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: 48

Скачиваний: 1

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

Влияние параметров привода на величины, падения скорости и петли 21

Решая эти уравнения, получаем функцию, определяющую ха­ рактер переходного процесса

Т

Се См Ф2

 

GD2

 

 

 

 

375

 

 

“ / ( т Н ’ - т г ■

<1М >

где Т = —----- электромагнитная постоянная времени якорной

R*

цепи;

о

GD"Ra

Ен

 

 

 

о =

-------- 3— =

----------

------- — электромеханическая постоян*

 

375СеСмФ*

375 Мн

 

*

 

ная привода;

 

 

 

 

 

 

/ н — номинальный

ток;

 

 

 

£„ — номинальная э.д.с.;

 

 

 

пн— номинальная

скорость;

 

 

 

Мн— номинальный

момент двигателя;

 

 

Си — постоянная двигателя.

то процесс

апериодический}

Если у вещественное

число,

если у мнимое число, то процесс колебательный.

 

Значение у =

0 является границей апериодического и колеба­

тельного процессов.

 

определить условия

апериодического

Исходя из этого, можно

процесса

 

 

 

 

 

 

 

 

1

> 0 ,

 

 

 

2Т

Г0

 

или —— < 0,25,

0

иколебательного процесса

-f > 0,25.

Величина отношения электромагнитной постоянной времени якорной цепи Т к электромеханической постоянной привода 0 определяет величину отношения динамического падения скорости

к статическому падению.

 

 

Анали­

На рис. II-5 эта зависимость изображена графически.

тические выражения

Д пл = f (Т, 0) и. -А ”д =

©

(Т , 6),

 

Д пс

рассматри-

приведенные в руководствах по электроприводу [10],,


22 Ударное приложение нагрузки

вать не

будем.

Характер колебательного процесса, возникаю-

щего при

Т

0,25, зависит от величины 0 и Т. Первая влияет

— >

 

0

 

на частоту колебаний, а вторая-— на время затухания.

Рассмотрим влияние параметров привода на характер пере­

ходного

процесса.

С о п р о т и в л е н и е я к о р н о й цепи. Сопротивление якор­

ной цепи

R„ способствует гашению энергии и затуханию колеба­

ний. Увеличение

R a приводит, однако, к возрастанию статиче­

ского падения скорости. Если это недопустимо или нежелательно,

Рис. II-5.

Отношение

ударного

падения

скорости к

статическому

/ Д «д\

*

~ -----

в функ-

 

 

 

V^

 

ции от отношения электромагнитной по­

стоянной к электромеханической

[38].*

А — зона апериодического

процесса;

Б — зона

 

колебательного

процесса

 

то необходимо уменьшить величину

R„, что приводит к колеба­

тельному процессу. В тех случаях,

когда приходится снижать R„,

необходимо применять специальные меры для уменьшения отно­ шения динамического падения скорости к статическому.

И н д у к т и в н о с т ь я к о р н о й цепи. Уменьшение индук­ тивности якорной цепи приводит к снижению в запаздывании на­ растания тока в якорной цепи. Это уменьшает динамическое па­ дение скорости и время затухания колебаний.

М а х о в о й моме нт . Увеличение махового момента умень­ шает величину динамического падения скорости, однако увели­ чивает время восстановления скорости. Увеличение махового мо­ мента по-разному сказывается на длине петли или на величине сжатия в зависимости от величины сопротивления якорной це­ пи R„: при сравнительно больших значениях R„ увеличение ма­ хового момента эффективно, при малых значениях Rя влияет мало.


Влияние параметров привода на

величины падения скорости и петли 23

С к о р о с т ь д в и г а т е л я .

Увеличение основной скорости

прокатного двигателя (при постоянной мощности и напряжении) приводит к уменьшению махового момента. Электромеханическая постоянная двигателя 0 при этом возрастает, что приводит к уменьшению динамического падения скорости. Последнее можно объяснить тем, что запас накопленной кинетической энергии воз­ растает пропорционально квадрату скорости и перекрывает уменьшение махового момента.

Для снижения динамического падения скорости непрерывные станы рекомендуется оборудовать высокоскоростными двигате­ лями [38, 31, 14].

Рас. П-6. Зависимость ударного падения скорости от размеров двигателя [38]:

К § — объемный показатель, пропорциональный D2l двига­ теля (D — диаметр якоря, / — длина як о р я );К 5 =* I соот­ ветствует двигателю нормального исполнения

Для американских двигателей построены кривые,, приведен­ ные на рис. П-6, из которых видно, что с ростом скорости удар­ ное падение скорости уменьшается [38].

П р и м е р . Динамическое

падение

'скорости двигателя

мощностью

1000

л. с. с основной скоростью 200 об/мин,

нормального исполнения ( K s ~

= 1

«а рис. П-6) равно

5,5°/о;

динамическое

падение скорости

двигателя

1000

л. с. с основной

скоростью 300

об/мин, нормального

исполнения

равно 4,7%.

Б. Применение регуляторов скорости при питании двигателей от сети

При питании двигателей от сети, т. е. от общих шин, автома­ тическое регулирование скорости можно осуществить либо в цепи якоря с помощью бустер-генераторов, либо воздействием на по­ ток возбуждения двигателей.


24

Ударное приложение нагрузки

На рис. II-7, а изображена упрощенная схема с бустер-гене­ ратором. Эта схема разработана и экспериментально проверена на макете Центральным конструкторским бюро (ЦКБ) Электро­ привод в 1949 г.

а

Рис. П-7. Регулятор скорости с бустер-генератором, электромашинным усили­ телем и сериесным трансформатором:

а упрощенная схема; б — расчетные кривые

скорости п

и

тока I двигателя

мощ*

ностыо 125 кет при работе без регулятора и

с

регулятором;

Д — двигатель; Б — бустер-

генератор; ТС —- сериесный трансформатор;

ЭМУ — электромашинный усилитель;

ТГ

гахогенератор; ОВЬ — обмотка возбуждения

бустер-генератора; I

и У /— обмотки управ­

ления ЭМУ; UQ— задающ ее напряжение

На рис. П-7, б приведены расчетные кривые изменения ско­ рости и тока в схеме с бустер-генератором при работе с регулято­ ром и без регулятора. Из этих кривых видно, что регулятор

Влияние параметров привода на величины падения скорости и петли 25

уменьшает статическое падение скорости на 40% и динамиче­ ское— на 26%.

Экспериментальные исследования регулятора показали, что скорость нарастания тока двигателя при применении регулятора увеличилась втрое, динамическое падение скорости уменьшилось примерно вдвое, время восстановления скорости составило при­ мерно 0,15 сек., т. е. результаты оказались лучше расчетных дан­ ных.

Значительное увеличение скорости нарастания тока в рас­ сматриваемой схеме достигнуто применением сериесного транс­ форматора ТС, первичная обмотка которого включается в якор­ ную цепь двигателя. Вследствие этого регулятор реагирует не только на отклонение скорости, но и на изменение тока двига­ теля.

Описанная схема была разработана ЦКБ Электропривод для редукционных и калибровочных трубопрокатных станов. