Файл: Солодухо Я.Ю. Автоматика электроприводов непрерывных станов горячей прокатки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 44
Скачиваний: 1
98 |
Автоматические регуляторы скорости |
На 'рис. V-12 изображена скелетная схема регулятора. Об мотка возбуждения ШО двигателя Д питается от ионного при бора (экситрона, игнитрона, тиратрона) РВ. Быстрое ослабле ние поля достигается переводом РВ в инвертериый режим. Управ ление ионным прибором осуществляется фазосдвигающим уст ройством ФУ.
Скорость двигателя измеряется тахогенератором ТГ, на пряжение которого подается на потенциометр регулирования скорости ПРС и дифференцирующее звено ДЗ. Это звено слу жит для увеличения коэффициента усиления системы в переход ных процессах.
Рис. V-12. Скелетная схема регулятора скорости в поле двигателя с элект ронным усилителем:
Ц — двигатель; Ш О — обмотка возбуждения двигателя; Т Г — тахогенератор; РВ — ионный прибор; ФУ — фазосмещающее устройство; ЭУ — электронный усилитель; Д З — диффе ренцирующее звено; ЗН — задающее напряжение; ПУ — пусковое устройство; УТО — узел
токовой отсечки; ГОС—гибкая |
обратная связь; ПРС — потенциометр регулировки скоро |
сти; Ri и R2 |
— сопротивления; Е — конденсатор |
Напряжение на выходе дифференцирующего звена сравни вается с задающим напряжением ЗН и их разность подается на вход электронного усилителя ЭУ, управляющего фазосдвигаю щим устройством. Стабилизация системы осуществляется гиб кой трансформаторной обратной связью ГОС по току возбуж дения двигателя. В схеме предусмотрен узел отсечки по току двигателя УТО, усиливающий поле, если ток превосходит уста-' новленное значение. Пусковое устройство ПУ создает плавное ускорение двигателя при пуске.
Регулятор обеспечил при испытании на прокатном стане поддержание скорости с точностью 0,7—1% при номинальной нагрузке двигателя и время восстановления скорости 0,3— 0,6 сек.
Регулирование скорости изменением потока возбуждения |
99 |
Показатели эти не могут быть признаны полностью удов летворительными, хотя в конкретных условиях испытаний ска зался не только фактор наличия инерции обмотки возбужде ния двигателя, но и плохая центровка тахогенераторов. Пульса ция напряжения тахогенераторов приводила, как сообщают ав торы испытаний, к недопустимым колебаниям тока якоря при попытке повышения чувствительности регулятора [62].
Б. Регуляторы возбуждения с магнитными усилителями
Ионный регулятор возбуждения с магнитными усилителями
Этот регулятор (рис. V-13, см. на обороте вклейки рис. V-1) разработан ГПИ Тяжпромэлектропроект для зависимого управ ления полем прокатных двигателей непрерывных станов при блочной схеме питания [67].
Обмотка возбуждения двигателя ШО питается от ртутного выпрямителя РВВ. Схема выпрямления трехфазная. Обмотки трансформатора ртутного выпрямителя ТРВВ соединены по схе ме звезда — зигзаг для исключения потока вынужденного намаг ничивания [17]. Система сеточного управления построена на однополупериодных магнитных усилителях с управлением на пе ременном токе (гл. IV, п. 3).
Запирающее |
напряжение снимается с сопротивления СЗН, |
|||
а отпирающие |
импульсы — с сопротивлений 1СН, 2СН |
и |
||
ЗСН, |
включенных в цепи рабочих обмоток (Д—Д) |
дросселей |
||
1ДН, |
2ДН и ЗДН однополупериодных усилителей. |
Рабочие |
и |
управляющие обмотки дросселей питаются от вторичных обмо ток сеточного трансформатора 1Т, соединенных в зигзагах (так же для исключения потока вынужденного намагничивания). Каждая фаза первичной обмотки трансформатора 1Т состоит из трех секций. Соединяя первичную обмотку (как об этом указы валось выше) в звезду, равномерный или неравномерный зигзаг, можно смещать фазу сеточного напряжения по отношению к анодному через каждые 15°.
Управляющие обмотки дросселей {Н\—//г), последователь но с которыми включены вторичные обмотки трансформатора IT и вентили 1ВУ — ЗВУ, соединены параллельно и подключе ны к выходу регулятора поля.
