DE569871C - Control device for monitoring the relative synchronism in continuous rolling lines - Google Patents

Description

Regeleinrichtung zur Überwachung des relativen Gleichlaufes bei kontinuierlichen Walzenstraßen Es sind Schaltungen bekanntgeworden, durch welche ein Gleichlauf in den Antriebsmotoren der einzelnen Gerüste einer Walzenstraße dadurch erreicht werden soll, daß das Nachregulieren auf die gleiche Geschwindigkeit, welche durch eine Belastungsänderurg an einem der Antriebsmotoren notwendig ist. dadurch bewirkt wird, daß man hierzu eine Gleichstromspannung verwendete, welche als Differenz zweier einander entgegenwirkender Spannungen auftritt, von denen jede der jeweiligen Drehzahl der Antriebsmotoren der zugehörigen Straßen entspricht. Diese beiden Spannungen werden in Hilfsmaschinen erzeugt, welche mit den auf Gleichlauf zu bringenden Straßen mechanisch gekuppelt sind. Die entstehende Spannungsdifferenz soll dabei unmittelbar oder mittelbar verstärkend oder verschwächend auf das Feld der Antriebsmotoren oder auf das Feld der sie allein speisenden Leonard-Dynamos einwirken.Control device for monitoring the relative synchronism with continuous Roller mills Circuits have become known through which synchronization in the drive motors of the individual stands of a roller train can thereby be achieved should that the readjustment to the same speed, which by a Change of load on one of the drive motors is necessary. is effected by that a direct current voltage was used for this purpose, which is the difference between two opposing voltages occurs, each of which is the respective speed corresponds to the drive motors of the associated roads. These two tensions are generated in auxiliary machines, which are synchronized with the lines are mechanically coupled. The resulting voltage difference should be immediate or indirectly reinforcing or weakening the field of the drive motors or act on the field of the Leonard Dynamos feeding them alone.

Diese Methode hat den Nachteil, daß grundsätzlich eine gewisse Spannungsdifferenz bestehen bleiben muß, um den zur Aufrechterhaltung der veränderten Geschwindigkeit vergrößerten oder verkleinerten Erregerstrom im Motor der zu leitenden Straße Weiterfließen zu lassen. Die zu leitende Straße wird also der Tourenänderung der leitenden Straße nicht restlos folgen können. Die verbleibende Differenz läßt sich desto mehr verringern, je größer man die Leistung der gegeneinander geschalteten - Gleichstrombilfsrnaschinen macht im Vergleich zur erforderlichen Leistung der Zusatzfeldwicklung des Motors an der geleiteten Straße. Vollständig läßt sich diese Differenz mit dieser Schaltung auch theoretisch nicht fortbringen. Der Gegenstand dieser Erfindung ist eine solche Schaltung, durch welche diese Differenz auch theoretisch beseitigt wird.This method has the disadvantage that, in principle, a certain voltage difference must remain in order to maintain the changed speed increased or decreased excitation current in the motor of the road to be conducted continue to flow allow. The road to be routed becomes the route change of the leading road cannot follow completely. The remaining difference can be reduced the more, the greater the output of the counter-connected DC auxiliary machines makes in comparison to the required power of the additional field winding of the motor on the guided road. This difference can be completely eliminated with this circuit not even in theory. The object of this invention is such Circuit through which this difference is theoretically eliminated.

