一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設備和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及糾偏設備和方法，具體涉及一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波 磁場渦流糾偏設備和方法。
【背景技術】
[0002] 在金屬帶材連續(xù)處理生產(chǎn)過程中，一個重要的條件是保證金屬帶材穩(wěn)定、對中地 運行在生產(chǎn)線上，從而為工藝過程提供良好的基礎。
[0003] 實際工程設計中，金屬帶材的"跑偏"始終是威脅金屬帶材連續(xù)處理工藝和生產(chǎn)設 備運行的一個頑疾。金屬帶材運行過程中的對中控制成為金屬帶材連續(xù)處理工藝與設備研 究的一個重要課題。目前使用的糾偏設備主要為開卷/卷取機的橫移糾偏以及金屬帶材運 行中的輯式糾偏。糾偏輯和金屬帶材表面接觸，可能造成金屬帶材表面劃傷，而且在一些金 屬帶材自由段較長的場合（如活套、退火爐等），金屬帶材中段無法使用傳統(tǒng)的輥式糾偏設 備，造成跑偏較為嚴重，有時會造成刮邊和斷帶等事故，嚴重影響生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，提供一種避免金屬帶材刮邊和斷帶發(fā)生的金屬帶 材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設備和方法。
[0005] 本發(fā)明采用的技術方案：一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏 設備，包括金屬帶材和設于所述金屬帶材至少一側的行波磁場發(fā)生器。
[0006] 本發(fā)明的效果是：該設備為非接觸式糾偏，無磨損，無噪音，避免劃傷金屬帶材，且 糾偏力可平滑調節(jié)，工作可靠。
[0007] 進一步地，當所述金屬帶材為軟磁材料時，在所述金屬帶材的兩側相同位置施加 位置對稱的行波磁場發(fā)生器，保證兩側的行波磁場對稱且同步運動。
[0008] 進一步地，該行波磁場發(fā)生器包括鐵芯和設于所述鐵芯內(nèi)部的A相線圈、B相線圈 和C相線圈，所述鐵芯上設有若干缺槽，該A相線圈、B相線圈和C相線圈設于所述鐵芯內(nèi) 且嵌設于該若干缺槽內(nèi)，所述若干缺槽的方向均與所述金屬帶材的運行方向平行。
[0009] 進一步地，所述若干缺槽等距離設置，且其高度和深度均相同。
[0010] 進一步地，所述缺槽有六個，所述A相線圈嵌設于第一個和第四個缺槽內(nèi)，所述B 相線圈嵌設于第三個和第六個缺槽內(nèi)，所述C相線圈嵌設于第二個和第五個缺槽內(nèi)。
[0011] 進一步地，所述金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設備還包括位 置調整機構、金屬帶材位置檢測裝置和控制系統(tǒng)，所述位置調整機構用于調整該行波磁場 發(fā)生器與所述金屬帶材間的距離；該金屬帶材位置檢測裝置用于測量出所述金屬帶材的跑 偏量；該控制系統(tǒng)用于采集所述金屬帶材的當前跑偏量，從而調整三相電流的大小及頻率， 并驅動該行波磁場發(fā)生器進行糾偏。
[0012] 本發(fā)明采用的技術方案：一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏 方法，包括以下步驟：S1，設定所述金屬帶材的表面為XY平面，所述金屬帶材的運行方向為X軸正向，Υ軸與所述金屬帶材的運行方向垂直；S2,提供金屬帶材和位于所述金屬帶材至 少一側的行波磁場發(fā)生器，該行波磁場發(fā)生器包括鐵芯和設于所述鐵芯內(nèi)部的Α相線圈、Β 相線圈和C相線圈，所述鐵芯上設有六個缺槽，所述六個缺槽依次沿Y軸正向堆疊設置，且 每一缺槽的延伸方向均與所述金屬帶材的運行方向平行，該A相線圈、B相線圈和C相線圈 設于所述鐵芯內(nèi)且嵌設于該六個缺槽內(nèi)，所述A相線圈嵌設于第一個和第四個缺槽內(nèi)，所 述B相線圈嵌設于第三個和第六個缺槽內(nèi)，所述C相線圈嵌設于第二個和第五個缺槽內(nèi)， S3,當所述金屬帶材在連續(xù)生產(chǎn)線中朝Y軸負向偏移時，則在A相線圈、B相線圈和C相線圈 中分別通入三相交流電的A、B、C三相，使得當相位角為正時，在第一個、第三個和第五個缺 槽（3)的線圈內(nèi)產(chǎn)生的電流方向與所述金屬帶材（1)的運動方向相反，金屬帶材1即受到Y 軸正向的電磁糾偏力；S4,當所述金屬帶材在連續(xù)生產(chǎn)線中朝Y軸正向偏移時，則需要將通 入給該行波磁場發(fā)生器的三相交流電中的任意兩相交換位置，行波磁場也隨之反向，產(chǎn)生Y 軸負向電磁糾偏力。
[0013] 本發(fā)明的效果是：該方法為非接觸式糾偏，無磨損，無噪音，避免劃傷金屬帶材，且 糾偏力可平滑調節(jié)，工作可靠。
