一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105547556A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201511027118.4(22)申请日2015.12.31(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人严淑蔡炜(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣杨晓燕(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法(57)摘要本发明公开了一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法，包括如下步骤：根据动力学公式，将转炉视为一个整体对象且忽略摩擦转矩，简化运行规律；以转炉总重量的变化为标准，将一个炉次内转炉的运行过程划分为加料阶段、测温取样阶段、出钢阶段和倒渣阶段；在每个阶段内对电机输出转矩、倾动电机转速进行N次采样；求得同一个炉次下不同阶段的转矩表达式，再进一步分析比较某一个阶段在多个炉次的转矩值，从而找到转矩随炉位变化的一定规律。本发明在现有在线设备测量转炉倾动电机电流等数据的基础上，利用对实测数据进行拟合分析，得到转炉最大倾动力矩值，指导和修正转炉倾动力矩理论计算；不用额外增加测量设备，分析结果可靠。CN105547556ACN105547556A权利要求书1/2页1.一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、转炉倾动系统PLC通过变频器读取驱动电机的电流值，经过变频器内部的计算模型得到变频电机的电机输出转矩；转炉倾动系统PLC通过变频器和速度编码器读取倾动电机转速；转炉倾动系统PLC通过角度编码器读取转炉倾动角度；S2、根据动力学公式，当转炉自由运动，即没有受到制动器约束时，将转炉视为一个整体对象且忽略摩擦转矩，其运行规律简化为以下方程式：其中，ω为转炉转速，通过转炉驱动电机尾部的速度编码器测得的倾动电机转速经齿轮减速比算出；为转炉的加速度，通过转炉转速对时间的差分运算算出；TM为转炉驱动电机输出力矩折算到倾动耳轴的值，通过测得的电机输出转矩经齿轮减速比算出；θ为转炉倾动角度，通过角度编码器测量得到；m为转炉总重量，包括转炉自重和装入的铁(钢)水重量，是未知量；T(θ,m)为转炉的合成力矩，与θ和m有关；J(θ,m)为转炉转动惯量，与θ和m有关；S3、以m的变化为标准，将一个炉次内转炉的运行过程划分为以下几个阶段：(a)加料阶段转炉倾动角度θ运行范围：﹢90°～0°～+45°，即倒渣完毕后回零位然后至加料位阶段，这个阶段转炉无钢液、无钢渣，近似于空炉状态；(b)测温取样阶段转炉倾动角度θ运行范围：+45°～0°～-45°，即测温取样返回到打开出钢口阶段，这个阶段转炉重量无变化，而且炉内钢水未出，是最大力矩可能出现的可能阶段，该工况是在吹炼结束后、出钢操作前；(c)出钢阶段转炉倾动角度θ运行范围：-45°～-115°这个阶段钢水逐渐流出转炉，转炉重量逐渐变小，钢水出量近似与转炉角度相关，因此将转炉重量变化的影响折算到转炉角度上考虑，该过程操作点动频繁，加速度和转矩变化剧烈，是最复杂的过程；(d)倒渣阶段转炉倾动角度θ运行范围：-115°～+90°，这个阶段，转炉中只有渣和少量残液，整个阶段转炉质量无变化；S4、在步骤S3所述每一个阶段内T(θ,m)简化为T(θ)，J(θ,m)简化为J(θ)，在每个阶段内对电机输出转矩、倾动电机转速进行N次采样，根据公式(1)，N次采样得到N个方程组成的方程组2CN105547556A权利要求书2/2页…式中，各个下标1～N为第1～第N次采样得到的对应参数值；S5、根据泰勒定理，T(θ)、J(θ)近似由θ的幂级数多项式来表示，设：其中，ai,bi是待求的多项式系数，m1,m2为拟合阶数；将公式(3)、公式(4)带入公式(2)得到：…公式(5)是关于ai,bi的线性方程组，m1,m2满足m1+m2＜N，使用最小二乘法得到ai,bi的最优解，求得同一个炉次下不同阶段的T(θ)表达式，再进一步分析比较某一个阶段在多个炉次的T(θ)的值。2.根据权利要求1所述的根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法，其特征在于：所述步骤S4中转炉倾动角度θ在各个阶段的运行范围根据实际情况微调。3.根据权利要求1所述的根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法，其特征在于：所述步骤S5中m1,m2取5-7阶。3CN105547556A说明书1/4页一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法技术领域[0001]本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种根据转炉倾动电机电流大小计算转炉倾动力矩的方法。背景技术[0002]