Die neue Schaltung, welche die Abbildung zeigt, verwendet zwei gegeneinander geschaltete Hilfsmaschinen 5 und 6, welche mit dein Motor .:1 der Straße d und dem Motor 2 der Straße i gekuppelt sind. Der Antriebsmotor der Straße i wird hier beispielsweise durch eine Leonard - Dynamo ; gespeist, welche durch den Drehstrommotor 8 angetrieben wird. Durch Regelung des Erregerstroms in der Hauptfeldwicklung i i wird die Spannung der Dynamo und damit die Drehzahl des fremderregten Gleichstromrnotors2 von Hand geregelt. Die Gleichlaufeinrichtung arbeitet auf die Zusatzwicklung 12, und zwar über eine an sich bekannte Verstärkermaschine 9, deren besonderer Zweck später noch erläutert wird. Diese Maschine besitzt zwei Feldwicklungen, von denen die eine, i4, von der Differenz der Spannungen der beiden Maschinen 5 und 6 erregt wird.The new circuit shown in the figure uses two against each other switched auxiliary machines 5 and 6, which with your engine.: 1 of the road d and the Motor 2 of road i are coupled. The drive motor of the road i is here for example by a Leonard dynamo; fed, which is driven by the three-phase motor 8 will. By regulating the excitation current in the main field winding i i, the voltage the dynamo and thus the speed of the separately excited DC motor2 by hand regulated. The synchronizing device works on the additional winding 12, namely via an amplifier machine 9 known per se, the special purpose of which will be given later is explained. This machine has two field windings, one of which, i4, from the difference in the voltages of the two machines 5 and 6 is excited.

Bis hierher entspricht die Einrichtung den Grundsätzen der bereits bekannten, eingangs erwähnten Schaltungen. Als neu gegenüber dem Bekannten tritt jetzt die Maschine io hinzu, welche, wie die Maschine 9, beispielsweise durch den Motor 8 mit angetrieben wird. Sie liefert bei Selbsterregung eine konstante Gleichstromspannung, welche durch den Regler 16 bedarfsmäßig eingestellt werden kann. Ihr Anker ist mit dem der Maschine 5 so in Reihe über die zweite Erregerwicklung 15 der Verstärkermaschine g geschaltet, daß die Spannungen beider Maschinen gegeneinander gerichtet sind. Die Wirkungsweise der beiden über die Verstärkermaschine 9 und den Schnellerregungswiderstand 17 auf die Dynamo 7 übertragenen Erregersysteme ist nun folgende: Es wird zunächst ein stationärer Geschwindigkeitszustand für beide Straßen angenommen. Die Erregungen der Maschinen 5 und 6 seien durch die Regler 18 und i9 so eingestellt, daß ihre Spannungen einander gleich seien; dann fließt durch die Wicklung 14 der Verstärkermaschine 9 kein Strom. Weiter sei auch die konstante Spannung der Maschine to so eingestellt, daß sie -dieselbe Größe hat wie die Maschine 5; dann fließt auch durch die Wicklung 15 der Verstärkermaschine kein Strom. Ihr Anker ist daher spannungslos und damit auch die Zusatzwicklung 12 derLeonard-Dynamo stromlos. Ihre Grunderregung wird dabei von der Wicklung i i geliefert. Sinkt jetzt die Drehzahl der Straße 3, so treibt die Maschine io Strom gegen die Spannung der Maschine 5 durch die Wicklung 15 der Verstärkermaschine, deren Ankerstrom über die Wicklung 12 in Gegenwirkung zur Wicklung r i das Feld der Dynamo 7 so stark schwächt, daß ihre Ankerspannung dem Wert entspricht, mit dem der Motor 2 gespeist werden muß, um stationär genau mit der Drehzahl zu laufen, welche durch den eingetretenen Tourenabfall der Straße 3 vorgeschrieben wird.Up to this point the device corresponds to the principles of the already known circuits mentioned at the beginning. The machine io, which, like the machine 9, is driven, for example, by the motor 8, is now new to the familiar. When self-excited, it supplies a constant direct current voltage, which can be adjusted as required by the controller 16. Your armature is connected in series with that of the machine 5 via the second field winding 15 of the amplifier machine g that the voltages of the two machines are directed against one another. The mode of operation of the two excitation systems transmitted to the dynamo 7 via the amplifier machine 9 and the high-speed excitation resistor 1 7 is now as follows: A steady-state speed condition is initially assumed for both roads. The excitations of machines 5 and 6 are set by regulators 18 and 19 so that their voltages are equal to one another; then no current flows through the winding 14 of the amplifier machine 9. Furthermore, let the constant voltage of the machine to be set so that it has the same size as the machine 5; then no current flows through the winding 1 5 of the amplifier machine. Your armature is therefore de-energized and therefore also the additional winding 12 of the Leonard dynamo is de-energized. Your basic excitation is supplied by winding ii. If the speed of the road 3 now drops, the machine drives io current against the voltage of the machine 5 through the winding 1 5 of the amplifier machine, whose armature current through the winding 12 in counteraction to the winding ri weakens the field of the dynamo 7 so much that its Armature voltage corresponds to the value with which the motor 2 must be fed in order to run stationary at exactly the speed which is prescribed by the decrease in speed of the road 3 that has occurred.