Регулирующим элементом является однотактный магнит ный усилитель МУВ, выходное напряжение которого UBUX дей ствует в качестве противо-э. д. с. в цепи управления однополу периодных усилителей. А^агнитный усилитель МУВ, помимо на грузочных обмоток А1—XI, А2—Х2, В1—У1, В2—У2, снабжен обмоткой смещения ОС, служащей для выбора начальной точ ки на характеристике усилителя, и обмоткой управления ОУ,
7*
100 Автоматические регуляторы скорости
включенной на разность между постоянным напряжением и на пряжением, пропорциональным якорному.
Выходная характеристика магнитного усилителя изображе на на рис. V-14. Когда напряжение на якоре двигателя равно нулю, ампервитки управления, и, следовательно, выходное на пряжение усилителя б/цых являются наибольшими (точка А на характеристике рис. V-14).
В обмотках управления однополупериодных усилителей ток при этом не протекает, угол запаздывания зажигания равен нулю, ртутный выпрямитель открыт полностью, и ток возбуж дения двигателя максимальный.
<шсм — ампервитки смещения; <>:“у .В (С ) —ампервитки управ ления в точке В (С)
Следует оговорить, что амплитуда напряжения вторичных обмоток .трансформатора 1Т, питающего обмотки управления однополупериодных усилителей, должна быть меньше, чем на пряжение и выхл, и равна напряжению UBыхв магнитного уси лителя (рис. V-14), соответствующего точке В на линейной ча
сти характеристики.
Зона между точками В я А на рис. V-14 соответствует ре жиму наибольшего тока возбуждения: С ростом напряжения двигателя ампервитки управления уменьшаются. Следует так
Регулирование скорости изменением потока возбуждения |
101 |
выбирать параметры усилителя, чтобы точка В соответствовала примерно 95% номинального напряжения якоря. Таким обра зом, при возрастании напряжения двигателя от нуля до 95% номинального поле остается полным. Дальнейшее незначитель ное увеличение напряжения двигателя вызывает резкое умень шение напряжения магнитного усилителя. В управляющих об мотках однополупериодных магнитных усилителей появляется ток, что приводит к увеличению угла запаздывания зажигания и, соответственно, к уменьшению тока возбуждения двигателя. Точка С на рис. V-14 соответствует минимальному рабочему току возбуждения и номинальному напряжению двигателя.
Для обеспечения достаточной чувствительности регулятора поля должны быть выполнены следующие условия:
а) характеристика магнитного усилителя должна быть кру той;
б) отрезок ВС должен находиться на линейной части ха рактеристики;
в) ампервитки управления при напряжении двигателя, рав ном нулю, должны иметь возможно большее значение.
На выходе магнитного усилителя МУВ (см. рис. V-13) включены нагрузочные сопротивления 5С, 6С и сглаживающий фильтр 1Е.
Величина сопротивления 5С выбирается таким образом, чтобы при отсутствии напряжения на выходе магнитного уси лителя МУВ (например, при отключенном автомате АЭ) ток возбуждения двигателя во избежание разноса был минималь ным, соответствующим максимальной рабочей скорости. Со противление 6С (вместе с сопротивлением 5С) является нагру зочным к магнитному усилителю. Вентиль ВН исключает про текание тока управляющих обмоток однополупериодных усили телей через сопротивление 6С.
Фильтр 1Е служит для сглаживания пульсирующего напря жения магнитного усилителя; без этого возможно возникнове ние разных углов запаздывания зажигания для различных ано дов и неравномерное их горение. Установка сглаживающего фильтра приводит к уменьшению быстродействия. Однако для системы зависимого управления полем это не имеет значения, так как необходимое быстродействие регулирования скорости привода обеспечивается изменением якорного напряжения.
Сопротивление 4С предназначено для ограничения тока в цепи управления однополупериодных усилителей в случае, если сопротивление 5С будет закорочено.
Вентиль ВЗО служит для защиты от «опрокидывания» ре гулирования. Действительно, в процессе работы напряжение двигателя может превысить номинальное. При отсутствии вен тиля ВЗО ток в управляющей обмотке изменит направление,
102 |
Автоматические регуляторы скорости |
ампервитки станут отрицательными, и усилитель начнет рабо тать соответственно левой части характеристики, показанной пунктиром на рис. V-14. При повышении напряжения двигате ля будет увеличиваться ток возбуждения, что в свою очередь приведет к дальнейшему повышению напряжения (э.д. с.) дви гателя. В результате перенапряжения может возникнуть кру говой огонь на коллекторе. Вентиль ВЗО исключает протекание тока обратной полярности и появление отрицательных ампервитков. Следует отметить, что при желании применить магнит ное сравнение задающего напряжения с напряжением двига теля, вместо электрического, принятого в схеме рис. V-13, не обходимо взамен однотактного усилителя применять двухтакт ный, у которого при изменении полярности управляющих ампервитков меняется полярность выходного напряжения.
