Разработка автоматизированного электропривода двухкатушечного намоточного аппарата волочильного стана

• Автор: Туганбаев, Арман Ибрагимович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ НЕПРЕРЫВНОГО СЪЕМА ПРОВОЛОКИ И ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАМОТОЧНЫХ АППАРАТОВ

1.1. Методы непрерывного съема проволоки на волочильных станах

1.1.1. Намоточные аппараты с соосным расположением катушек и их системы электропривода
1.1.2. Намоточные аппараты с параллельным расположением катушек и их системы электропривода
1.1.3. Принцип действия и кинематическая схема двухкатушечного намоточного аппарата
1.2. Разработка технологических требований к электроприводу двухкатушечного намоточного аппарата

1.3. Выводы и постановка задачи исследований

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВУХКАТУШЕЧНОГО НАМОТОЧНОГО АППАРАТА КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ

2.1. Математическое описание участка смотки

2.2. Математическое описание технологической нагрузки

2.3. Структурная схема комплексной математической модели двухкатушечного намоточного аппарата
2.4. Инженерная методика расчета нагрузочных режимов электроприводов катушек и поворотного стола
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДВУХКАТУШЕЧНОГО НАМОТОЧНОГО АППАРАТА
3.1. Определение оптимального закона изменения натяжения в процессе смотки проволоки
3.2. Выбор принципов построения автоматизированных электроприводов двухкатушечного намоточного аппарата

3.2.1. Анализ схем электроприводов, реализованных на асинхронных двигателях
3.2.2. Анализ схем электроприводов, реализованных на двигателях постоянного тока
3.2.3. Описание разрабатываемой системы электропривода двухкатушечного намоточного аппарата
3.3. Исследование статических режимов работы намоточного аппарата на физической модели
3.4. Синтез системы управления
З.5.. Исследование динамических режимов совместного пуска и
процесса переброса проволоки на математической модели
3.6. Выводы
4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
4.1. Разработка электрической принципиальной схемы электропривода намоточного аппарата
4.2. Алгоритм управления двухкатушечным намоточным аппаратом и его реализация
4.3 Методика исследования автоматизированного электропривода двухкатушечного намоточного аппарата
4.4 Исследование в промышленных условиях процессов совместного пуска и переброса проволоки
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Доля производства длинномерных изделий, таких как проволока,
® сорт и т.п. в общем объеме выпуска стального проката составляет до
10... 12% (или в целом по России до 15 млн. тонн/год). Основным способом их производства является волочение через монолитную волоку, реже прокатка в двух- или многовалковых калибрах [1, 2].
Одним из технологических звеньев процесса производства проволоки являются намоточные аппараты, предназначенные для съема готовой продукции. Увеличение скорости волочения (на современных станах до 40...50 м/с) повышает требования к намоточным устройствам, в частности, к сохранению качества проволоки, достигнутому на ф волочильном либо прокатном стане, повышению производительности и
улучшению условий труда. Это в большей степени зависит от выбранного способа наматывания.
В настоящее время существуют различные способы съема проволоки с волочильных и прокатных станов: сматывание проволоки в бухты при помощи грейфера, с помощью намоточных аппаратов с неподвижным барабаном и наиболее распространенный - на катушки срав- у нительно большой емкости с индивидуальным приводом и др. [3-16]. Все перечисленные способы, наряду со специфическими недостатками имеют и общий для всех недостаток, влияющий на производительность волочильного оборудования в целом, - необходимость остановки про-^ цесса волочения либо прокатки для замены катушек после их заполнения.
Стремление повышения производительности волочильного оборудования за счет увеличения объема наматываемой проволоки на катушку, соответственно при меньшем числе остановок наматывающего устройства, не дало положительных результатов. Во-первых, из-за низкого уровня механизации и автоматизации замены заполненных катушек и их транспортировки (многие операции при этом выполняются • вручную) процесс производства становится значительно более трудо2.3. Структурная схема комплексной математической модели двухкатушечного намоточного аппарата
На основании разработанных математических моделей (рис. 2
2.3, системы рекуррентных уравнений (2.42)) составлена математическая модель двухкатушечного намоточного аппарата как объекта управления. Структурная схема модели представлена на рис. 2.6. Дополнительно к принятым выше на рис. 2.6. введено обозначение: ФП1
- функциональный преобразователь, вычисляющий статический момент на валу двигателя поворотного стола согласно системе (2.42).
Разработанная модель позволяет проанализировать совместную работу электроприводов намоточного аппарата, оценить степень их взаимного влияния и может быть использована при разработке систем управления всеми рассматриваемыми электроприводами.
2.4. Инженерная методика расчета нагрузочных режимов электроприводов катушек и поворотного стола
Надежность работы любого электропривода определяется правильностью выбора его силового оборудования. Принципиально существуют два подхода к выбору мощности электродвигателей - аналитический и метод расчета мощности по кривым удельного расхода энергии. Наиболее универсальным является аналитический метод. Согласно теории электропривода расчет мощности приводного электродвигателя этим методом должен состоять из решения следующих задач [46, 47]:
- расчет моментов сил сопротивления на валу двигателя;
- предварительный выбор двигателя;
- расчет и построение тахограммы и упрощенной нагрузочной диаграммы;
- окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности.
Таким образом, при проектировании новых агрегатов необходима