Исследование динамических нагрузок электромеханических систем главных приводов черновых клетей стана горячей прокатки

• Автор: Ченцов, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГЛАВНЫХ ЛИНИЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
1.1. Динамические нагрузки в приводных линиях прокатных станов
1.2. Параметры, определяющие приводную линию, как электромеханическую систему
1.3. Люфты и зазоры
1.4. Технологическое нагружение
1.5. Анализ систем главных электроприводов прокатных станов
1.6. Исследования динамических нагрузок в главных приводах
черновых клетей стана 2000
1.7. Особенности электроприводов черновой группы стана 2000 и перспективы их реконструкции
1.8. Выводы
2. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГЛАВНЫХ ПРИВОДОВ ЧЕРНОВЫХ КЛЕТЕЙ
2.1. Расчетные схемы электромеханических систем и их связь с объектом и целями исследования
2.2. Особенности динамических моделей электромеханических систем с синхронными двигателями
2.3. Расчет параметров механической части электроприводов
прокатных клетей
2.4. Составление эквивалентных расчетных схем электромеханических систем
2.5. Построение математических моделей электромеханических систем главных приводов прокатных клетей
2.6. Идентификация динамических моделей главных приводов прокатных клетей
2.7. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В ЧЕРНОВЫХ КЛЕТЯХ С НЕРЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1. Оценка эффективности снижения динамических нагрузок при изменении упруго-массовых характеристик приводной линии
3.2. Динамические нагрузки и демпфирующая способность привода
при использовании синхронного и асинхронного двигателей
3.3. Анализ способов снижения динамических нагрузок в системе синхронного электропривода прокатной клети
3.4. Выводы
4. ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА РЕВЕРСИВНОЙ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ
4.1. Автоматизированный электропривод черновой клети №1 стана 2000
4.2. Разработка и реализация с помощью системы электропривода режима реверсивной прокатки с предварительным ускорением горизонтальных валков
4.3. Исследование асимметричных режимов прокатки с целью распределения крутящих моментов между упругими ветвями
привода
4.4. Разработка методики настройки системы автоматического регулирования многодвигательного электропривода черновой
клети для работы в нестандартных режимах
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на сложную экономическую ситуацию в стране, крупные предприятия металлургической отрасли переживают сейчас настоящий подъем. Во многом это обусловлено конъюнктурой мирового рынка, которая в данный момент очень благоприятна для представителей металлургии. Не является исключением и ОАО «Новолипенкий металлургический комбинат» (НЛМК), входящий наряду с Магнитогорским металлургическим комбинатом и Северсталью в тройку крупнейших российских предприятий черной металлургии. На эти три предприятия приходится около 56% суммарного российского экспорта металлопродукции и 97% экспорта листового проката. В 1999 г. НЛМК увеличил объем производства на 14%, а за шесть месяцев 2000 г. рост производства составил уже 18%.
Основной проблемой, стоящей сейчас перед металлургическими предприятиями России, является техническое перевооружение. Это связано с физическим и моральным старением оборудования основных цехов, работающего по 30 и более лет. Особое значение имеет реконструкция прокатного производства, поскольку из-за его определяющего влияния на качество готовой продукции именно здесь всегда используются самые передовые решения и технологии. Таким образом, одними из основных направлений технического перевооружения в ближайшей перспективе должны быть модернизация действующего оборудования прокатных станов и широкое внедрение современных систем управления на базе вычислительных комплексов, имеющие целью повышение производительности и качества продукции. Решение этих задач невозможно без глубокого исследования динамических процессов, протекающих в оборудовании стана, на основе совместного рассмотрения всех его элементов — очага деформации, упругой клети, механический трансмиссии и автоматизированного электропривода,
Из всего многообразия агрегатов непрерывных широкополосных станов горячей прокатки проблема чрезмерно высокого уровня динамических нагрузок особенно остро стоит для клетей черновой группы. Основными причинами ди-

вы, что для адекватного отражения протекающих в приводной линии процессов расчетная схема механической части должна содержать не менее трех масс.
В ряде случаев имеет смысл представить механическую часть в виде полной расчетной схемы, каждому элементу которой соответствует определенный физический узел, например, валок, шпиндель, колесо редуктора, и т.д. При использовании современной вычислительной техники моделирование системы практически любой сложности не составляет проблемы. Достоинства предлагаемого подхода очевидны. Подобная модель позволяет рассматривать влияние каждого из факторов или параметров (таких, например, как моменты инерции, жесткости и зазоры для различных участков линии) в отдельности, что невозможно сделать в реальных условиях. Значительно облегчается процесс проектирования, поскольку из большого объема расчетов, необходимых для определения оптимальных параметров привода, исключается весьма трудоемкая процедура составления эквивалентной расчетной схемы. Кроме того, для механических систем, отличающихся наличием большого числа распределенных зазоров (к таким системам относятся и приводы прокатных клетей - см., например, табл. П2.2 и П2.4), только использование полной расчетной схемы позволяет получить достоверную картину нагрузок в каждом из узлов.
2.2. ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С СИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
Приводной двигатель является важнейшим компонентом любой электромеханической системы, оказывающим определяющее влияние на её динамические свойства. Привод клетей черновой группы стана 2000 осуществляется с помощью синхронных двигателей. На клетях №2-5 это нерегулируемый синхронный электропривод, в котором один двигатель большой мощности (для клети №2 - 5 МВт, для клетей №3-5 - 10 МВт) через шестеренную клеть приводит во вращение оба валка. На клети № 1 используется привод рабочих валков от четырех синхронных двигателей 3-х фазного тока мощностью по 2500 кВт каждый, питаемых от непосредственных преобразователей частоты (циклоконверторов) и связанных механически по два через редуктор, причем