Die Einstellung auf diesen Zustand würde wegen der Trägheit, welche in den Massen und in der Selbstinduktion der Maschinen liegt, eine gewisse Zeit erfordern. Diese Zeit wird aber wesentlich dadurch abgekürzt, daß gleichzeitig mit dem Tourenabfall der Straße 3 auch die Maschine 6 gegen die Spannung der Maschine 5 Strom durch die Erregerwicklung 14 der Verstärkermaschine 9 treibt, welcher im gleichen Sinne wirkt wie der Strom in der Wicklung 15. Da dieser Strom mit der Annäherung an den neuen Zustand infolge der eintretenden Spannungsgleichheit der Maschinen 6 und 5 wieder verschwindet, kann man seinen Anfangswert beliebig groß machen und dadurch den neuen Zustand sehr schnell herbeiführen. Dieses zweite Erregersystem trägt also nur beschleunigenden Charakter, während der durch die bleibende Tourendifferenz der Maschinen io und 5 erzeugte Strom weiterfließt und damit den neuen Zustand aufrechterhält.Attitude to this state would be because of the indolence which lies in the masses and in the self-induction of the machines for a certain time require. This time is significantly shortened by the fact that at the same time with the route waste of the road 3 also the machine 6 against the tension of the machine 5 drives current through the field winding 14 of the amplifier machine 9, which in the same sense acts as the current in the winding 15. Since this current with the approach of the new state as a result of the voltage equilibrium between the machines 6 and 5 disappear again, you can make your initial value as large as you want and thereby bring about the new state very quickly. This second pathogen system So it only has an accelerating character, during the one caused by the remaining tour difference The electricity generated by machines 10 and 5 continues to flow and thus maintains the new state.

Bei der beschriebenen Einstellung der beiden Erregersysteme kann somit ein absoluter Gleichlauf zwischen den beiden Straßen erreicht werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, von diesem Gleichlauf bewußt abzuweichen, um eine neue Wirkung hervorzubringen, welche nach der folgenden Betrachtung wünschenswert erscheint: Man läßt vorsorglich die Walzadern von der einen Straße zur folgenden mit einer gewissen Ausbuchtung von der geraden Verbindungslinie laufen. Wenn beide Straßen gleich schnell laufen, bleibt die Größe dieser Ausbuchtung unverändert. Die Größe dieser Ausbuchtung soll möglichst erhalten bleiben oder doch wenigstens so schnell wie möglich wiederhergestellt werden, besonders dann, wenn sie infolge zu langsamen Laufens der leitenden Straße oder zu schnellen Laufens der folgenden Straßen zu klein geworden ist, damit bei einer weiteren Geschwindigkeitsstörung im. gleichen Sinne kein Abreißen der Adern eintritt. Nun erfordert die Einstellung der geleiteten Straße auf die Geschwindigkeit der leitenden Straße immerhin eine gewisse Zeit, wenn sie bei der Beschleunigungsmöglichkeit nach der Erfindung auch sehr kurzggehalten werden kann. In dieser kurzen Zeit des Nichtübereinstimmens wird sich daher die gewünschte Ausbuchtung vergrößern oder verkleinern. Es ist nun von Vorteil, wenn man die veränderte Ausbuchtung nach erzieltem Gleichlauf wieder auf den alten Zustand zurückführen kann, indem das System dann derart weiterarbeitet, daß es gewissermaßen über den Gleichlauf hinaus reguliert und so lange nach der entgegengesetzten Seite hin abweicht, bis das Zuviel oder Zuwenig an abgelaufenem Walzenumfang wieder ausgeglichen ist, womit die Ausbuchtung der Walzader wieder die gleiche, erwünschte Größe erreicht hat.With the