Совершенствование автоматизированного электропривода непрерывного прокатного проволочного стана с четырехвалковыми калибрами

• Автор: Петухова, Ольга Игоревна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЯТИКЛЕТЕВОГО СТАНА С ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ И СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЕГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1.1. Способы производства проволоки, их достоинства и не
достатки
1.2. Конструкция пятиклетевого стана с четырехвалковыми калибрами. Особенности процесса.прокатки с многовалковыми калибрами:
1.3. Технологические требования, предъявляемые к автоматизированным электроприводам стана:
1.4. Достоинства и недостатки применяемых систем управления электроприводами непрерывных прокатных станов... 22 Т.4.1. Электропривод со стабилизацией скорости вращения
1.4.2. Электропривод с системой стабилизации межкле-тевых натяжений
1.4.3. Электропривод с системой косвенного регулирования межклетевых натяжений
Т.4.4. Системы стабилизации размеров проката:
1.5. Обоснование типа электропривода
1.6. Выводы и постановка задача исследований
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА С ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ
2.1. Математическое описание очага деформации :четырех-валкового калибра
2.1.1. Система калибров “круг - неполный квадрат”
2.1.2. Система калибров “неполный квадрат - неправильный восьмиугольник"
2.1.3. Система калибров “ неправильный’восьмиугольник
- неправильный восьмиугольник"
2.2. Математическое описание взаимодействия очагов деформации непрерывного стана через прокатываемый металл

2.3. Математическое описание линеаризованной динамической модели электропривода прокатной клети
2.3.1. Уравнения для определения давления металла на валки, момента прокатки и опережения металла
2.3.2. Уравнение транспортного запаздывания
2.3.3. Описание силовой части электропривода
2.4. Структурная схема комплексной математической модели непрерывного прокатного стана с четырехвалковыми калибрами
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА С ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ
3.1. Влияние условий прокатки на изменение размеров поперечного сечения проката
3.2. Экспериментальные исследования известных систем автоматизированного электропривода
3.3. Проверка адекватности математической модели непрерывного прокатного стана с четырехвалковыми калибрами
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРОКАТНОГО ПРОВОЛОЧНОГО СТАНА С ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ
4.1. Концепция построения автоматизированного электропривода стана с четырехвалковыми калибрами
4.2. Описание структурной схемы ведущего электропривода
4.3. Описание структурной схемы ведомого электропривода
4.4. Рекомендации по выбору мощности приводных электродвигателей
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших задач металлургических предприятий России в современных экономических условиях является всемерная интенсификация производства на основе внедрения инновационных решений в области техники и технологий: В метизной промышленности, в первую очередь, это касается повышения качества выпускаемой продукции, освоения производства новых, профилей из высокоуглеродистых и специальных сталей и сплавов, обладающих комплексом разнообразных свойств: высокой прочностью и в тоже время достаточной плат-стичностью, жаропрочностью, высоким сопротивлением коррозии в агрессивных средах, повышенными характеристиками электрических и магнитных свойств. Производство продукции из таких сталей и сплавов традиционным методом волочения оказывается весьма трудоемким; а в ряде случаев вообще невозможным [1-3].
Альтернативным способом производства проволоки, является ее прокатка.в двух- либо многовалковых калибрах, позволяющая не только снять ограничения единичных обжатий: прочностью переднего конца, но и повысить скорость обработки и энергетическую эффективность производственного процесса в целом:
Применение способа прокатки- в клетях с двухвалковыми калибрами для производства проволоки различного назначения не получило широкого распространения. Многолетний опыт освоения двенадцатиклетевого непрерывного стана с двухвалковыми калибрами конструкции ВНИИМЕТМАШа показал, что данный способ производства проволоки из малопластичных сталей и сплавов характеризуется, существенными недостатками и малоперспективен.
За рубежом:для производства гладкой и профилированной арматурной проволоки широкое распространение получили станы с многовалковыми калибрами. В работах [4-6] отмечается целесообразность применения их для холодной и. теплой прокатки проволоки из.углеродистых сталей, несмотря на. сложность конструкции деформирующего устройства. Использование многовалковых калибров обеспечивает создание благоприятной схемы напряженно-деформированного состояния, позволяет получать более точные по форме и размерам про-

2. Асинхронный регулируемый электропривод по системе преобразователь частоты со звеном постоянного тока (автономный инвертор с широтно-импульсной модуляцией) - асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором (ПЧ-АД).
Как было показано, в последнее время системы электроприводов непрерывных прокатных проволочных станов строились исключительно на базе двигателей постоянного тока. Причиной этому являлось отсутствие надежных преобразователей частоты. Однако системы ТП-Д имеют такие недостатки, как:
- ограничение темпа нарастания тока якоря, повышенный момент инерции электропривода, приводящие к снижению быстродействия систем автоматического регулирования;
- высокие массогабаритные показатели;
- трудоемкость в эксплуатации.
Перечисленные недостатки обусловлены наличием коллектора и соответственно процессов коммутации и могут быть исключены при построении системы электропривода на основе асинхронного коротко-замкнутого двигателя.
В настоящее время имеется достаточный опыт промышленного применения электроприводов по системе ПЧ-АД в диапазоне мощностей 35...200 кВт. Анализ данных о рыночной стоимости электроприводов показывает, что удельный показатель цена/кВт для систем ПЧ-АД в 1,3... 1,4 раза меньше, чем для ТП-Д. Таким образом, с точки зрения экономической целесообразности система ПЧ-АД обладает неоспоримым преимуществом.
Для многодвигательного стана с четырехвалковыми калибрами система ПЧ-АД может быть реализована двумя вариантами:
- применением одного общего выпрямителя и индивидуальных инверторов для каждого электродвигателя;
- применением для каждого двигателя индивидуальных преобразователей частоты, состоящих из выпрямителя и инвертора.