下辊处于电动状态；由于上辊的速度设定没有改变，会始终低于实际速度，因此上辊工作于发电状态，直到控制中心检测上下轧辊电机的转矩电流同时达到设定的0.5Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；3.5返回步骤3.2，重新设置上辊转矩电流值为Iset1＝Ie，下辊转矩电流值为Iset2＝1.05Ie，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.0Ie，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节...

【技术特征摘要】
1.一种轧机交流主传动机电系统加载试验测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：控制中心与辊缝调节器、上辊速度调节器、上辊电流调节器、下辊速度调节器和下辊电流调节器建立连接，设置参数，包括上轧辊电机的速度参考值Ｖset1，下轧辊电机的速度参考值Ｖset2，控制中心发出测试启动信号后，首先下发上下轧辊辊缝位置与压力调整指令给辊缝调节器，即控制中心设定辊缝值Ｘ1=0，设定轧制力值Ｘ2为模拟轧制力并输出，完成上下辊缝清零并实现压靠，并使上下轧辊之间产生近似于正常生产的轧制力；步骤2：完成上下轧辊位置调整后，开始电机基速以下测试，2.1在控制中心设定上辊电机速度值Ｙ1和下辊电机速度值Ｚ1，其中，Ｙ1=Ｖset1、Ｚ1=Ｖset2、Ｖset1=Vset2=n1，n1的取值范围为0＜n1≤nj，nj为电动机基速，n1为电机基速以下速度设定值；2.2设定上辊电机速度值Ｙ1和下辊电机速度值Ｚ1，设定上辊的正向转矩电流限幅为Ｙ2、反向转矩电流限幅为－Ｙ2，上辊转矩电流值为Ｉset1；设定下辊的正向转矩电流限幅为Ｚ2，反向转矩电流限幅－Ｚ2，下辊转矩电流值为Ｉset２，设定Y2＝-Y2＝Iset2，Z2＝-Z2＝Iset1，Iset2＝0.55Ie，Iset1＝0.5Ie，，Ｉe为电动机额定的电流值；2.3完成以上设定后，确认机械、液压、润滑系统就绪，轧机控制部分、功率部分、励磁部分已保持正常工作状态，启动轧机运行；由于速度同步，上下轧辊之间没有作用力，轧机运行处于无负荷空载状态，空载转矩电流为5-10%Ｉe；2.4确认以上状态后，向下辊电机速度设定值中增加一个阶跃信号Ｖset3，Ｖset3=5%Ｖset2，在上下轧辊之间由于轧制压力而产生的辊面摩擦力的作用下，上下轧辊之间依然将保持速度同步，下辊处于电动状态；由于上辊的速度设定没有改变，会始终低于实际速度，因此上辊工作于发电状态，直到控制中心检测上下轧辊电机的转矩电流同时达到设定的0.5Ｉe，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.5返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Ｉset1=Ｉe，下辊转矩电流值为Ｉset2=1.05Ｉe，保持其它参数不变，重复以上过程，使上下轧辊电机的轧机电流同时达到设定的1.0Ｉe，测试此过程中的速度与转矩电流变化曲线，用来调整轧机主传动机电系统的电流调节器和速度调节器的参数；2.6再次返回步骤2.2，重新设置上辊转矩电流值为Ｉset1=ＩTmax，下辊转矩电流值为Ｉset2=1.05ＩTmax，ＩTmax为轧机主传动系统所需最大转矩电流，保持其它参数不变，重复以上过程，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇军，肖雄，李小占，牛犇，郝春辉，张志密，
申请(专利权)人：北京科技大学，北京科技大学设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11