Разработка и исследование систем регулирования синхронного электропривода черновых клетей станов горячей прокатки

• Автор: Мигунов, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ЧЕРНОВЫХ КЛЕТЕЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
1Л Основные характеристики черновых клетей прокатных станов
1.2 Анализ главных электроприводов черновых клетей с синхронными
двигателями
1.3 Обзор исследований динамических нагрузок в приводных линиях
прокатных станов
Выводы
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЧЕРНОВОЙ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА
2.1 Математическое описание электромеханической системы черновой
клети
2.2 Модель явнополюсного синхронного двигателя с демпферной обмот-

2.3 Построение структурной схемы черновой клети с синхронным элек-
троприводом
2.4 Разработка модели электромеханической системы черновой клети
№3 прокатного стана 2000 с помощью пакета БтиНпк
Выводы
3 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЧЕРНОВОЙ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА
3.1 Анализ способов снижения динамических нагрузок в системе син-
хронного электропривода прокатной клети
3.2 Управление электроприводом черновой клети на основе регулирова-
ния возбуждения синхронного двигателя

3.3 Система управления электроприводом черновой клети на основе пре-
образователя частоты с автономным инвертором тока
3.4 Моделирование векторной системы управления электроприводом
черновой клети с помощью пакета БтиНпк
Выводы
4 РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЧЕРНОВОЙ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
4.1 Устройство для снижения динамических нагрузок электропривода
черновой клети на основе регулирования возбуждения синхронного двигателя
4.2 Модернизированная система управления синхронного электроприво-
да черновой клети №3 стана 2000
4.3 Система векторного управления электроприводом черновой клети для
режима работы с минимизацией потерь энергии
4.4 Оценка эффективности использования способов снижения динамиче-
ских нагрузок в элементах привода черновой клети
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А Паспортные данные синхронных двигателей
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Результаты моделирования переходных процессов
ПРИЛОЖЕНИЕ В Характеристики преобразователя частоты
МЕОАОЫУЕ-Ьа
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акты о внедрении результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы определяется значительной динамической загруженностью электромеханических систем главных приводов черновой группы клетей непрерывных широкополосных станов горячей прокатки, приводящей к преждевременному износу и поломкам оборудования. Следствием этого является возрастание количества аварийных простоев станов, эксплуатационных расходов, а также снижение производительности и долговечности механизмов клетей, ухудшение качества прокатываемой полосы.
В основе нерегулируемого электропривода (ЭП) переменного тока черновых клетей используют мощные высоковольтные синхронные двигатели с демпферной обмоткой, так как они обладают рядом преимуществ над асинхронными двигателями и двигателями постоянного тока. Существующие системы синхронных электроприводов черновых клетей с прямым подключением обмотки статора к питающей сети и типовыми автоматическими системами управления возбуждением не позволяют осуществлять ограничение возникающих в процессе прокатки металла динамических нагрузок, обусловленных жесткой механической характеристикой синхронного двигателя. Однако в настоящее время происходит стремительное развитие высоковольтной полупроводниковой техники, поэтому актуальным является переход к регулируемым системам управления мощным синхронным двигателем черновой клети на основе преобразователя частоты. Несмотря на то, что синтезу оптимальных систем векторного частотного управления посвящено большое количество работ, они характеризуются сложными алгоритмами расчета переменных, зависящих друг от друга. Использование математической модели синхронного двигателя, учитывающей нелинейность магнитной цепи, дает возможность уточнить алгоритм работы системы векторного управления, позволяющей улучшить динамические и энергетические характеристики электропривода черновой клети.

вид сбоку _10
вид сверху
Рис. 2.1. Структурная схема главного привода черновой клети:
1- синхронный двигатель; 2 - моторная муфта; 3 - шестерня редуктора; 4 -колесо редуктора; 5 - коренная муфта; 6 - шестеренный валок; 7- шпиндель; 8 -валковая муфта; 9 - рабочий валок, 10 - опорный валок