ES2622892T3 - Método de regulación de accionamiento, así como dispositivo de regulación que opera según el método - Google Patents

Método de regulación de accionamiento, así como dispositivo de regulación que opera según el método Download PDF

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Abstract

Método para la regulación de accionamiento de un molino vertical (10) con un plato de molienda (12) que pueden rotar alrededor de la vertical, donde el plato de molienda (12) puede ser accionado a través de al menos un motor eléctrico (14) y una línea de accionamiento que comprende al menos un mecanismo de transmisión (16), - donde una velocidad de rotación real (28) y, con respecto a la línea de accionamiento, un par de la línea de accionamiento (30) o su dinámica, se registran, se detectan y/o, junto con una velocidad de rotación deseada (32) determinada o que puede predeterminarse, se suministran a un dispositivo de regulación (34), - donde el dispositivo de regulación (34), en base a la velocidad de rotación real (28) y a la velocidad de rotación deseada (32), así como en base al par de la línea de accionamiento (30) o a su dinámica, genera una señal de salida (36) para un par deseado, de manera que el par deseado resultante se reduce o aumenta en el mismo sentido que un par resultante del proceso de molienda.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de regulacion de accionamiento, as! como dispositivo de regulacion que opera segun el metodo
La presente invencion hace referencia a un metodo para la regulacion de accionamiento, a saber, a un metodo para la regulacion de accionamiento de carga pesada, en particular de un accionamiento de carga pesada de un molino vertical determinado para triturar materiales quebradizos, como por ejemplo materia prima de cemento, as! como a un dispositivo de regulacion para implementar el metodo y a un sistema de accionamiento que opera segun el metodo, para un molino vertical, como el conocido por ejemplo por la solicitud DE-10/2007 033 256.
Los molinos verticales de la clase mencionada anteriormente, con un plato de molienda que rota alrededor de la vertical, as! como con rodillos de molienda por encima del plato de molienda, tienden a fuertes vibraciones mecanicas, ya que, expresado de forma simplificada, un molino vertical se trata de un sistema capaz de vibrar, en forma de un vibrador amortiguado de dos masas. A la primera masa pertenece el plato de molienda, as! como todas las unidades desplazadas con el plato de molienda y la segunda masa es el rotor del motor que se acciona. La conexion entre las dos masas mencionadas se presenta en forma de una llnea de accionamiento, es decir, en forma de al menos un mecanismo de transmision comprendido por la llnea de accionamiento, el cual actua como un resorte de torsion en el sistema con capacidad de vibracion. El sistema, a traves de un cambio de carga continuo, de baja frecuencia, desde el proceso de molienda, as! como de cargas de cambio aleatorias desde el proceso de molienda, es activado a modo de impactos, as! como es activado para producir vibraciones cortas o tambien mas prolongadas. Las fuerzas y pares que se producen pueden ser tan intensos que el proceso de molienda debe ser detenido para evitar danos en la llnea de accionamiento, a saber, en particular en el motor electrico y/o en el mecanismo de transmision, o en la instalacion en su totalidad.
Para mantener al mlnimo las vibraciones mencionadas, el operador del molino, hasta el momento, debe planificar los parametros del proceso, en particular una presion de compresion de los rodillos de molienda, una preparacion del material de molienda, as! como las cantidades de adicion de auxiliares para la molienda, de manera que la activacion de las vibraciones permanezca por debajo de un nivel crltico. Sin embargo, esto implica limitaciones no deseadas en el diseno del proceso, las cuales impactan de forma negativa en muchas areas. Resultan afectados por ejemplo el espectro de productos que pueden producirse con el material de molienda respectivamente obtenido, la efectividad del molino, la entrada de energla requerida y la relacion de costes -efectividad.
Ante esta situacion y debido a las exigencias cada vez mas elevadas en cuanto a la disponibilidad, eficiencia, as! como a los costes del ciclo de vida (Total Cost of Ownership), cobran cada vez mayor importancia el diseno y la disposicion de los componentes electricos y mecanicos de un sistema de accionamiento y de la respectiva llnea de accionamiento, de un accionamiento de carga pesada, en particular de un molino vertical.
Actualmente, para los molinos verticales, una solucion preferente se encuentra en los sistemas de accionamiento con un mecanismo de transmision y al menos un motor electrico en forma de un motor aslncrono, preferentemente un motor de anillos rozantes, as! como con al menos un convertidor de frecuencia que alimenta a por lo menos un motor electrico. En ese caso, los mecanismos de transmision del molino estan disenados frecuentemente como variantes de mecanismos de transmision planetarios de engranajes conicos o de engranajes rectos. La funcion del mecanismo de transmision, junto con la transformacion de la velocidad de rotacion y del par de rotacion, consiste en la absorcion de las fuerzas de molienda maximas y en su transmision hacia la base.
En la practica, una regulacion de un sistema de accionamiento de esa clase para un molino vertical se enfrenta esencialmente a los siguientes problemas: Para poder garantizar una conduccion optima del proceso, una primera funcion del accionamiento, aparentemente trivial, consiste en asegurar la velocidad de rotacion predeterminada del plato de molienda. Puesto que el par del proceso requerido en el plato de molienda oscila, es necesaria una regulacion de la velocidad de rotacion.
Las variaciones de carga y las activaciones de la vibracion que actuan en la unidad mecanica de accionamiento estan marcadas por cargas del pulso, tal como resultan por ejemplo cuando los rodillos de molienda ruedan por encima de material de molienda grueso, por cargas estocasticas del proceso de molienda, por estimulaciones periodicas provenientes del sistema cinematico del mecanismo de transmision y del molino, as! como por una presion de compresion variable de los rodillos de molienda. La interaccion de esas influencias de carga conduce a un ciclo de carga complejo, el cual incluso puede contribuir a la produccion de vibraciones de resonancia.