Конденсаторы 2Е, ЗЕ, ЕЗН служат для сглаживания выпря мленного напряжения. Назначение предохранителей 1ПП и 2ПП, вольтметра V, амперметра А, автоматов АВД, АФУ, АЭ, выпрямителей ВСМ и ВЗН, сопротивлений 7С, 8С, 9С и ЮС, трансформатора 2Т ясно из схемы рис. V-13 и не требует по яснений.
Силовые магнитные усилители
Применяя схемы с силовыми магнитными усилителями, можно обеспечить высокое качество регулирования.
Магнитный усилитель мощностью 20 кет, 400 в, предназна ченный для питания от сети частотой 1000 пер/сек, изготовлен ный в ФРГ для одного из проволочных станов [45], полностью открывался при испытаниях за время 0,019 сек. и закрывался за 0,012 сек. Усилитель трехкаскадный с мощностью управле ния 0,002 вт.
Исследования, проведенные на одном проволочном стане, показали, что при питании обмотки возбуждения прокатного двигателя мощностью 320 кет, 300 об/мин от силового магнит ного усилителя частотой 50 пер/сек получаются удовлетвори тельные показатели. Нагрузка двигателя при захвате заготовки возрастала от холостого хода до номинальной. Динамическое падение скорости было при этом равным 0,15%, а время вос становления— 0,34 сек., статическое падение скорости не на блюдалось. Регулирующие магнитные усилители состояли из нескольких каскадов [45] с частотой питающей сети 50 пер/сек.
Силовые магнитные усилители применены для питания об моток возбуждения [15] прокатных двигателей мелкосортных и проволочных станов в схемах зависимого управления полем на установках, смонтированных в СССР за последние годы.
Большие перспективы открываются в связи с освоением мощных германиевых выпрямителей на токи 50 а а более.
Автоматическое регулирование петли и натяжения |
103 |
4. Автоматическое регулирование петли и натяжения
Автоматическое регулирование скорости валков непрерыв ной группы клетей в функции положения или состояния про катываемого металла между клетями является наиболее же лательным.
Такой вид регулирования применяется, однако, для ограни ченного количества прокатных станов. Это объясняется трудно стями конструирования надежных устройств для контроля петли или натяжения.
А. Регулирование петли
П о л о с о в ы е и шт р и п с о в ы е с т а н ы . Применяется автоматическое управление петледержателями или петлевыми столами с помощью нагрузочных реле или фотореле. При входе полосы в последующую за петледержателем клеть подается ко манда на подъем петледержателя в полосовых станах и на его опускание в штрипсовых станах; в исходное положение петледержатель возвращается при выходе полосы из предыдущей клети.
С валом петледержателя могут быть сочленены реостаты или сельсины, воздействующие на скорость прокатных двигате лей. Если между клетями создается слишком большое натяже ние, то положение петледержателя приближается к горизон тальному и это приводит к увеличению скорости предыдущих клетей. Если, наоборот, возникает чрезмерная петля, то петледержатель занимает положение, приближающееся к вертикаль ному, и, соответственно, дается команда на понижение скорости предыдущих клетей. На одном тонколистовом стане было уста новлено, что наилучшее качество полосы получается при под держании угла поворота петледержателя, равного 30° по отно шению к горизонтальной плоскости. На этом стане, наряду с ре гулятором петли, применяются регуляторы скорости, обеспечи вающие точность поддержания скорости 0,1% [45].
П р о в о л о ч н ы е с т а ны. На некоторых проволочных ста нах предусматривается автоматический сброс прокатываемой полосы в карман, расположенный между черновой и чистовой группами клетей. Этот сброс осуществляется клапаном или ро ликом после входа полосы в первую чистовую клеть. Импульс дает фотореле.
На одном отечественном стане осуществляется автомати ческое управление в функции петли с помощью фотореле [15]. Применяется импульсное двухпозиционное управление, при ко тором контролируются крайние положения петли. Это осущест вляется с помощью двух фотоимпульсаторов, воздействующих на скорость прокатных двигателей.