本文作者：吳水桂，丘源 單位：廣東省鋼鐵研究所

電流調節器主要作用是穩定電流，電路如圖4示．當Id↑→⊿Ui=－Us+Ufi=(－Us+Id)＞0→Uk↓→Ud↓→Id↓．當系統穩定時，⊿Ui=(－Us+Id)=0，即Id=Us/，所以Us一定時，Id將保持在Us/的數值上．通過調節W6可以調節LT的時間常數，調節W7可以整定Id的最大值．

參數設定

電流調節器參數的設定。取輸入電阻R22=R23=10kΩ，濾波時間常數Tfi=2ms，則濾波電容C8=4Tfi/(R22+R23)=0．4μF．因三相橋式整流晶閘管的延時時間T0=1．7ms，則電流環小時間常數T∑i=Tfi+T0=3．7ms，Ti=4T∑i=14．8ms．現取C11=2μF，那么R26=4T∑i/C11=7．4kΩ，此處取W6=W7=20kΩ，R27=2kΩ，限電阻R24=R28=R29=R31=1kΩ，R25=100kΩ．

速度調節器參數的設定。取輸入電阻R13=R14=10kΩ，速度濾波時間常數Tfn=10ms，則濾波電容C6=4Tfn/(R13+R14)=0．2μF．因電流環為典“Ⅱ”系統設計，則速度環小時間常數T∑n=Tfn+Ti=10+14．8=24．8ms，Tn=4T∑n=99．2ms，現取C7=2μF，那么R20=4T∑n/C7=49．6kΩ(取50kΩ)，此處取W4=W5=20kΩ，R21=2kΩ，限電阻R15=R17=R18=R19=1kΩ，R16=150kΩ．

雙閉環調速系統的控制過程

在軋制帶鋼的過程中，當遇到帶鋼的焊接口或帶鋼比較厚的地方時，雙閉環調速系統對主機進行控制和調節的過程如圖5示．

轉速n下降，電流Id上升．在軋鋼過程中遇到上述現象時，轉速n會下降，電流Id會上升，因為Mfz↑→Md＜Mfz→M合=(Md－Mfz)＜0→n↓→⊿Un=(Ug2－an)＞0→|－Us|↑→⊿Ui=(－Us+Id)＜0→Uk↑→Ud↑→Id↑→Md↑，同時Id↑→⊿Ui=(－Us+Id)＞0→Uk↓→Ud↓→Id↓．在速度調節器的作用下，轉速n的繼續下降會得到阻止，同時電流調節器的作用也使電流Id的繼續上升會被其抑制，因ST是外環在調節過程中起主導作用，而LT是內環起跟隨作用，所以電流的變化始終跟隨著速度的變化，因此轉速n下降，電流Id上升．

轉速n上升，電流Id繼續上升．隨著Id的上升，Md繼續上升，當Md=Mfz時，轉速n不再下降，但n仍然小于n1，⊿U仍然大于零，所以Md繼續上升，Md＞Mfz，轉速n回升，同時電流Id也繼續上升．

轉速n繼續上升，電流Id下降．當n回升n1時，Md不再上升，則電流Id也不再上升，但Md＞Mfz，因此馬達繼續加速，轉速n繼續上升，使轉速n＞n1．這樣又使⊿U＜0→|－Us|↓→⊿Ui=(－Us+Id)＞0→Uk↓→Ud↓→Id↓→Md↓，所以電流Id下降．

轉速n下降，電流Id繼續下降．隨著Md的下降，當Md=Mfz時，n此時仍然大于n1，⊿U仍然小于零，⊿U＜0→|－Us|↓→⊿Ui=(－Us+Id)＞0→Uk↓→Ud↓→Id↓→Md↓，所以電流Id繼續下降．3．5轉速n下降，電流Id上升．因為Md繼續下降，使Md＜Mfz，此時系統將重復上述的過程．當系統經過一些小震蕩后，Md、Id和轉速n將會趨于穩定，即Md=Mfz2，n=n1，I=I1．雖然此系統要經過一些小震蕩后才能穩定，但在LT和ST的作用下，其震蕩的幅值比較小，同時系統調節的時間非常短，只有零點零幾秒，所以在軋制帶鋼的過程中觀察不到主機轉速的變化和鋼帶“拉扯”的現象，這樣軋出來帶鋼的質量比較理想．同理當帶鋼由厚變薄時，此系統將會進行反過程的調節，使其達到新的平衡，調節過程不再陳述．

故障分析與處置

在一次軋制帶鋼的過程中，主機的運行速度從平穩狀態突然上升到到最大值，并且不可控制．緊急停機后檢查發現，用來測定主機運行速度的發電機燒毀，致使轉速負反饋的作用突然消失，也就是說Ufn=an=0，那么加在速度調節器輸入端的偏差電壓⊿Un=Ug2－Ufn=(Ug2－an)=Ug2，而此時Ug2的電壓是4．2伏，遠遠大于正常輸入時的偏差電壓⊿Un，Ug2的電壓直接加在速度調節器輸入端，使速度調節器飽和，輸出的電壓Us為－9．5伏，為主機轉速n的最大限幅值，主機轉速突然上升到最大值．更換測速發電機，調整其在速度調節器輸入端的反饋電壓Ufn，主機的運行狀態恢復正常．

主機空載啟動正常，軋鋼時，主機的運轉速度不穩定，出現“顫抖”的現象．調節電流反饋量時發現，反饋量越小，主機“顫抖”越嚴重，檢查發現電流調節器的積分電容短路，導致電流調節器由比例－積分調節器變成了比例調節器．當主機軋鋼時，主機的電樞電流升高，電流反饋量增大，電流調節器的輸入電壓⊿Ui=(－Us+Id)減小，因為電流調節器變成了比例調節器而不具備積分的作用，失去了其消除偏差的作用，所以輸入電壓⊿Ui被即刻輸出，輸出電壓Uk立即減小，導致晶閘管整流裝置的輸出電壓減小，主機的速度降低．主機的速度降低導致其轉速反饋量Ufn減小，速度調節器的輸入電壓⊿Un=Ug2－Ufn升高，其輸出電壓Us增大，結果電流調節器的輸入電壓⊿Ui=(－Us+Id)增大被立即輸出，Uk增大，晶閘管整流裝置的輸出電壓增大，主機的速度升高．主機的速度升高使其轉速反饋量Ufn增大，結果又使Uk減小，主機的速度降低，因此主機的運轉速度出現“顫抖”的現象．更換積分電容C11后，控制恢復正常．

結語

軋鋼機主機在雙閉環調速系統的控制下，在運行過程中速度響應比較快，轉速變化幅值比較小，解決了在軋制帶鋼的過程中因帶鋼厚度的改變而出現主機轉速變化太大的問題，提高了軋制出來帶鋼的質量．此系統于2007年改造完成后經多年的應用，比較穩定，效果較好．