Junto con las vibraciones de la llnea de accionamiento, tambien un lecho de molienda inestable, por ejemplo fluidizante o marcado por ondulaciones, puede provocar estados extremos de vibracion del molino, en particular un sacudimiento del molino.
Por ultimo, lo mencionado hace que el triturado de productos naturales sea muy impredecible en cuanto a la regulacion del proceso de molienda, para garantizar un funcionamiento suave del molino. Por eso, para el operador
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en la estacion de control siempre es una tarea diflcil hallar los parametros del proceso adecuados. Finalmente, un accionamiento por si solo puede suavizar un proceso regulado de forma inconveniente, pero no puede corregirlo.
El principio aqul presentado se ocupa de una reduccion de las cargas que actuan sobre la llnea de accionamiento durante el funcionamiento del molino vertical. Hasta el momento se ha intentado reducir las cargas mencionadas a traves de la utilizacion de acoplamientos en la llnea de accionamiento. Sin embargo, se sabe que un acoplamiento es una pieza de desgaste costosa y que el modo de accion de una atenuacion de vibraciones mediante un acoplamiento reside en la transformacion de la energla de las vibraciones en calor, lo cual afecta negativamente el balance energetico del molino vertical. Ademas, gracias a observaciones realizadas en molinos verticales que se encuentran en funcionamiento, se ha comprobado que las vibraciones de la llnea de accionamiento se mantienen en un nivel muy elevado tambien en caso de utilizar un acoplamiento.
Un objeto de la presente invencion, de modo correspondiente, consiste en proporcionar un metodo para la regulacion de accionamiento de un molino vertical y un dispositivo de regulacion que opere segun el metodo, el cual reduzca las vibraciones mencionadas de la llnea de accionamiento, donde en particular dicho objeto consiste en proporcionar un metodo y un dispositivo correspondiente que reduzca las vibraciones mencionadas de la llnea de accionamiento, sin utilizar un acoplamiento en la llnea de accionamiento.
El objeto antes mencionado se alcanzara a traves de un metodo para la regulacion de accionamiento de un molino vertical con las caracterlsticas de la reivindicacion 1. El objeto se alcanzara ademas a traves de un dispositivo de regulacion con las caracterlsticas de la reivindicacion paralela referida al dispositivo, as! como a traves de un molino vertical o de un sistema de accionamiento de un molino vertical con un dispositivo de regulacion de esa clase. El molino vertical, denominado ademas tambien de forma abreviada solo como molino, comprende un plato de molienda que puede rotar alrededor de la vertical, el cual es accionado a traves de al menos un motor electrico y de al menos una llnea de accionamiento que comprende un mecanismo de transmision, el cual es accionado durante el funcionamiento del molino.
En el metodo, una velocidad de rotacion real y, con respecto a la llnea de accionamiento, un par de la llnea de accionamiento, se registran, se detectan y/o, junto con una velocidad de rotacion deseada determinada o que puede predeterminarse, se suministran a un dispositivo de regulacion. El metodo se caracteriza porque el dispositivo de regulacion, en base a la velocidad de rotacion real y a la velocidad de rotacion deseada, as! como en base al par de la llnea de accionamiento, genera una senal de salida para un par deseado. La senal de salida para el par deseado provoca que el par deseado resultante se reduzca o aumente en el mismo sentido que un par resultante del proceso de molienda.
En el caso de un dispositivo de regulacion determinado para ejecutar un metodo de esa clase y de formas de ejecucion descritas a continuacion, eventualmente de forma individual, a saber, de un dispositivo de regulacion para la regulacion de accionamiento de un molino vertical de la clase mencionada y descrita a continuacion, al dispositivo de regulacion, como variables de entrada, pueden suministrarse una primera y una segunda variable, a saber, una velocidad de rotacion real y un par de la llnea de accionamiento detectado con relacion a la llnea de accionamiento, as! como una velocidad de rotacion deseada predeterminada o predeterminable, como otra variable de entrada. Mediante el dispositivo de regulacion, en base a la velocidad de rotacion real y a la velocidad de rotacion deseada, as! como al par de la llnea de accionamiento, puede generarse una senal de salida para un par deseado. La senal de salida se caracteriza porque el par deseado resultante se reduce o aumenta en el mismo sentido que un par resultante del proceso de molienda.
Expresado de forma resumida, la invencion consiste por tanto en un metodo, as! como en un dispositivo, para la regulacion de accionamiento de una disposicion de carga pesada en forma de un sistema de accionamiento, donde en la regulacion, de forma adicional con respecto a la velocidad de rotacion real del plato de molienda, se considera el par de la llnea de accionamiento detectado con respecto a la llnea de accionamiento. Eventuales vibraciones en la llnea de accionamiento conducen tambien a modificaciones del numero de revoluciones del plato de molienda (velocidad de rotacion real) y a modificaciones correspondientes de la velocidad de rotacion del planto de molienda. Sin embargo, se ha comprobado que las vibraciones de esa clase pueden detectarse muy bien, y ante todo lo suficientemente rapido, mediante el par de la llnea de accionamiento. El principio aqul descrito preve de forma correspondiente considerar el par de la llnea de accionamiento detectado con respecto a la llnea de accionamiento.