described setting of the two excitation systems, an absolute synchronism between the two roads can be achieved. Another The object of the invention is to deliberately deviate from this synchronization to a to produce a new effect, which is desirable after the following consideration appears: As a precaution, let the rolling veins go from one street to the next run away from the straight connecting line with a certain bulge. If both Streets run at the same speed, the size of this bulge remains unchanged. The size of this bulge should be retained as far as possible, or at least at least be restored as soon as possible, especially if they are as a result walking too slowly on the leading road or walking too fast on the following one Roads have become too small, so with a further speed disturbance in the. same sense, no tearing of the veins occurs. Well requires adjustment the guided road at least one on the speed of the guided road a certain amount of time, if they also use the acceleration option according to the invention can be kept very short. In this short period of disagreement, becomes therefore increase or decrease the desired bulge. It is now from It is an advantage if you can re-open the changed bulge after synchronism has been achieved can restore the old state by the system then continuing to work in such a way that that it regulates to a certain extent beyond the synchronism and so long after the opposite side deviates until the too much or too little of what has expired The circumference of the roll is balanced again, with the result that the bulge of the rolling core is restored has reached the same desired size.

Dieser vorteilhaften Arbeitsart kann man mit der Einrichtung der Erfindung sehr nahe kommen,' wenn man erfindungsgemäß die Amperewindungen der Wicklung 15 der Verstärkerdynamo 9 durch Verringerung des Widerstandes im vorgeschalteten Regler 20 so vergrößert, daß die unter der Wirkung der Spannungsdifferenz der Maschinen 5 und io entstehenden Gegenamperewindungen in der Wicklung 12 der Leonard-Dynamo 7 so groß werden, daß sich der Walzenmotor 2 auf eine Drehzahl einzustellen bestrebt, welche noch um einen gewissen Betrag weiter in der Richtung liegt, nach der die'Straße 3 von ihrer Ausgangsgeschwindigkeit abgewichen ist. Bis zur Erreichung des Gleichlaufes wird die Tourenveränderung von der Spannungsdifferenz der Maschinen 5 und 6 unterstützt. Nach Durchschreitung des Gleichlaufes wirkt diese Spannungsdifferenz jedoch im umgekehrten Sinne und verhütet damit, daß sich die Straße 1 ganz auf die Drehzahl einstellt, welche durch die Differenz der Spannung der Maschinen 5 und 1o vorgeschrieben wird. Dadurch, daß man auch die Größe des Einflusses der Spannungsdifferenz der Maschinen 5 und 6 durch den vorgeschalteten Regler 21 einstellen kann, hat man es in der Hand, den Grad des beabsichtigten Überregulierens o zu bemessen, daß die während der Zeitdes ungleichen Laufes entstandene Abweichung \-on dem am Walzenumfang zurückgelegten Weg wieder ausgeglichen wird. Durch.eine abstimmbare Selbstinduktion im Stromkreis der Maschinen 5 und 6 hat man es in der Hand, dieses Überregulieren so zu beeinflussen, daß es in Schwingungen von erwünschter Zeitdauer um eine einstellbare Gleichgewichtslage erfolgt, was bei manchen Betriebsverhältnissen von Vorteil sein kann, wenn man die Schwingungszeiten so bemißt, daß nur die erste Schwingung nach der Überregulierungsseite hin zur Wirkung kommt; denn in Wirklichkeit folgen die wechselnden Belastungsperioden, welche den Tourenabfall der leitenden Straße hervorrufen, so schnell aufeinander, daß