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COMMANDE PAR MOTEUR ELECTRIQUE POUR DISPOSITIFS D'ENROULEMENT,
NOTAMMENT POUR LA COMMANDE DES ENROULEURS DE LAMINOIRS.
' La présente invention est relative à une commande par moteur électrique pour les dispositifs d'enroulement, en particulier pour la commande des enrouleurs de laminoirs, cette commande comportant des dispositifs de réglage automatique servant à maintenir une tension constante dans le laminé à enrouler, et elle consiste en ce que l'on prévoit pour la commande de l'enrouleur une machine à champ transversal à amplification (métadyne ou amplidyne) et en ce que le moteur de l'enrouleur est alimenté dans son armature par la machine à champ transversal entrainée à une vitesse angulaire à peu près constante.
Deux exemples d'exécution de l'invention sont représentés sur les figures 1 et 2 du dessin joint sous la forme de l'appli-
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cation à l'enrouleur pour laminoirs à renversement du sens de marche, les signes de référence étant les mêmes pour les pièces ou éléments correspondants des deux figures.
Dans la figure 1, 1 désigne la bande laminée, 2 les cylindres de la cage et 3 et 4 l'enrouleur. Les cylindres de la cage sont entrainés par le moteur à courant continu 5 qui est monté suivant le système Léonard avec la génératrice 6 dont on peut régler la tension au moyen du régulateur à résistance 10. L'enrouleur 3 est entrainé par le moteur ? et l'enrouleur 4 par le moteur 8. Les moteurs des enrouleurs sont montés en série. Ils sont alimentés par la machine de commande 9 et sont excités par la tension d'excitation 14 par 1'intermédiaire des régulateurs à contact 12 et 13. La tension d'excitation est constante. Les régulateurs à contact sont exécutés de façon que les champs d'excitation des moteurs des enrouleurs soient proportionnels aux diamètres d'enroulement.
La machine de commande 9 est exécutée de façon à fournir, quelle que soit la valeur de sa tension, un courant proportionnel à son excitation. Elle est exécutée sous la forme d'une machine à champ transversal et est excitée par la tension d'excitation 14 par l'intermédiaire du régulateur à résistance 11 servant à régler la valeur de l'effort de traction. Son excitation et son courant principal sont donc constants. Les couples des moteurs des enrouleurs ne dépendent que des valeurs des diamètres d'enroulement et ils leur sont proportionnels. Ils agissent dans le sens de l'enroulement.
Dans le dispositif de la figure 1, la machine ou le moteur d'enrouleur qui, au moment considéré, fonctionne en dérouleur débite en génératrice sur le moteur de l'enrouleur qui, au moment considéré, tourne dans le sens de l'enroulement. La machine
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de commande ne doit donc couvrir que les pertes et sa puissance peut être faible en proportion, et on peut se contenter d'une machine petite et peu. coûteuse en conséquence. Au moyen du régulateur 11 à résistance, les efforts de traction exercés par les deux machines d'enroulement sont alors réglés simultanément et sur la même valeur. Ce dispositif suffit lorsqu'il ne faut pas un équilibrage des masses lors de l'accélération et du ralentissement.
Pour l'équilibrage des masses à l'accélération, il faut, comme on sait, régler l'effort de traction sur l'enrouleur qui s'enroule à une valeur plus élevée que dans le fonctionnement normal, afin que le moteur d'enroulement exerce, en plus du couple nécessaire au maintien de l'effort de traction qui doit rester constant, le couple supplémentaire qu'il faut fournir pour accélérer les masses. Inversement, il faut réduire lors de l'accélération le couple de freinage du moteur de l'enrouleur qui déroule, c'est-à-dire régler l'effort de traction à une valeur plus faible. Par conséquent il faut, pour assurer l'équilibrage des masses, régler l'effort de traction à des valeurs différentes sur l'enrouleur qui enroule et sur l'enrouleur qui déroule.