La ventaja de la invencion reside en el hecho de que a traves de la reduccion o el aumento selectivos del par deseado del lado de accionamiento se reducen o pueden reducirse picos de carga dinamicos. La adecuacion, es decir la reduccion o el aumento, del par deseado, tiene lugar en el mismo sentido que el par que resulta respectivamente del proceso de molienda. La reduccion de los picos de carga de esa clase provoca un descenso de la carga del sistema mecanico de la llnea de accionamiento. Hasta el momento, por razones de seguridad, para el manejo de picos de carga de esa clase se ha efectuado siempre un dimensionamiento correspondiente de los componentes individuales de la llnea de accionamiento. Esto ahora ya no es necesario, de manera que los componentes individuales de la llnea de accionamiento pueden producirse de forma mas economica, con menor peso y utilizando menos material. Lo mencionado aplica tambien para cargas especiales, como por ejemplo en el as!
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llamado sacudimiento del molino. En especial la necesidad de poder absorber cargas que se producen tambien durante los sacudimientos del molino ha llevado hasta el momento al sobredimensionamiento antes mencionado de los componentes de la llnea de accionamiento. Esto tampoco es necesario en base al principio aqul descrito. Ademas, ya no se necesita o no es mas obligatorio un acoplamiento que hasta el momento se proporcionaba siempre en la llnea de accionamiento.
La velocidad de rotacion real es por ejemplo la velocidad de rotacion momentanea de un arbol en el lado de salida del mecanismo de transmision y, con ello, es una medida para la velocidad de rotacion momentanea del plato de molienda. Para detectar una velocidad de rotacion real de esa clase se consideran sensores conocidos, a saber, por ejemplo, los as! llamados codificadores incrementales. Cuando el motor electrico es alimentado mediante un convertidor de frecuencia y el convertidor de frecuencia es operado en el as! llamado funcionamiento sin detector, no es necesaria una deteccion de la velocidad de rotacion real mediante un sensor. En lugar de ello, la velocidad de rotacion real puede leerse directamente en el convertidor de frecuencia. Una lectura de esa clase de la velocidad de rotacion real se denomina aqul y a continuacion como registro de la velocidad de rotacion real.
El par de la llnea de accionamiento detectado con respecto a la llnea de accionamiento es por ejemplo el par mecanico que actua en el mecanismo de transmision y es registrado con un sensor igualmente conocido, a saber, por ejemplo, con un sensor del par de rotacion. De manera alternativa, para determinar el par de la llnea de accionamiento se considera tambien determinar una posicion diferencial de dos lugares de la llnea de accionamiento a traves de la medicion del recorrido de rotacion o determinar una de sus derivadas temporales, para deducir en base a ello el par de la llnea de accionamiento. Como ejemplo para dos lugares de esa clase de la llnea de accionamiento se consideran por ejemplo un arbol del lado de entrada del mecanismo de transmision y el arbol en el lado de salida del mecanismo de transmision. Una diferencia entre la posicion de rotacion de esos dos arboles es una medida para el par de la llnea de accionamiento. De manera correspondiente, la deteccion del par de la llnea de accionamiento con respecto a la llnea de accionamiento, puede tener lugar tambien mediante dos codificadores incrementales o similares y mediante un procesamiento adecuado de los valores de medicion obtenidos por los sensores de esa clase. Otra posibilidad para determinar el par de la llnea de accionamiento consiste en su calculo en base al par del entrehierro conocido por el convertidor de frecuencia y que actua sobre la inercia del rotor, y en base a la aceleracion determinada de la inercia del rotor. Otra posibilidad para determinar el par de la llnea de accionamiento, en particular su dinamica, consiste en anticipar la modificacion del par de la llnea de accionamiento en base a una coordenada del angulo de rotacion, determinada solamente en un lugar de la llnea de accionamiento, en particular en el plato de molienda, o de una de sus derivadas temporales. Todas esas posibilidades se consideran como comprendidas por la formulacion utilizada aqul y a continuacion, del registro, deteccion o determinacion.
A traves de la deteccion del par de la llnea de accionamiento y de su consideracion a traves del dispositivo de regulacion, el par deseado del lado de accionamiento puede aumentarse o reducirse en el mismo sentido que el par de la llnea de accionamiento. A modo de una ilustracion, esto puede describirse tambien de manera que, en el caso de un par que resulta debido al proceso de molienda, el cual por ejemplo contrarresta el par deseado de forma abrupta, de forma intensificada (par opuesto) y, con ello, conduciendo normalmente a una torsion aumentada en la llnea de accionamiento, la torsion mencionada y la carga de la llnea de accionamiento, asociada a ello, se evita o se reduce, donde el par deseado se modifica en el mismo sentido que el par que resulta del proceso de molienda, donde en este caso se reduce. Una causa para el par opuesto intensificado, antes descrito, es por ejemplo el rodamiento de los rodillos de molienda por encima de material grueso sobre el lecho de molienda.
El par de la llnea de accionamiento detectado es una medida para un par que resulta del proceso de molienda, mas precisamente una medida para una diferencia a partir del par deseado introducido en la llnea de accionamiento a traves del motor electrico o de cada motor electrico, y el par acoplado en la llnea de accionamiento, del lado de salida, debido al proceso de molienda. Con ello, el par de la llnea de accionamiento es tambien una medida para una torsion de la llnea de accionamiento. En caso de un par opuesto aumentado de forma abrupta, el cual conduce a una reduccion momentanea de la velocidad de rotacion del plato de molienda, el dispositivo de regulacion provoca una reduccion del par deseado emitido por el motor electrico o por cada motor electrico (el accionamiento tampoco "se resiste" al par opuesto proveniente del proceso, sino que elude el par opuesto a traves de una reduccion momentanea del par deseado). En el caso de un par opuesto reducido de forma abrupta, el cual conduce a un aumento momentaneo de la velocidad de rotacion del plato de molienda, el dispositivo de regulacion provoca un aumento del par deseado emitido como variable gula para el motor electrico o para cada motor electrico. En ambos casos, se evita o al menos se reduce la modificacion de torsion de la llnea de accionamiento que resulta sin una adecuacion de esa clase, en el mismo sentido, del par deseado. Lo mencionado provoca una reduccion de la carga mecanica en la llnea de accionamiento, permitiendo disenar la llnea de accionamiento sin el sobredimensionamiento usual hasta el momento. El sobredimensionamiento usual hasta el momento se realizaba precisamente para absorber las fuerzas de esa clase presentes en la llnea de accionamiento debido a las torsiones soportadas hasta el momento. Esa reduccion o ese aumento del par deseado, resultante del proceso de molienda, en el mismo sentido, variable de forma abrupta, conduce a una modificacion momentanea de la velocidad de rotacion del motor, de manera que la misma se adapta a la velocidad de rotacion del plato de molienda, modificada de forma abrupta. El dispositivo de regulacion, junto con la reduccion o el aumento del par deseado en el mismo sentido, provocan
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tambien que la velocidad de rotacion del plato de molienda permanezca de forma constante o al menos de forma esencialmente constante.
