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: 43
Скачиваний: 1
Групповой и индивидуальный привод клетей |
15 |
Для обеспечения качественной прокатки на непрерывных ста нах сложных фасонных профилей необходимо решить две проб лемы:
а) разработать и внедрить надежные петлеобразующие уст ройства для прокатки профилей, для которых допускается обра зование петли при спокойном ее состоянии;
б) исследовать значения напряжений, при которых не иска жается профиль изделий, если не допускается образование пет ли; разработать устройства для непрерывного контроля натяже ния в движущемся горячем прокате (желательно с автоматиче ским воздействием на скорость прокатных двигателей).
6. Групповой и индивидуальный привод клетей
Групповой привод был сравнительно широко распространен в 30-х годах. Это объясняется главным образом меньшей стои мостью этих приводов по сравнению с индивидуальными. При групповом приводе прокатка возможна только с натяжением или
сподпором. Прокатка с петлей неосуществима.
Внастоящее время групповой привод все более вытесняется индивидуальным. Вначале был введен индивидуальный привод
на чистовых клетях. У новых непрерывных станов в большинстве случаев предусматривают индивидуальный привод даже черно вых групп. Это объясняется следующими недостатками группо вого привода:
1)трудностью калибровки валков и настройки стана [23];
2)необходимостью строгого подбора диаметров валков, что увеличивает парк валков;
3)ограничением сортамента; так как скорости клетей жест ко связаны, можно менять лишь число пропусков (т. е. коли чество работающих клетей);
4)невозможностью прокатки с образованием петли. Несмотря на указанные недостатки, для современных высоко
скоростных проволочных станов все же применяют групповой привод. Это объясняется сравнительно узким сортаментом про волочных станов и тем, что при групповом приводе и общей мно гониточной чистовой линии стан получается компактным и де шевым.
ГЛАВА II
УДАРНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ НАГРУЗКИ
1. Динамическое падение скорости
При входе металла в валки происходит внезапное, или удар ное, приложение нагрузки к двигателю. При анализе этого явле ния обычно принимают, что нагрузка возрастает мгновенно (в. действительности приложение нагрузки происходит в течение' некоторого времени).
Рассмотрим явления, сопровождающие ударное приложение нагрузки к валу двигателя постоянного тока, питаемого от сети. Предположим, что в момент t0 внезапно приложена нагрузка Миагр (рис;. П-1). Вследствие этого снижается скорость двига-' теля, что приводит к уменьшению его э. д. с.
Индуктивность цепи якоря замедляет нарастание тока. По-' этому при уменьшении скорости на величину статического паде-, ния скорости Дпс в момент времени крутящий момент и ток дви
гателя еще не достигают статических величин УИС и / с, недоста-, ток момента восполняется энергией, накопленной во вращаю щихся маховых массах, и скорость двигателя продолжает умень шаться.
Крутящий момент и ток достигают статического значения в момент времени t2. Равновесие, однако, в этот момент не насту-: пает, так как скорость двигателя падает ниже пс. Момент и ток продолжают возрастать, что вызывает увеличение скорости двигателя. В момент времени t3 скорость достигает значения п , но
так как крутящий момент и ток двигателя превышают Мс и / с, то скорость двигателя продолжает увеличиваться. В момент вре мени 14 крутящий момент и ток двигателя уменьшаются до зна
чений Мс и / с, и нарастание скорости прекращается. Вслед за этим скорость начинает падать. После нескольких колебат:г процесс заканчивается.
Падение скорости Дпд в момент времени t2 называется динимическим, или ударным, падением скорости.
Явление динамического падения скорости имеет особое з^ г, чение для непрерывных станов в связи с необходимостью пол.--
Динамическое падение скорости |
17 |
держания постоянства секундного объема металла, проходящего через каждую клеть.
Если скорость двигателя |
предыдущей клети — пи последую |
||
щей— п2, то на основании выражений (1-1) и (1-2а) |
можно за |
||
писать для установившегося |
режима |
(II-1) |
|
lu — krii, |
|||
где |
PKi |
|
|
г1 |
(II-2) |
||
FzDK2(+IS2)/1 |
|||
|
Рис. II-1. Явление динамического падения скорости при внезапном при ложении нагрузки:
— кривые переходного процесса; |
б — механическая характеристика двигателя |
постоянного тока |
с независимым возбуждением |
Цля предотвращения чрезмерного растяжения или сжатия ме ла необходимо, чтобы это равенство приблизительно выдералось и в переходных режимах.
