Энергосберегающий автоматизированный электропривод широкополосного стана горячей прокатки

• Автор: Лукин, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТИРИСТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРОКАТНОГО СТАНА С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ
1.1. Задачи улучшения энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов
1.2. Система двухзонного зависимого регулирования скорости в функции ЭДС двигателя
1.2.1. Описание системы
1.2.2. Характеристики системы ДЗРС
1.3. Анализ причин ухудшения энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов
1.4. Анализ составляющих запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя электропривода клети стана горячей прокатки
1.5. Концепция систем двухзонного регулирования с улучшенными энергетическими показателями
1.6. Известные электроприводы с двухзонным регулированием скорости, реализующие разработанную концепцию
1.6.1. Система двухзонного регулирования скорости в функции выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя
1.6.2. Электропривод с двухзонным регулированием с переключением координаты, регулируемой по цепи возбуждения
1.7. Способ регулирования уставки ЭДС в функции напряжения сети
1.8. Выводы и постановка задачи исследований
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КЛЕТЕЙ СТАНА 2000 ЗА ЦИКЛ ПРОКАТКИ
2.1. Постановка задачи исследований
2.2. Схема электроснабжения РУ 10 кВ стана 2000
2.3. Отклонения напряжения сети
2.4. Система управления возбуждением с автоматическим регулированием ЭДС в функции напряжения сети
2.5. Анализ осциллограмм координат электропривода за цикл прокатки
2.6. Энергетические показатели электроприводов стана 2000 ВЫВОДЫ
Глава 3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ С ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМИСЯ СТРУКТУРАМИ
3.1. Обоснование разработки
3.2. Способ зависимого управления потоком возбуждения с автоматическим регулированием выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя
3.2.1. Описание способа
3.2.2. Система двухзонного регулирования, реализующая разработанный способ
3.3. Разработка электропривода с переключающейся структурой, обеспечивающего снижение запаса выпрямленной ЭДС ТП в режиме разгона под нагрузкой
3.3.1. Способ управления, обеспечивающий снижение запаса выпрямленной ЭДС в режиме разгона электропривода под нагрузкой
3.3.2. Электропривод с переключающейся структурой с ограничением перерегулирования выпрямленной ЭДС в начальный момент ускорения под нагрузкой
3.4. Электропривод с переключающейся структурой, обеспечивающий снижение запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя в течение всего цикла прокатки
ВЫВОДЫ
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И НА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ
4.1. Разработка математической модели
4.1.1. Задачи моделирования
4.1.2. Допущения, принятые при математическом моделировании объекта
4.1.3. Математическое описание силовой части электропривода как объекта управления
4.1.4. Структурная схема модели системы двухзонного регулирования скорости в функции выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя
4.2. Исследования разработанных электроприводов методами математического моделирования
4.2.1. Ударное приложение нагрузки в известной и разработанных системах
4.2.2. Ускорение под нагрузкой
4.2.3. Переходные процессы за цикл прокатки
4.3. Экспериментальные исследования разработанных электроприводов в лабораторных условиях
4.3.1. Описание лабораторной установки
4.3.2. Переходные процессы за цикл прокатки
4.3.3. Исследования системы ДЗРС с автоматическим регулированием ЭДС в функции напряжения сети
ВЫВОДЫ
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ
5.1. Схемы подключения блоков разработанной системы в электроприводе клети стана 2000

Т11, определяемый как разность между максимальной ЭДС ем и ее текущим значением ес1„а: - <%/, остается постоянным независимо от тока нагрузки.
Сравнение рис. 1.7, а и рис. 1.7, б позволяет сделать вывод, что при всех значениях тока / в диапазоне от нуля до номинального в разработанной системе обеспечивается меньший уровень запаса выпрямленной ЭДС ТП и соответственно лучшие энергетические показатели работы ЭП.
Однако, как показали результаты предварительных исследований, реализация способа зависимого регулирования скорости в функции выпрямленной ЭДС ТП в электроприводах с ударным изменением нагрузки (например, в ЭП клетей станов горячей прокатки) нецелесообразна. Это связано с тем, что в режиме холостого хода, который возникает в промежутке между прокаткой полос, поддержание выпрямленной ЭДС ТП на заданном номинальном уровне может быть обеспечено только за счет повышения ЭДС двигателя (в соответствии с уравнением равновесия якорной цепи). Напряжение IIя на якоре в установившемся режиме работы под нагрузкой превышает ЭДС электродвигателя Е на величину падения напряжения на сопротивлении Кя якорной цепи электродвигателя:
ия=Е + 1стЯя. 0-19)
В режиме холостого хода при 1СТ « (0,1 -г 0,3)1 н равенство ЭДС электродвигателя Е выпрямленной ЭДС Еш тиристорного преобразователя приведет к превышению напряжением на якоре IIя своего номинального значения
и ян '
ия*Е = Еш>иш (1-20)
Это приводит к ухудшению условий коммутации на коллекторе и соответственно к снижению надежности электропривода.
Система, представленная на рис. 1.6, может найти применение в электроприводах, для которых режим ударного приложения нагрузки не является