En las reivindicaciones dependientes se indican conformaciones ventajosas de la presente invencion. Las remisiones utilizadas se refieren a la otra conformacion del objeto de la reivindicacion principal, a traves de las caracterlsticas de la respectiva reivindicacion dependiente. Las mismas no deben entenderse como una renuncia en cuanto a lograr una proteccion independiente, concreta, para las combinaciones de caracterlsticas de las reivindicaciones dependientes a las que se hace referencia. Ademas, en cuanto a un diseno de las reivindicaciones en una materializacion mas proxima, de una caracterlstica en una reivindicacion subordinada, debe partirse del hecho de que una limitacion de esa clase no se encuentra presente en las reivindicaciones respectivamente precedentes. Por ultimo, cabe senalar que el metodo aqul indicado puede ser perfeccionado tambien en correspondencia con las reivindicaciones dependientes relativas al dispositivo, y de forma inversa.
En una forma de ejecucion del metodo, el dispositivo de regulacion comprende un regulador de la velocidad de rotacion y un regulador del par de rotacion. El regulador de la velocidad de rotacion, en base a la velocidad de rotacion real y a la velocidad de rotacion deseada, emite una primera variable de control (variable de control del regulador de la velocidad de rotacion). El regulador del par de rotacion actua sobre la salida del regulador de la velocidad de rotacion, es decir, en la primera variable de control emitida por el regulador de la velocidad de rotacion. De este modo, en esa forma de ejecucion del metodo se alcanza la reduccion o el aumento en el mismo sentido, descritos anteriormente, del par deseado resultante. Para ello, el regulador del par de rotacion, en base al par de la llnea de accionamiento detectado, emite una segunda variable de control (variable de control del regulador del par de rotacion). A continuacion, al menos un motor electrico, para la reduccion o el aumento del par deseado en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda, es activado en base a una adicion de las variables de control emitidas por el regulador de la velocidad y por el regulador del par de rotacion.
Un dispositivo de regulacion determinado para ejecutar esa forma especial del metodo comprende un regulador de la velocidad de rotacion y un regulador del par de rotacion que actua sobre la salida del regulador de la velocidad de rotacion. Mediante el regulador de la velocidad de rotacion, en base a la velocidad de rotacion real y a la velocidad de rotacion deseada puede emitirse una primera variable de control y, mediante el regulador del par de rotacion, en base al par de la llnea de accionamiento detectado, puede emitirse una segunda variable de control. Mediante el dispositivo de regulacion, al menos un motor electrico, para la reduccion o el aumento del par deseado en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda, puede ser activado en base a una combinacion, en particular a una adicion de las variables de control emitidas por el regulador de la velocidad y por el regulador del par de rotacion.
La utilization de un regulador de la velocidad de rotacion, as! como de un regulador del par de rotacion y la suma, en particular adicion, de las variables de control emitidas respectivamente por los dos reguladores, por consiguiente, se trata de un ejemplo de medios para reducir o aumentar el par deseado para el motor electrico en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda, y de una forma de ejecucion posible para la reduccion o el aumento del par deseado para el motor electrico, en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda. La variable de control emitida por el regulador de la velocidad de rotacion conduce por si sola a un par deseado para mantener una velocidad de rotacion mayormente constante del plato de molienda. La variable de control emitida por el regulador del par de rotacion y su superposition con la variable de control emitida por el regulador de la velocidad de rotacion conduce a una adecuacion del par deseado resultante en correspondencia con el par de la llnea de accionamiento, respectivamente detectado. Dicha adecuacion provoca por ejemplo una reduccion del par deseado cuando, debido al par de la llnea de accionamiento detectado, se observa que, a causa del proceso de molienda, un par opuesto aumentado actua sobre la llnea de accionamiento. De forma inversa, dicha adecuacion provoca un aumento del par deseado cuando, debido al par de la llnea de accionamiento detectado, se observa que, a causa del par de carga variable proveniente del proceso de molienda, un par opuesto reducido actua sobre la llnea de accionamiento.
En una forma de ejecucion especial del metodo para la regulacion de accionamiento y en un dispositivo de regulacion que opera segun el metodo, el regulador del par de rotacion comprende un filtro de paso alto y un nivel de filtrado consecutivo para amplificar la dinamica del par de la llnea de accionamiento filtrado con paso alto. Con respecto al metodo, en el marco de la funcionalidad del regulador del par de rotacion, el par de la llnea de accionamiento detectado es filtrado con paso alto y, a continuacion, se amplifica la dinamica del par de la llnea de accionamiento filtrado con paso alto. El filtrado con paso alto tiene lugar mediante el filtro de paso alto comprendido por el regulador del par de rotacion o mediante una funcionalidad comparable. La amplification de la dinamica del par de la llnea de accionamiento filtrado con paso alto tiene lugar mediante un elemento de transmision comprendido igualmente por el regulador del par de rotacion, con una action derivada (elemento D).
