三、連鑄伺服驅(qū)動系統(tǒng)簡述

　　連鑄拉坯的運動曲線是近似于正弦波的模擬量波形。它由單片機程序控制，通過鍵盤輸入和顯示器監(jiān)視來調(diào)整拉坯的頻率和速度，操作簡單快捷。伺服控制器通過接收開關(guān)量控制信號和單片機的模擬速度給定信號來驅(qū)動電機。單片機通過位置反饋信號來實時檢測電機轉(zhuǎn)子的運動軌跡，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的位置閉環(huán)，以保證電機的運動軌跡符合工藝要求。

　　四、拉坯工藝對驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求

　　根據(jù)拉坯工藝的控制要求，速度給定信號（近似于正弦波形的模擬量）由單片機輸出，通過屏蔽通訊電纜送到伺服控制器，來驅(qū)動伺服電機實現(xiàn)往復(fù)變速運動，電機的實際運行軌跡波形必須快速、同步、精確地跟隨給定信號曲線，才能完整地完成拉坯過程。這就要求驅(qū)動系統(tǒng)必須達到以下技術(shù)要求：

　　1、響應(yīng)時間

　　拉坯頻率一般在80-200次/分（可調(diào)），拉速一般在0-2米/分（即0-800轉(zhuǎn)，可調(diào)）。這樣一個完整的拉---停---推---停---拉運行過程，所需的時間大約在0.3S-0.8S左右。其中拉的過程所需時間在0.2S-0.6S，對響應(yīng)的時間要求最高。中源電氣的稀土永磁交流伺服電機（15KW）的響應(yīng)時間在150mS（對應(yīng)1000轉(zhuǎn)）左右，完全可以達到拉坯工藝對電機響應(yīng)時間的要求。

　　2、跟隨性能

　　跟隨性能的好壞直接影響到連鑄拉坯的質(zhì)量。如果跟隨性不好，那么拉、停、推的幅值和時間就很難控制，會引起鋼坯內(nèi)部結(jié)晶不均勻，表面出現(xiàn)褶皺、裂縫等缺陷。中源電氣的稀土永磁交流伺服電機（TYSZ-1500-160）配用德國KEB的伺服控制器，采樣時間最快可達到0.5ms. 而且，轉(zhuǎn)子的永磁結(jié)構(gòu)決定了轉(zhuǎn)速與頻率的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系（n=60f/p），極數(shù)一定的情況下，單位時間內(nèi)電機轉(zhuǎn)數(shù)只隨著頻率的變化而變化，完全克服了異步電機有轉(zhuǎn)差的缺點，控制精度更高。

　　3、同步性能

　　本系統(tǒng)中，三臺伺服電機分別驅(qū)動三根壓輥，電機與電機之間的同步性要求較高。鋼坯表面經(jīng)過冷卻已經(jīng)凝固，屬鋼性物體，如果同步性不好，就會出現(xiàn)某臺電機驅(qū)動輥打滑、出力不一致等現(xiàn)象，輕微時會影響鋼坯的質(zhì)量，嚴(yán)重時會造成無法正常生產(chǎn)、停車等重大事故。

　　伺服系統(tǒng)采用速度同步控制功能和轉(zhuǎn)矩控制功能。在起鑄階段采用速度同步控制，因為這時三臺電機的驅(qū)動輥是在牽引引錠桿運行，每個驅(qū)動輥上的壓輥都需要單獨抬起，以讓引錠桿與鋼坯的連接處通過，這個階段對三臺之間的轉(zhuǎn)矩控制要求不高。當(dāng)鋼坯完全通過三個驅(qū)動輥后采用轉(zhuǎn)矩控制方式實現(xiàn)主從同步。這時由于驅(qū)動的鋼坯屬鋼性物體，不出現(xiàn)打滑時，三臺電機的驅(qū)動輥的線速度嚴(yán)格保持一致。此時，由主機控制驅(qū)動輥速度，主機的實際轉(zhuǎn)矩通過模擬量口輸出，作為從機的轉(zhuǎn)矩給定，控制從機的輸出轉(zhuǎn)矩與主機一致。這樣既保證了三臺電機在速度上的一致性，又保證了三臺電機負(fù)荷均衡。

　　4、抗干擾性能

　　干擾是每套電氣設(shè)備都會碰到的問題。小則影響控制的精度，大則使整套設(shè)備無法正常運行。該伺服系統(tǒng)使用的通訊電纜采用多層屏蔽，抗干擾能力強，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

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