[0014] 進一步地，當所述金屬帶材為軟磁材料時，在所述金屬帶材的兩側相同位置施加 位置對稱的行波磁場發(fā)生器，保證兩側的行波磁場對稱且同步運動。
[0015] 進一步地，所述若干缺槽等距離設置，且其高度和深度均相同。
[0016] 進一步地，所述金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場禍流糾偏方法還需提供 位置調整機構、金屬帶材位置檢測裝置和控制系統(tǒng)，所述位置調整機構用于調整該行波磁 場發(fā)生器與所述金屬帶材間的距離；該金屬帶材位置檢測裝置用于測量出所述金屬帶材的 跑偏量；該控制系統(tǒng)用于采集所述金屬帶材的當前跑偏量，從而調整三相電流的大小及頻 率，并驅動該行波磁場發(fā)生器進行糾偏。
【附圖說明】
[0017]圖1所示為本發(fā)明提供的金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設 備的剖面示意圖。
[0018] 圖2所示為圖1中的鐵芯內(nèi)部的各組線圈繞法的示意圖。
[0019] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0020] 1、金屬帶材，2、鐵芯，3、缺槽。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022] 請同時參閱圖1，為本發(fā)明提供的金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流 糾偏設備的結構示意圖。該金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設備包括金 屬帶材1和位于金屬帶材1 一側的行波磁場發(fā)生器，該行波磁場發(fā)生器設置在金屬帶材1 的表面。金屬帶材1沿圖1中的箭頭方向運行。
[0023] 請同時參閱圖2,該行波磁場發(fā)生器包括鐵芯2和設于鐵芯2內(nèi)部的A相線圈、B 相線圈和C相線圈。鐵芯2上設有六個缺槽3,該A相線圈、B相線圈和C相線圈繞設于鐵 芯2內(nèi)且嵌設于該六個缺槽3內(nèi)。該六個缺槽3的方向均與金屬帶材1的運行方向一致。 該A相線圈嵌設于第一個和第四個缺槽3內(nèi)，B相線圈嵌設于第三個和第六個缺槽3內(nèi)，C 相線圈嵌設于第二個和第五個缺槽3內(nèi)。于本實施例中，該六個缺槽3等距離設置，且其高 度和深度均相同。
[0024] 該金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場渦流糾偏設備還包括位置調整機構、 金屬帶材位置檢測裝置和控制系統(tǒng)，該位置調整機構用于調整該行波磁場發(fā)生器與金屬帶 材1間的距離；該金屬帶材位置檢測裝置用于測量出金屬帶材1的跑偏量，可為光電式或磁 感式；該控制系統(tǒng)用于采集金屬帶材1的當前跑偏量，從而調整三相電流的大小及頻率，并 驅動該行波磁場發(fā)生器進行糾偏。
[0025] 可以理解地，當金屬帶材1為軟磁材料時，該行波磁場發(fā)生器產(chǎn)生的磁場會對金 屬帶材1會產(chǎn)生較大的吸力，影響金屬帶材1的穩(wěn)定運行，此時在金屬帶材1的兩側相同位 置設置有位置對稱的行波磁場發(fā)生器，保證兩側的行波磁場對稱且同步運動，抵消吸力的 影響。
[0026]具體原理如下：
[0027] 為了說明方便，建立參考坐標系：設定金屬帶材1的表面為XY平面，金屬帶材1的 運行方向為X軸正向，Y軸與金屬帶材1的運行方向垂直，金屬帶材1的上方為Z軸正向。
[0028] 由于鐵芯2上開有間距相等，深度相同的缺槽3,缺槽3中嵌有A相線圈、B相線 圈、C相線圈，在三相線圈中通入三相對稱正弦電流后會產(chǎn)生氣隙磁場。當不考慮由于鐵芯 2兩端開斷而引起的縱向邊緣效應時，這個氣隙磁場的分布情況可看成正弦形分布。當三相 電流隨時間變化時，氣隙磁場將沿直線移動，稱為行波磁場。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論以及 感應電流的集膚效應，由于金屬帶材切割磁場，因此在金屬帶材的表面層產(chǎn)生禍電流，電流 密度為
[0029] 1 -?XΗ-^XΒ/μ
[0030] 電流在磁場中受到安培力作用
[0031] F= /JXBdV
[0032] 其中，Η-磁場強度，B-磁感應強度，μ-磁導率。
[0033] 感應電流方向遵循右手定則，安培力方向遵循左手定則。因此，無論磁場的方向如 何，安培力的方向始終和行波磁場的運動方向相同。然而，只有當安培力的方向與金屬帶材 1的跑偏方向相反時，才能起到糾偏的效果。即由于鐵芯2的缺槽3與X向一致，此時行波 磁場的線速度沿Υ方向，此時金屬帶材1受到的Υ向安培力最大，糾偏效果最好。
[0034] 具體地，在金屬帶材1運行的過程中，若金屬帶材1發(fā)生Υ軸負向跑偏，則Α相線 圈、B相線圈、C向線圈中分別通入三相交流電的A、B、C三相，