Cuando el motor electrico o cada motor electrico es alimentado por un convertidor de frecuencia, el par deseado resultante, es decir, la superposicion, en particular la adicion, de los dos pares deseados generados por el regulador de la velocidad de rotacion y el regulador del par de rotacion dentro de dispositivo de regulacion, puede ser
transmitido al convertidor de frecuencia, el cual a continuacion, de forma en principio conocida, se encarga de activar el motor electrico o cada motor electrico, de manera que en la llnea de accionamiento resulta un par deseado.
A continuacion, un ejemplo de ejecucion de la invention se explica en detalle mediante el dibujo. Los objetos que se corresponden unos con otros se indican en todas las figuras con los mismos slmbolos de referencia.
5 Cabe senalar aun que el principio aqul descrito y formas de ejecucion individuales y eventualmente combinadas pueden combinarse tambien con el principio sugerido en las solicitudes que se remiten al mismo inventor, de la misma parte solicitante, con el numero de acta interno de la parte solicitante 201312092 y 201312099 (el numero de acta oficial aun no es conocido), y con las formas de ejecucion especiales all! descritas. A este respecto, el contenido completo de la description de las solicitudes paralelas mencionadas, en particular en cuanto a la variation 10 periodica all! descrita de la velocidad de rotation del plato de molienda, as! como al reconocimiento de patrones en un perfil de los valores de medicion y la adecuacion de la velocidad de rotacion del plato de molienda en el caso de un patron reconocido, esta incluido en la presente descripcion. Cualquier posibilidad de esa clase para adecuar la velocidad de rotacion del plato de molienda, as! como tambien ambas posibilidades juntas, pueden combinarse con el metodo aqul descrito y con el dispositivo de regulation que opera segun el metodo, por ejemplo adecuando el par 15 deseado emitido en la salida del dispositivo de regulacion para la variacion periodica de la velocidad de rotacion del plato de molienda, o debido a un patron reconocido. Las posibilidades descritas en las solicitudes paralelas para adecuar la velocidad de rotacion del plato de molienda, as! como tambien las dos posibilidades juntas pueden combinarse tambien con el metodo aqul descrito y con el dispositivo de regulacion que opera segun el metodo, adecuando el valor deseado de la velocidad de rotacion suministrado al regulador de la velocidad de rotacion del 20 dispositivo de regulacion.
El ejemplo de ejecucion no debe entenderse como una limitation para la invencion. Mas bien, en el marco de la presente descripcion son posibles tambien variaciones y modificaciones, en particular aquellas variantes y combinaciones que, por ejemplo a traves de la combination o la variacion de caracterlsticas o elementos, o pasos del metodo individuales, descritos de forma general o como una parte especial de la descripcion, contenidos en las 25 reivindicaciones y/o en el dibujo, pueden ser observadas por el experto en cuanto a la solution del objeto y, a traves
de caracterlsticas combinables pueden conducir a un nuevo objeto o a un nuevo paso o nuevos pasos del metodo.
Las figuras muestran:
Figura 1: una representation muy simplificada de un molino vertical con un plato de molienda accionado mediante un accionamiento de carga pesada;
30 Figura 2: el molino vertical como cadena de action, junto con un dispositivo de regulacion determinado para la regulacion de accionamiento del molino vertical;
Figura 3: una representacion para explicar las direcciones vectoriales de los pares observados; y Figura 4: el dispositivo de regulacion con otros detalles.
La representacion en la figura 1, de forma muy simplificada, muestra un molino vertical 10 para triturar materiales 35 quebradizos, por ejemplo materia prima de cemento. El molino vertical 10 comprende un plato de molienda 12 que
puede rotar alrededor de la vertical. El accionamiento del plato de molienda 12 tiene lugar mediante un accionamiento de carga pesada en forma de al menos un motor, en particular de al menos un motor electrico 14 y, en el ejemplo aqul mostrado, mediante un mecanismo de transmision 16 que se encuentra entre el motor electrico 14 o los motores electricos, y el plato de molienda 12.El mecanismo de transmision 16, sin renunciar a una validez 40 universal, se muestra como un dentado de engranaje conico con un mecanismo de transmision planetario consecutivo, representado sin mas detalles. El mecanismo de transmision 16 puede comprender tambien por ejemplo un dentado de engranaje recto o similares y/o un mecanismo de transmision planetario conectado aguas arriba o de forma consecutiva, o similares.
El molino vertical 10 comprende al menos un arbol accionado. En la representacion en la figura 1, el molino vertical 45 10 comprende un arbol del motor 18 como arbol del lado de accionamiento y un arbol del plato de molienda 20 como
arbol del lado de salida. Todos los medios para transmitir la fuerza de accionamiento del motor electrico al plato de molienda 12 se denominan como llnea de accionamiento. En este caso, a la llnea de accionamiento pertenecen al menos el mecanismo de transmision 16 y el arbol del plato de molienda 20.
Durante el funcionamiento del molino vertical 10, el motor electrico 14 o cada motor electrico hace rotar el plato de 50 molienda 12 mediante la llnea de accionamiento. Sobre el plato de molienda 12, como resultado del proceso de molienda y como resultado de los materiales suministrados que deben ser molidos y triturados, se encuentra un lecho de molienda 22, es decir, una mezcla de material molido y material que debe ser molido. El efecto de molido se logra presionando un rodillo de molienda 24 o varios rodillos de molienda 24, por una parte debido a su peso,
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pero por otra parte eventualmente tambien debido a fuerzas aplicadas de forma adicional, las cuales por ejemplo se aplican mediante un cilindro hidraulico activo o un elemento similar montado de forma giratoria, sobre el lecho de molienda 22 y sobre el plato de molienda 12 giratorio.