Bien entendu la façon la plus simple d'obtenir ce résultat consiste à prévoir une machine de commande spéciale pour chacun des deux moteurs des enrouleurs. Mais cette exécution demanderait deux machines à champ transversal qu'il faudrait calculer pour la pleine puissance de chacun des moteurs d'enrouleur et par conséquent de grandes dimensions et coûteuses.
Dans la figure 2 est représenté un schéma qui permet le réglage séparé de l'effort de traction pour l'équilibrage des masses par l'utilisation de deux machines à champ transversal peti-
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tes qui ne demandent qu'une faible puissance de commande et fonctionnent en conséquence avec la précision de réglage élevée nécessaire pour l'équilibrage des masses. Les moteurs 7 et 8 commandant les enrouleurs sont branchés, dans ce schéma, sur une machine de commande commune 9 par l'intermédiaire, pour chacune d'elles, d'une machine à champ transversal 15 et 16 agissant comme machine additionnelle.
Le moteur qui commande l'enrouleur qui se déroule fonctionne alors en génératrice tout comme dans la figure 1 et fournit de l'énergie, de sorte que la puissance de la machine de commande et des machines à champ transversal peut être d'autant plus faible. Les machines à champ transversal peuvent être particulièrement petites, parce qu'elles ne doivent fournir, en plus de la. tension de base fournie par la machine de commande 9, que la tension additionnelle nécessaire au régla- ge séparé de l'effort de traction. Elles déterminent pour les moteurs correspondants des enrouleurs les valeurs descourants principaux qui correspondent aux efforts de traction, courants principaux qui sont réglés par des régulateurs à résistance 17 et 18 disposés dans le circuit d'excitation de la machine à champ transversal.
La machine principale de commande 9 est un moteur à courant continu ordinaire dont on rend de préférence la tension proportionnelle à la vitesse d'enroulement du moteur de laminoir 5, par exemple par le fait que son champ s'obtient par excitation au moyen d'une génératrice tachymétrique accou- plée avec le moteur de laminoir, ou bien, comme le montre le dessin, par le fait que le régulateur à résistance 11 prévu dans le circuit d'excitation de la machine de commande princi- pale est accouplé avec le régulateur Léonard et le régulateur d'excitation du moteur 5 commandant le laminoir.
La machine prin-
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cipale de commande, les machines à champ transversal 15 et 16 ainsi que la génératrice Léonard 6 sont entrainées à une vitesse angulaire à peu près constante par un moteur à courant triphasé commun qui n'est pas représenté. Les moteurs 7 et 8 des enrou- leurs sont,excités comme dans la figure 1 à partir de la source d'excitation 14 sous une tension constante, par l'intermédiaire, chacun, d'un régulateur à contact 12 et 13, ces régulateurs à contact étant exécutés de façon que le champ de la machine d'en- roulement correspondante soit proportionnel au diamètre d'enrou- lement et ait sa pleine valeur lorsque le diamètre d' enroulement a la valeur la plus grande possible.
En conséquence, lorsque le laminoir est immobile et lorsqu'on lamine à une vitesse constan- te, les efforts de traction exercés par les dispositifs d'enrou- lement sont chaque fois proportionnels à la valeur du courant principal passant dans le moteur d'enroulement correspondant.
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CONTROL BY ELECTRIC MOTOR FOR WINDING DEVICES,
ESPECIALLY FOR ORDERING ROLLER REELS.
The present invention relates to an electric motor control for winding devices, in particular for controlling rolling mill winders, this control comprising automatic adjustment devices serving to maintain a constant tension in the laminate to be wound up, and it consists in providing for the control of the reel a transverse field amplification machine (metadyne or amplidyne) and in that the reel motor is supplied in its frame by the driven transverse field machine at approximately constant angular velocity.
Two exemplary embodiments of the invention are shown in Figures 1 and 2 of the accompanying drawing in the form of the appli-
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cation to the reel for rolling mills reversing the direction of travel, the reference signs being the same for the corresponding parts or elements of the two figures.