der geleiteten Straße wenig Zeit bleibt, diesen Änderungen zu folgen.This advantageous mode of operation can be very close with the device of the invention, 'if you according to the invention the ampere turns of the winding 1 5 of the amplifier dynamo 9 by reducing the resistance in the upstream controller 20 so that the under the effect of the voltage difference of the machines 5 and io counter amp turns in the winding 12 of the Leonard dynamo 7 become so large that the roller motor 2 tries to set itself to a speed which is a certain amount further in the direction in which the street 3 has deviated from its starting speed. The change in route is supported by the voltage difference between machines 5 and 6 until synchronization is achieved. After crossing the synchronism, this voltage difference acts in the opposite sense and thus prevents the road 1 from adjusting entirely to the speed which is prescribed by the difference in the voltage of the machines 5 and 1o. Because one can also adjust the size of the influence of the voltage difference of the machines 5 and 6 through the upstream regulator 21, one has the ability to measure the degree of the intended overregulation o so that the deviation \ - is compensated for by the distance covered on the roller circumference. Through a tunable self-induction in the circuit of the machines 5 and 6 you have it in hand to influence this overregulation so that it takes place in oscillations of the desired duration around an adjustable equilibrium position, which can be of advantage in some operating conditions if the The oscillation times are dimensioned in such a way that only the first oscillation after the overregulation side takes effect; because in reality the changing load periods which cause the drop in the route of the leading road follow one another so quickly that the guided road has little time to follow these changes.

Diese Einrichtung des Vergleiches der der Geschwindigkeit der leitenden Straße entsprechenden Spannung mit einer konstanten Spannung wirkt nur in dem Sinne, daß sich dadurch nur die geleitete Straße auf die jeweilige Geschwindigkeit der leitenden Straße einstellt. Wenn an der geleiteten Straße selbst Abweichungen von der Soll-Geschwindigkeit auftreten, welche durch den Tourenabfall ihres Motors infolge von Belastungsänderung entstehen, so werden diese nur durch die Wirkung der Spannungsdifferenz der Maschinen 5 und 6 erfaßt. Die Ausgleichswirkung der letzteren ist keine restlose. Man kann den noch verbleibenden Rest dadurch noch wesentlich verringern, daß man den bei Belastungsänderungen auftretenden Tourenabfall möglichst klein macht, indem man ihn beispielsweise durch eine schwache Compoundwicklung 13 auf den Polen der Leonard-Dynamo 7 ausgleicht, ohne jedoch die Stabilitätsgrenze zu überschreiten.This facility of comparing that of the speed of the conductive Road corresponding tension with a constant tension acts only in the sense that this only affects the guided road to the respective speed of the senior road hires. If there are deviations from the target speed, which occurs as a result of the drop in the speed of your engine from changes in load, these are only due to the effect of the voltage difference of the machines 5 and 6 detected. The compensatory effect of the latter is not a complete one. The remainder can still be reduced considerably by makes the trip waste that occurs with changes in load as small as possible by for example, by a weak compound winding 13 on the poles of the Leonard Dynamo 7 compensates, but without exceeding the stability limit.