El molino vertical 10 es en conjunto un sistema con capacidad de producir vibraciones, donde en especial el molino vertical 10 tiende a vibraciones de torsion mecanicas elevadas en la llnea de accionamiento. Las fuerzas y pares que se producen all! pueden ser tan intensos, que los componentes mecanicos de la llnea de accionamiento, por ejemplo el mecanismo de transmision 16, son expuestos a una carga de forma extrema o son sobrecargados.
Hasta el momento se ha intentado tratar las vibraciones de torsion de esa clase mediante un acoplamiento o similares, por ejemplo mediante un acoplamiento elastomerico de alta elasticidad. Un acoplamiento de esa clase esta dispuesto por ejemplo entre el mecanismo de transmision 16 y el plato de molienda 12 (no mostrado). Un acoplamiento de esa clase puede no compensar vibraciones en la velocidad de rotacion del plato de molienda 12, pero impide o reduce una transmision de esas vibraciones hacia el mecanismo de transmision 16 y hacia el motor electrico 14.
Se sugiere aqul por ejemplo, mediante sensores 26 asociados a la llnea de accionamiento de forma indirecta o directa, que sean detectados valores relevantes para la vibracion, a saber, al menos un valor o valor de medicion relativo a una velocidad de rotacion momentanea de una pieza giratoria del mecanismo de transmision 16 o del plato de molienda 12, as! como al menos un valor de medicion relativo a un par mecanico que actua en la llnea de accionamiento. El valor de medicion del par detectado es una medida para el par o par del mecanismo de transmision transmitido mediante el mecanismo de transmision 16, es decir, una medida para un par que, para diferenciarlo de un par electrico que actua sobre el motor electrico 14 y no en la llnea de accionamiento, en particular en el mecanismo de transmision 16, se denomina como par mecanicamente activo. El valor de medicion detectado de la velocidad de rotacion y el valor de medicion detectado con respecto al par mecanico se denominaran a continuacion como valor de rotacion real 18, as! como par de la llnea de accionamiento 30. Los dos valores o valores de medicion 28, 30 detectados o registrados, junto con una velocidad de rotacion deseada 32, son suministrados a un dispositivo de regulacion 34. El dispositivo de regulacion 34 genera una senal de salida 36 para un par deseado que es suministrado a un convertidor de frecuencia 38 para la activacion correspondiente del motor electrico 14 o de cada motor electrico. Debido a esta activacion, el motor electrico 14 o cada motor electrico durante el funcionamiento del molino vertical 10 genera el par deseado exigido con la senal de salida 36. Si se utiliza un convertidor de frecuencia 38 para alimentar el motor electrico 14 o cada motor electrico, y el convertidor de frecuencia 38 es operado en un modo de funcionamiento especial, a saber, en el as! llamado funcionamiento sin sensor, la velocidad de rotacion momentanea puede ser lelda tambien de forma conocida desde una memoria del convertidor de frecuencia 38. Una velocidad de rotacion real 28 registrada de ese modo no se trata de un valor de medicion, sino que se forma en el convertidor de frecuencia 38 durante la alimentacion del motor electrico 14 o de cada motor electrico. De manera correspondiente, para diferenciarla de una velocidad de rotacion 28 detectada a traves de medicion, un valor obtenido de la velocidad de rotacion real 28 en base a ello se denomina como registro de la velocidad de rotacion real 28.
La representacion en la figura 2 muestra elementos individuales del molino vertical 10 como cadena activa, as! como el dispositivo de regulacion 34 con otros detalles. De acuerdo con ello, el dispositivo de regulacion 34 comprende un regulador de la velocidad de rotacion 40 y un regulador del par de rotacion 42. Al dispositivo de regulacion 34, como variables de control, se suministran la velocidad de rotacion real 28 y el par de la llnea de accionamiento 30, as! como a modo de otra variable de entrada, una velocidad de rotacion deseada 32 predeterminada o predeterminable. Mediante el regulador de la velocidad de rotacion 40, en base a la velocidad de rotacion real 28 y a la velocidad de rotacion deseada 32 se emite una primera variable de control 44 que, para diferenciarla, se denomina como variable de control del regulador de la velocidad de rotacion 40. El regulador del par de rotacion 42 actua en la salida del regulador de la velocidad de rotacion 40, de manera que la salida del regulador de la velocidad de rotacion 40, es decir, la primera variable de control 44, y una segunda variable de control 46 emitida en la salida del regulador del par de rotacion 42, se superponen. La superposicion tiene lugar por ejemplo sumando las dos variables de control 44, 46. La segunda variable de control 46 emitida por el regulador del par de rotacion 42 resulta en base al par de la llnea de accionamiento detectado 30, el cual es suministrado al regulador del par de rotacion 42 en su entrada. La segunda variable de control 46 emitida por el regulador del par de rotacion 42, para diferenciarla, se denomina tambien como variable de control del regulador del par de rotacion 42. La variable de control 44 del regulador de la velocidad de rotacion 40 y la variable de control 46 del regulador del par de rotacion 42 son una medida para un primer y un segundo par deseado para el motor electrico 14 o para cada motor electrico. El motor electrico 14 o cada motor electrico, para accionar el plato de molienda 12, es activado mediante el dispositivo de regulacion 34 en base a una superposicion, en particular a una adicion, de las dos variables de control 44, 46 y de la senal de salida 36 resultante.