In Figure 1, 1 designates the rolled strip, 2 the cage rolls and 3 and 4 the winder. The cylinders of the cage are driven by the direct current motor 5 which is mounted according to the Leonardo system with the generator 6, the voltage of which can be adjusted by means of the resistance regulator 10. The reel 3 is driven by the motor? and the reel 4 by the motor 8. The motors of the reels are mounted in series. They are powered by the control machine 9 and are excited by the excitation voltage 14 through the contact regulators 12 and 13. The excitation voltage is constant. Contact regulators are designed so that the excitation fields of the winder motors are proportional to the winding diameters.
The control machine 9 is executed so as to supply, whatever the value of its voltage, a current proportional to its excitation. It is executed in the form of a transverse field machine and is excited by the excitation voltage 14 through the resistance regulator 11 serving to adjust the value of the tensile force. Its excitation and its main current are therefore constant. The torques of the winding motors only depend on the values of the winding diameters and they are proportional to them. They act in the direction of winding.
In the device of FIG. 1, the machine or the reel motor which, at the time considered, operates as an unwinder outputs as a generator on the reel motor which, at the time considered, turns in the direction of winding. The machine
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control must therefore cover only the losses and its power can be low in proportion, and we can be satisfied with a small machine and little. expensive as a result. By means of the resistance regulator 11, the tensile forces exerted by the two winding machines are then adjusted simultaneously and to the same value. This device is sufficient when it is not necessary to balance the masses during acceleration and deceleration.
For the balancing of the masses during acceleration, it is necessary, as we know, to adjust the traction force on the reel which winds up to a higher value than in normal operation, so that the winding motor exerts, in addition to the torque necessary to maintain the tractive force which must remain constant, the additional torque which must be supplied to accelerate the masses. Conversely, during acceleration, the braking torque of the unwinding reel motor must be reduced, that is to say, the tractive force must be adjusted to a lower value. Consequently, to ensure mass balancing, the tensile force must be adjusted to different values on the reel which winds up and on the reel which unwinds.
Of course, the simplest way to obtain this result consists in providing a special control machine for each of the two motors of the reels. But this execution would require two machines with transverse field which would have to be calculated for the full power of each of the reel motors and consequently of large and expensive dimensions.
In figure 2 is shown a diagram which allows the separate adjustment of the traction force for the balancing of the masses by the use of two machines with a small transverse field.
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These machines require only low control power and therefore operate with the high adjustment precision required for mass balancing. The motors 7 and 8 controlling the reels are connected, in this diagram, to a common control machine 9 through the intermediary, for each of them, of a transverse field machine 15 and 16 acting as an additional machine.
The motor which controls the unwinding reel then operates as a generator just as in figure 1 and supplies energy, so that the power of the control machine and of the transverse field machines can be even lower. . Cross-field machines can be particularly small, because they do not have to provide, in addition to the. basic tension supplied by the control machine 9, than the additional tension necessary for the separate adjustment of the tractive force. They determine for the corresponding motors of the winders the values of the main currents which correspond to the traction forces, main currents which are regulated by resistance regulators 17 and 18 arranged in the excitation circuit of the transverse field machine.
The main control machine 9 is an ordinary direct current motor, the voltage of which is preferably made proportional to the winding speed of the rolling mill motor 5, for example by the fact that its field is obtained by excitation by means of a tachometric generator coupled with the rolling mill motor, or alternatively, as shown in the drawing, by the fact that the resistance regulator 11 provided in the excitation circuit of the main control machine is coupled with the regulator Léonard and the excitation regulator of motor 5 controlling the rolling mill.
The main machine
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cipale control, the transverse field machines 15 and 16 as well as the Leonardo generator 6 are driven at an approximately constant angular speed by a common three-phase motor which is not shown. The motors 7 and 8 of the winders are excited as in FIG. 1 from the excitation source 14 at a constant voltage, each by means of a contact regulator 12 and 13, these regulators contact being executed so that the field of the corresponding winding machine is proportional to the winding diameter and has its full value when the winding diameter is as large as possible.
Consequently, when the rolling mill is stationary and when rolling at a constant speed, the tensile forces exerted by the winding devices are in each case proportional to the value of the main current flowing through the winding motor. corresponding.