JaccMOTpHM процесс входа заготовки в клеть 2 (рис. II-2). 10жим, что к этому моменту времени двигатель клети 1 раает уже с установившейся скоростью, а двигатель клети 2
Jan as 1771
18 |
Ударное приложение нагрузки |
|
вращается со скоростью холостого хода |
«2ххНа участке tot) |
скорость валков клети 2 больше скорости заготовки и возникает растяжение. Это импульсное растяжение имеет значение при прокатке с натяжением, о чем будет сказано далее. На участке t)t2 создается сжатие. При прокатке полос и профилей малого се чения сжатие приводит к образованию петли. Длина петли опре деляется площадью, ограниченной переходной и установившей ся кривыми скорости. При апериодическом процессе (рис. П-3,а)
возникает только усилие |
растяжения. |
( клеть 1 |
Клеть 2 |
|
Рис. II-2. Изменение |
скорости |
вращения |
валков клети 2 при |
|
|
|
входе заготовки |
|
|
|
Требования технологии при ударном |
приложении |
нагрузки |
|||
ограничивают длину |
петли, |
зависящую от двух |
факторов |
||
(рис. II-2): |
|
|
|
|
|
а) |
от величины динамического падения скорости Ап\ |
|
|||
б) |
от времени восстановления скорости |
(£>— ^i). |
|
Если время восстановления скорости мало, то при заданной длине петли можно допускать сравнительно большое динамиче ское падение скорости и наоборот.
Рассмотрим конкретные виды прокатки.
П р о к а т к а с о б р а з о в а н и е м петли. В этом случае, как было установлено в гл. I, для современных станов желатель на очень высокая точность поддержания скорости. При высокой точности поддержания скорости ее динамическое падение всегда будет превосходить статическое.
Динамическое падение скорости |
19 |
Динамическое падение скорости при прокатке с образованием петли в некоторой степени благоприятно, так как способствует естественному образованию начальной петли при входе полосы
в клеть. |
с натяже |
П р о к а т к а с н а т я ж е н и е м . Для прокатки |
|
нием обычно желательно (как было показано в гл. I) |
применять |
двигатели с мягкой характеристикой. Однако в этом случае при входе полосы в валки возникает дополнительное натяжение при уменьшении скорости от холостого хода до скорости прокатки (рис. П-З, а).
Рис. П-З. Характер изменения скорости 'Прокатки:
о — апериодический: б — колебательный
Объективные данные о роли этого натяжения отсутствуют. Принято считать его нежелательным. Однако можно думать, что
внекоторой степени дополнительное .натяжение полезно, так как обеспечивает меньшее утолщение переднего конца полосы, полу чающееся при прокатке с натяжением, о чем говорилось выше,
вгл. I. Установлено, например, что на полосовых станах утолще ние переднего конца полос вообще может отсутствовать. Это можно объяснить благотворным действием импульсных натяже ний в переходных режимах в каждой клети.
С в о б о д н а я п р о к а т к а |
или п р о к а т к а |
б е з |
о б |
|||
р а з о в а н и я п е т л и и |
без |
н а т я ж е н и я . |
Прокатка |
без |
||
образования петли и без натяжения (более правильно, |
с образо |
|||||
ванием очень малой петли и очень малым натяжением) |
жела |
|||||
тельна для чистовых клетей |
сортовых станов. |
В этом |
случае |
требуется минимальная величина статического падения скорости, минимальная величина динамического падения скорости и высо кое быстродействие.
Для предотвращения образования петли операторы на некото рых мелкосортных станах, оснащенных несовершенными регуля-
2*
20 |
Ударное приложение нагрузки |
торами, при захвате каждой полосы повышают скорость послед ней клети, а затем после захвата снижают ее до нормальной.
В ряде случаев удается избежать ручного вмешательства, если заготовки задаются в стан без разрыва. Так как скорость клети при выходе заготовки при сбросе нагрузки кратковременно повы шается и превосходит скорость прокатки, примерно равную скороста холостого хода, то захват следующей заготовки происходит
при повышенной скорости.
Рис. II-4. Желательный вид кривой зависимости скорости (п) от тока
(/) при свободной прокатке
Для облегчения работы опера тора желательно, чтобы привод при холостом ходе работал с по вышенной скоростью. Скорость прокатки должна при этом под держиваться с высокой точностью. Этим требованиям отвечает ха рактеристика двигателя, пред ставленная на рис. П-4. Ее уча сток 1—2 — наклонный, участок 2—3 параллелен оси абсцисс.
2. Влияние параметров электропривода на величины динамического падения скорости и петли
А. Динамическое падение скорости при питании двигателя от сети и отсутствии регуляторов скорости
Рассмотренный ранее физический процесс, связанный с удар ным приложением нагрузки, характеризуется следующими двумя дифференциальными уравнениями равновесия электрической.це пи якоря двигателя и механической системы электропривода:
Uc = C ^ n + I R a + L - ^ - ,
GD2 |
dn = М — МС, |
375 |
dt |
где Uc — напряжение сети; |
/ — ток; |
сопротивление якорной цепи; |
|
Дя — омическое |
||
Ф — поток; |
|
|
п — скорость; |
двигателя; |
|
Се — постоянная |
||
L — индуктивность якорной цепи; |
||
GD2— суммарный |
маховой |
момент привода; |
М — момент двигателя; |
нагрузки. |
|
Мс— статический момент |
(П-3)
(П-4)