A modo de una ilustracion, la representacion simplificada de forma esquematica en la figura 3 muestra los pares observados en el principio aqul descrito en el molino vertical 10. En el lado izquierdo se representa el sistema parcial del lado de accionamiento con el motor electrico 14 y en el lado derecho se representa el sistema parcial del lado de salida con el plato de molienda 12. Ambos sistemas estan acoplados a traves del mecanismo de transmision 16.
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Debido a la predefinicion del par deseado, el motor electrico 14 o cada motor electrico aplica un par del motor Mm. En la linea de accionamiento actua el par de la linea de accionamiento 30, marcado aqui como el par del mecanismo de transmision Mg que actua en el mecanismo de transmision 16. Debido al par de carga variable proveniente del proceso de molienda, un par del proceso Mp, mediante el plato de molienda 12, actua sobre la linea de accionamiento. Cuando el par del proceso Mp se reduce de forma abrupta, esto conduce a una aceleracion del plato de molienda, acompanada de una distension de la linea de accionamiento, por lo tanto, conduciendo a una modificacion de los pares, del par de la linea de accionamiento Mt. Para contrarrestar esa dinamica de los pares, tiene lugar un aumento del par deseado y, con ello un aumento del par del motor Mm, de manera que el rotor se acelera en el mismo sentido, evitandose una modificacion de la torsion de la linea de accionamiento. Esto se denomina como una modificacion del par deseado en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda. La base de ello reside en una modificacion en el mismo sentido de la senal de salida 36 para el par deseado. Cuando el par del proceso Mp aumenta de forma abrupta, por ejemplo porque uno de los rodillos de molienda 24 rueda por encima de un pedazo de material de mayor tamano, esto conduce a una reduccion del par deseado y, con ello, a una reduccion del par del motor Mm, de manera que se evita un aumento de las torsiones en la linea de accionamiento. Lo mencionado corresponde igualmente a una modificacion de la senal de salida 36 en el mismo sentido de la modificacion de los pares resultantes del proceso de molienda, para el par deseado.
La representation en la figura 4 muestra el dispositivo de regulation 34 nuevamente con otros detalles. De acuerdo con ello, el regulador de la velocidad de rotation 40 esta realizado por ejemplo como regulador PI. El regulador del par de rotacion 42 comprende una primera section que actua como paso alto (filtro de paso alto 48), una segunda section central en donde se amplifica la dinamica del par de la linea de accionamiento filtrado con paso alto resultante (nivel de filtrado 50), y una tercera seccion de cierre, con un elemento proporcional (elemento P 52).
En la forma de ejecucion representada, el filtro de paso alto 48 se realiza mediante un filtro de paso bajo 54, de cuya salida se sustrae el par de la linea de accionamiento 30 no filtrado. El nivel de filtrado 50 comprende un elemento de transmision con action derivada (elemento D 56), cuya salida representa la velocidad de modificacion del par de la linea de accionamiento. Sumando el par de la linea de accionamiento filtrado con paso alto y la salida del elemento D 56 resulta la amplification prevista de la dinamica del par de la linea de accionamiento filtrado con paso alto. Como ultima unidad de funcionamiento, el regulador de la velocidad de rotacion 42 comprende como elemento P 52 un elemento de transmision con comportamiento proporcional, donde en cuya salida resulta el par deseado del regulador del par de rotacion 42.
Todas las secciones funcionales mencionadas del regulador del par de rotacion 42 son opcionales consideradas por si solas. Lo mencionado puede observarse en el hecho de que el filtro de paso bajo 54, el elemento D 56 y el elemento P 52 pueden parametrizarse de forma individual. Cuando por ejemplo el factor de amplificacion del elemento P 52 se selecciona en "1", entonces el elemento P 52, en lugar de ello, tambien podria suprimirse por completo, renunciando asi al grado de libertad de la parametrizacion, ya que entonces no tendria lugar una amplificacion de la senal suministrada al elemento P 52 en su entrada. A traves de la selection correspondiente de los parametros del filtro de paso bajo 54 y del elemento D 56 estos pueden ser desactivados.
Al poner en funcionamiento el molino vertical 10 se regulan parametros adecuados para las secciones funcionales individuales del regulador del par de rotacion 42. Si el regulador del par de rotacion 42 por ejemplo no comprende un elemento D 56, entonces el regulador del par de rotacion 42 no considera la velocidad de rotacion del par de la linea de accionamiento 30 en la medida, tal como es posible en una forma de ejecucion en donde el regulador del par de rotacion 42 comprende un elemento D 56 de esa clase. Esto no modifica el hecho de que en el metodo aqui descrito para la regulacion de accionamiento del molino vertical 10 y del dispositivo de regulacion 34 correspondiente para ejecutar el metodo puede utilizarse tambien un regulador del par de rotacion 42 que no comprenda el nivel de filtrado
50 aqui descrito y, de forma correspondiente, el elemento D 56 que se encuentra alli. Lo mismo aplica de forma correspondiente para la primera y la tercera seccion del regulador del par de rotacion 42 con el filtro de paso bajo 54, asi como con el elemento P 52 que se encuentran alli.
51 bien la invention fue ilustrada y descrita en detalle a traves del ejemplo de ejecucion, la presente invention no se limita a los ejemplos descritos, de manera que el experto puede deducir otras variantes en base a ello, sin abandonar el alcance de protection de la invencion.
