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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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)