Die Einregulierung eines anderen Grundverhältnisses -z=ischen den Drehzahlen der beiden Straßen 3 und 1 erfolgt durch Änder ung der Grunderregung der Leonard-Dynamo an der Wicklung 11 .oder auch am Feld des Motors 2. Die Erregungen der einzelnen Maschinen 5 und 6 und 1o müssen dann auf das neue erwünschte Grundverhältnis eingestellt werden. Erfindungsgemäß führt man die Verstärkermaschine 9 mit einer solchen magnetischen Charakteristik aus, da sie sich bei einem ungewöhnlich starken Anwachsen der Amperewindungen in ihren Wicklungen 14. und 15 stark sättigt und dadurch die Wirkung dieser Amperewindungen in stark beschränktem Maße auf die Zusatzwicklung der Leonard-Dynamo überträgt. Hierdurch wird bei einer groben Tourenregulierung der Straße 2 von Hand der Einfluß der beiden Erregersysteme zurückgedrängt, welcher nach dem Grundsatz seiner Wirkungsweise dieser groben Reglung entgegenzuarbeiten bestrebt ist.The adjustment of a different basic ratio -z = isden The speeds of the two roads 3 and 1 are made by changing the basic excitation the Leonard dynamo on the winding 11. or also on the field of the motor 2. The excitations the individual machines 5 and 6 and 1o must then be set to the new desired basic ratio can be set. According to the invention, the amplifier machine 9 is carried out with a such a magnetic characteristic because it is unusually strong Increase in the ampere-turns in their windings 14th and 15 strongly saturates and thereby the effect of these ampere turns to a very limited extent on the additional winding the Leonard Dynamo transmits. This is a rough route regulation of road 2, the influence of the two excitation systems is pushed back by hand, which one to work against this rough regulation according to the principle of its mode of operation is striving.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Regeleinrichtung zur Überwachung des relativen Gleichlaufes der die einzelnen Gerüste einer Walzenstraße oder einzelne Gruppen von Walzgerüsten antreibenden Elektromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld des Antriebsmotors (2) der zu leitenden Straße (1) oder das Feld (12) der ihn speisenden Leonard-Dynamo (7) gleichzeitig von zwei Spannungen beeinflußt wird, von denen die eine als Differenz einer der Geschwindigkeit der leitenden Straße (3) entsprechende Spannung und einer konstanten Spannung dieErregeramperewindungen liefert, welche den relativen Gleichlauf dauernd aufrechtzuerhalten haben und die andere Spannung als Differenz einer der Geschwindigkeit der leitenden Straße (3) und einer der Geschwindigkeit der geleiteten Straße (1) entsprechenden Spannung vorübergehend Amperewindungen liefert, welche den Ausgleich des Drehzahlunterschiedes beschleunigen. PATENT CLAIMS: 1. Control device for monitoring the relative Simultaneous rotation of the individual stands of a rolling mill or individual groups of rolling stands driving electric motors, characterized in that the field the drive motor (2) of the road to be guided (1) or the field (12) that feeds it Leonard Dynamo (7) is influenced simultaneously by two voltages, one of which is the a difference corresponding to one of the speed of the conductive road (3) Voltage and a constant voltage which supplies the excitation amp windings have to maintain the relative synchronism permanently and the other voltage as a difference of one of the speed of the conductive road (3) and one of the speed the voltage corresponding to the conducted road (1) temporarily ampere-turns supplies, which accelerate the compensation of the speed difference. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden den Gleichlaufzustand herbeiführenden Spannungen die Erregerwicklungen (1¢ und 15) einer Verstärkermaschine (9) steuern, deren Ankerspannung das. Feld des Antriebsmotors (2) der geleiteten Straße oder das Feld (12) der ihn speisenden Leonard-Dynamo (7) beeinflußt. 2. Establishment according to claim 1, characterized in that the two bring about the synchronous state Voltages control the excitation windings (1 ¢ and 15) of an amplifier machine (9), whose armature voltage the. Field of the drive motor (2) of the guided road or influences the field (12) of the Leonard dynamo (7) feeding it. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Einstellung der Regelspannungen (z. B. durch die Regler 2o, 21) der die zu leitende Straße (1) antreibende Elektromotor nach Ausregelung einer Drehzahldifferenz kurzzeitig überreguliert wird, um die während der Drehzahldifferenz entstandene Wegdifferenz am Umfang der Walzen wieder ausiugleichen.3. Control device according to claim 1, characterized in that by appropriate adjustment of the Control voltages (e.g. by the regulator 2o, 21) driving the road (1) to be conducted The electric motor is briefly overregulated after a speed difference has been corrected, around the difference in travel on the circumference of the rollers that occurred during the speed difference rebalance.