Los aspectos individuales principales de la presente description pueden resumirse del siguiente modo: Se indican un metodo para la regulacion de accionamiento de un molino vertical 10 con un plato de molienda 12 que puede rotar alrededor de la vertical, asi como un dispositivo de regulacion 34 determinado para ejecutar el metodo, donde en el funcionamiento del molino vertical 10 el plato de molienda 12 es accionado a traves de al menos un motor electrico 14 y una linea de accionamiento que comprende al menos un mecanismo de transmision 16. Como variables de entrada, al dispositivo de regulacion 34 se suministran una velocidad de rotacion real 28 y un par de la linea de accionamiento 30 determinado con respecto a la linea de accionamiento, asi como una velocidad de rotacion deseada 32 predeterminada o predeterminable. El dispositivo de regulacion 34 actua como medio para reducir o aumentar el par deseado del motor electrico 14. La reduccion o el aumento del par deseado tienen lugar en el mismo sentido que el par que resulta del proceso de molienda. Para ello, el dispositivo de regulacion 34, en base
a la velocidad de rotacion real 28 y a la velocidad de rotacion deseada 32, as! como al par de la llnea de accionamiento 30, genera una senal de salida 36 para un par deseado. Esto provoca que el par deseado resultante se reduzca o aumente en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda. En base a la senal de salida 36 tiene lugar la activacion de al menos un motor electrico 14.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para la regulacion de accionamiento de un molino vertical (10) con un plato de molienda (12) que pueden rotar alrededor de la vertical, donde el plato de molienda (12) puede ser accionado a traves de al menos un motor electrico (14) y una llnea de accionamiento que comprende al menos un mecanismo de transmision (16),
    - donde una velocidad de rotacion real (28) y, con respecto a la llnea de accionamiento, un par de la llnea de accionamiento (30) o su dinamica, se registran, se detectan y/o, junto con una velocidad de rotacion deseada (32) determinada o que puede predeterminarse, se suministran a un dispositivo de regulacion (34),
    - donde el dispositivo de regulacion (34), en base a la velocidad de rotacion real (28) y a la velocidad de rotacion deseada (32), as! como en base al par de la llnea de accionamiento (30) o a su dinamica, genera una senal de salida (36) para un par deseado, de manera que el par deseado resultante se reduce o aumenta en el mismo sentido que un par resultante del proceso de molienda.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1,
    - donde el dispositivo de regulacion (34) comprende un regulador de la velocidad de rotacion (40) que, en base a la velocidad de rotacion real (28) y a la velocidad de rotacion deseada (32), emite una primera variable de control (44) y
    - donde el dispositivo de regulacion (34) comprende un regulador del par de rotacion (42) que actua sobre la salida del regulador del par de rotacion (40), el cual, en base al par de la llnea de accionamiento (30) detectado, emite una segunda variable de control (46),
    - donde al menos un motor electrico (14) para la reduction o el aumento del par deseado en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda, es activado en base a una adicion de las variables de control (44, 46) emitidas por el regulador de la velocidad (40) y por el regulador del par de rotacion (42).
  3. 3. Metodo segun la reivindicacion 2, donde en el marco de la funcionalidad del regulador del par de rotacion (42), el par de la llnea de accionamiento (30) detectado es filtrado con paso alto y a continuation la dinamica del par de la llnea de accionamiento filtrado con paso alto resultante se amplifica.
  4. 4. Metodo segun la reivindicacion 1, 2 o 3, donde el par de la llnea de accionamiento (30) detectado con respecto a la llnea de accionamiento se determina en base a una diferencia de position de dos lugares de la llnea de accionamiento.
  5. 5. Dispositivo de regulacion (34) para la regulacion de accionamiento de un molino vertical (10), donde el molino vertical (10) comprende un plato de molienda (12) que puede rotar alrededor de la vertical, donde el plato de molienda (12) puede ser accionado a traves de al menos un motor electrico (14) y una llnea de accionamiento que comprende al menos un mecanismo de transmision (16),
    - donde al dispositivo de regulacion (34), como variables de entrada, pueden suministrarse una velocidad de rotacion real (28) y un par de la llnea de accionamiento (30) detectado en la llnea de accionamiento,
    - donde al dispositivo de regulacion (34), como otra variable de entrada, puede suministrarse una velocidad de rotacion deseada (32) predeterminada o predeterminable,
    - donde mediante el dispositivo de regulacion (34), en base a la velocidad de rotacion real (28) y a la velocidad de rotacion deseada (32), as! como en base al par de la llnea de accionamiento (30), puede generarse una senal de salida (36) para un par deseado, de manera que el par deseado resultante se reduce o aumenta en el mismo sentido que un par resultante del proceso de molienda.
  6. 6. Dispositivo de regulacion (34) segun la reivindicacion 5,
    - con un regulador de la velocidad de rotacion (40) y un regulador del par de rotacion (42) que actua sobre la salida del regulador de la velocidad de rotacion (40),
    - donde mediante el regulador de la velocidad de rotacion (40), en base a la velocidad de rotacion real (28) y a la velocidad de rotacion deseada (32), puede emitirse una primera variable de control (44) y mediante el regulador del par de rotacion (42), en base al par de la llnea de accionamiento (30) detectado, puede emitirse una segunda variable de control (46),
    - donde al menos un motor electrico (14) puede ser activado mediante el dispositivo de regulacion (34) para la reduccion o el aumento del par deseado en el mismo sentido que el par resultante del proceso de molienda, en base a una adicion de las variables de control (44, 46) emitidas por el regulador de la velocidad (40) y por el regulador del par de rotacion (42).
    5 7. Dispositivo de regulacion (34) segun la reivindicacion 6, donde el regulador del par de rotacion (42) comprende un
    filtro de paso alto (48), as! como un nivel de filtrado (50) subsiguiente como medio para amplificar una dinamica del par de la llnea de accionamiento (30) filtrada con paso alto.
  7. 8. Molino vertical (10) con un dispositivo de regulacion (34) segun una de las reivindicaciones 5, 6 o 7.
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