高速精密轧辊磨头电气控制系统的设计与研究

发布时间：2020-04-26 08:08

【摘要】：高速精密轧辊磨床是现代冶金生产领域中不可或缺的一种重要生产设备,基于高精度和稳定可靠的电气控制系统来实现对磨削过程的准确控制。轧辊磨头主轴驱动控制系统作为轧辊磨床最核心的动力装置之一,其输出性能的优劣直接影响着整台磨床的磨削性能。本课题是以高速精密轧辊磨头的主轴驱动控制系统展开的,通过参考国内现有的普通低速轧辊磨头系统,针对一种砂轮线速度在80m/s以上的高速精密轧辊磨床,在已完成轧辊磨头结构设计的基础上,根据高速轧辊磨头系统的工作要求和性能特点,对磨头主轴驱动控制系统进行设计研究。论文从高速轧辊磨头主轴电机驱动控制系统的角度出发,主要内容为:首先,对现代主轴驱动控制技术进行概述,作为本文论述的基础知识。其次,通过分析高速精密轧辊磨床磨头系统对其电气控制系统的技术要求,确定系统总体设计方案,并设计电气控制原理图及系统供配电关系,完成对电路电气负荷的计算,以便于电气设备中导线的选择。再次,论文以轧辊磨头主轴电机YVF160L-2和逆变器的数学模型为基础,结合轧辊磨头系统的运行特点和运行要求,将直接转矩变频控制技术应用于磨头驱动控制系统,以实现对轧辊磨头主轴电机瞬时力矩的良好控制;论文同时对主轴电机的速度辨识进行了研究,分析了基于Popov稳定性理论设计的MRAS速度辨识方法,该方法实现了主轴电机DTC控制系统的无速度传感控制;论文推导了主轴电机在??-dq坐标系下的状态方程,并根据状态方程设计出应用于DTC的扩展卡尔曼滤波器,对磨头主轴电机的运行速度进行辨识,然后将两种速度辨识方法在MATLAB/Simulink环境下进行仿真,着重对比分析了MRAS和EKF辨识速度的可行性和有效性。最后,论文对现场级变频器的运行参数进行设置,编码相应的通信程序,并对磨削过程控制及设备运行监控管理功能进行分析,利用King View组态软件设计主轴系统的人机监控界面和系统数据报表。
【图文】：

结构图,磨头,轧辊,结构图

2. 皮带轮；3. 前动静压轴承；4. 前节流器；5. 静压止推轴承；6. 后动静压轴承；8. 砂轮卡盘；9. 磨头箱体；10. 下节流器；11. 偏心套图 2.1 高速精密轧辊磨头结构图控制方案对油温、流量等模拟量的采集监控，实现主轴电机速度因磨削要求，本文利用 PLC 灵活编程及控制的功能构建测控系统。LC，被控元件为主轴电机，主控参数为主轴电机输出转矩，控间矢量理论的直接转矩控制。利用 PLC 模拟量输入模块采集号进行 A/D 转换并送至上位机，实现对轧辊磨头主轴系统运证高速精密轧辊磨头连续可靠、安全高效的运行。基于上述思框图如图 2.2 所示。.2 所示，该系统主要由 PLC、变频器、主轴电机、模拟量输入和触摸屏构成，，其中 PLC 与变频器间采用数字端子连接，P RS232C 接口。

接线端子

贵州大学硕士学位论文机采用直接转矩变频技术，变频器选用 ABB 公图如图 2.5 所示。ACS800 系列变频器采用 DTC机控制方式之一，具有高精度的速度控制和转矩组网能力。L1/RL2/SL3/TGVREF+AI1+AGND+10VDC0VRO1ARO1BRO1C继GUVWP1 P(+) DB N(-)整流电压采样逆变电流采样温度采样控制电源检测电路驱动电路输继电器输出端输
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG595.4

【参考文献】