Mathematical Modelling of the Interrelated Electric and Mechanical Systems of Continuous Sub-Group of the Rolling Mill Stands. Part 3. Study of Way to Coordinate Linear Speeds of Edging and Horizontal Rolls

Храмшин Вадим Рифхатович, д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; hvrmgn@gmail.com. Радионов Андрей Александрович, д-р техн. наук, профессор, проректор по учебной работе, профессор кафедры «Мехатроника», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; radionovaa@susu.ac.ru. Карандаев Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник кафедры «Мехатроника», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; askaran@mail.ru. Евдокимов Сергей Алексеевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электроника и микроэлектроника», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; evdmgtu@yandex.ru. Шубин Андрей Григорьевич, начальник Центральной электротехнической лаборатории, ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск; shubin_ag@mmk.ru. Логинов Борис Михайлович, ведущий инженер Центральной электротехнической лаборатории, ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск; loginov_bm@mmk.ru. V.R. Khramshin1, hvrmgn@gmail.com, А.А. Radionov2, radionovaa@susu.ac.ru, A.S. Karandaev2, karandaevas@susu.ac.ru, S.A. Evdokimov1, evdmgtu@yandex.ru, A.G. Shubin3, shubin_ag@mmk.ru, B.M. Loginov3, loginov_bm@mmk.ru 1 Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation, 2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, 3 Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation Дана характеристика взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей широкополосного стана горячей прокатки (ШСГП). Отмечены особенности взаимодействия вертикальных и горизонтальных валков универсальной клети, приводящие к возникновению повторного переходного процесса в электромеханических системах вертикальных валков при захвате полосы горизонтальными валками. Обоснована необходимость разработки способов управления электроприводами универсальной клети, обеспечивающих ограничение их динамических токов в данном переходном режиме. Предложен концептуальный подход, согласно которому осуществляется ограничение динамических нагрузок за счет последовательного согласования скорости выхода полосы из валков предыдущей клети и линейной скорости валков последующей клети с передачей регулирующего воздействия по ходу прокатки. Рассмотрен способ управления скоростными режимами электроприводов непрерывной под- группы ШСГП, обеспечивающий реализацию данного подхода. Предложен способ компенсации статической ошибки регулирования скорости и динамического момента электродвигателя последующей клети, возникающего при захвате полосы, путем быстродействующего астатического регулирования скорости электропривода предыдущей клети. Представлены результаты исследования названных способов методом математического моделирования с использованием разработанной математической модели взаимосвязанных клетей непрерывной подгруппы черновой группы ШСГП. Подтверждено, что предложенный способ управления скоростными режимами обеспечивает установку наиболее точного соотношения скоростей валков перед захватом полосы. В результате сопоставления переходных процессов в существующей системе управления электроприводами и в системе, реализующей разработанные способы, подтверждены снижение динамического тока двигателя вертикальных валков до уровня плюс/ минус10 % и практически полное отсутствие подпора со стороны горизонтальных валков при совместной прокатке. Даны рекомендации по промышленному внедрению разработанных технических решений. The paper describes interrelated electromechanical systems of the continuous sub-train of the wide-strip hot-rolling mill (WSHRM). It notes peculiarities of interrelation of edging and horizontal rolls of the universal train that result in the repeated transient process within the electromechanical systems of edging rolls at stri gripping by horizontal rolls. It justifies the need for developing means to control electric drives of the universal stand providing limitation of their dynamic currents in this transient mode. The paper proposes a conceptual approach at which dynamic loads are limited due to consistent coordination of speed of the strip leaving rolls of the previous stand and linear one of the next stand with transfer of the control action in the rolling direction. It considers the methods for control of speed modes of electric drives installed at the continuous WSHRM sub-train than ensures implementation of this approach. A static error of speed control and dynamic torque of the electric motor of the next stand formed at strip gripping may be compensated by means of high-speed non-corresponding control of electric drive of the previous stand. The study provides outcome of study of the above methods by means the developed mathematical model of the interrelated stands of the rouging continuous WSHRM train. It is proven that the proposed method of speed mode control helps to establish the best possible roll speed relation before strip grip. Based on the comparison of transient processes within the existing system of the electric drive control and those in the system implementing the methods developed, the study confirms that dynamic current of the edging roll motor may reduced by plus/minus10 %. At this, there is practically no looping at the side of horizontal rolls at simultaneous rolling. It provides recommendations for commercialization of these technical solutions. Работа выполняется в рамках госзадания (№ 2014/80) Министерства образования и науки РФ.