铝电磁场铸轧中特殊组合磁场的微机控制系统研究

【摘要】：特殊组合磁场控制系统研究是实现铝带坯电磁场铸轧的关键环节。为产生特殊组合磁场，要求负载线圈中电压、电流必须是多频率成份以及以高频率随机变化。本文围绕实现此方案必须解决的关键问题，对如何变频以及如何实现微机控制进行了较为详细地研究： 1、根据电磁铸轧的特点及对磁场的特殊要求，研究了控制系统的控制策略问题；在分析感应线圈的工作情况的基础上，进行了线圈通电后电感量的计算。 2、将量化的电磁连续铸轧工艺技术指标转化为控制系统的静态和动态性能技术指标，并建立了数学模型。对系统进行了稳态、动态分析，从原理上论证了控制系统的可靠性。 3、在研究控制器的硬件构成中，通过试验比较确定选用了微机作为控制核心，并且从原理上证明了其合理性。 4、论述了采用随机频率的目的，并由此引导出随机数的产生问题，在取小数法的基础上，提出了一种改进的算法，这种算法在随机性不退化的前提下，更有利于控制的实时性；重点分析了产生特殊组合磁场的关键环节——触发控制信号程序设计中的两个难点问题；确定了控制算法，编制出了实际应用程序。 5、为了保证当频率变换时，电流能够相应地变化，在控制电路中，采用PI调节器以获得恒定的电磁力矩。 6、在论文中研究了采用差相控制方式对变频器进行不对称控制改善系统的功率因数的方法，并且设计了一套试验装置，通过试验数据验证了效果。 本文的研究成果对实现CS-Ⅱ型电磁铸轧特殊组合磁场控制系统的研制开发起了重要作用。系统目前正在兰州铝业集团公司连铸轧车间运行，系统运行稳定，抗干扰能力强，该系统的推广应用可获得很好的经济和社会效益。