卷取机动态力矩计算

直接张力卷取机动态力矩计算

吴秋生

一， 基本物理量计算

1，飞轮力矩的折算

电机 齿轮箱 卷筒

i n1 n2

Mg1 GD21 Mg2 GD22

n n2?1 (i:齿轮相传动比)

i

GD22dn2? Mg2? Mg2 = ? ? Mg1 375dt

GD222GD21dn1i?dn1 i?Mg1??? ?375dt375idt

GD222dn1GD21dn1iMg1??? ?Mg1?

375dt375dt

1?GD21?2?GD22

i

2， 均匀圆柱体飞轮力矩

0.707D外 D外

GD2?1?GD2外 D?D外22 D外?圆柱体几何外径

3，空心圆柱体飞轮力矩

D?D内GD?G?外2222 D?122?(D外?D内） 2D内 D外

二，卷取机动态力矩计算

a. 折算到卷取机电动机轴上总的飞轮惯量

GD2??GD2m?GD2M?GD2S

GD2m 电动机（转子）飞轮惯量（常量）

GD2M 机械传动链折算到电机轴上的飞轮惯量

（包括传动轴，连轴器，齿轮箱，卷筒，一般为常量）

GD2S 带卷折算到电机轴上的飞轮惯量（变量）

12GD2S?G(D外?D内 2)/i2

2

22G??br?(D外?D内)4

b：带宽 ?br44?2(D外?D内) 8ir：带材比重

?：占积率（?1）

GD2S

GD2?(GD2m?GD2M)?GD2S?(K?GDm)?

b. 折算到卷取机电动机轴上的动态力矩

2?b?8i2(D外?D内)

44卷取机系统的GD2是变量，所以动态力矩包括两部分。

GD2?nn?(GD2)Md????

375?t375?t

而主轧机在动态过程中GD2很少变化，取动态过程中的GD2=const 所以主轧机仅考虑加速度分量的影响。

GD2dn?Md??

375dt

材卷线速度Vline与材卷转速n的关系是：

n(rpm)60?Vline?2??r(mps) 于是材卷转速为：n卷? Vline(mps)? 60?DS

带材在加速时，线速度变化量折算到电机轴上的速度变化量为：

dn60dV ???i

dt?DSdt

带材在加速时，线速度变化量折算到电动机轴上的动态力矩为：

60?iGD2dV60?iGD2dV Md? ??????DS375dt375?DSdt

（DS：即时外径） 两个都是变量

就一瞬间来说，卷径DS变化慢，GD2的变化也慢，动态力矩主要成 分是作用于dV/dt。但随着卷取的过程，卷径有了明显的变化，使卷 材的GD2产生了明显的变化，因而对动态力矩的影响逐渐加大。 卷 径比变化越大，影响就越大。所以卷径比不能太大，或者说最大卷径 要受到电气供电设备出力的限制和最大加速度的制约。

根据前面对电机轴上总的转动惯量的推导可知：

?b??244GD2?(GD2m?GD2M)?GD2S?(K?GDm)?(D?D外内) 8i2 电机转子 机械 材卷 定值 变量

根据前面对电机轴上总的动态力矩的推导可知：

60?iGD2dV60?iGD2dV Md? ??????DS375dt375?DSdt

60?i1?br?dV2244?[GDm?GDM?2(D外?D内)]? 两式综合后：Md? 375?DS8idt

60?0.051 综合式中DS=D外，D0=D内（D0=初始卷径=卷筒直径）。

375?

Md?0.051

1?r?b4?r?b4dV22[GDm?GDM?2DS?2D内]??i DS8i8idt24?r?bD内0.051KGDm0.051?r?b30.051dV Md?[?D?]??i S22DS8i8iDSdtdVVmax 取占积率?=1，取 ?dtTm Vmax：最大轧制（卷取）速度，Tm：V=V0?Vmax的启动时间。

Vmax0.051?rbVmax，k2?， ?Tm8iTm0.051?rb4Vmax4 k3? （k3?k2?D0） D0?8iTm

当D(卷径)和b（卷材宽度）的单位为米，r的单位为公斤/米3时，Md的单位为Kg-M。

计算出k1，k2，D内4（D0）后，便可按DS(和b)的值求出Md。

全文完，例略。

Md?k1k33 ?k2DS?DSDS2 k1?0.051KGDmi?

卷取机张力控制

一 ，系统构成：电流电势复合系统，最大力矩系统。

V F

D n V i M Fact n? a Ia nref Contr. Contr. Ud Fref Mg PI P Fact ? In D0 Dai. L Ul V Cal. Eref PI n ?

张力补偿调节器及投张环节：

Fref Fact - + + Fr=Fa 卷径计算

V

n - + D X*Y Z

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m2b3.html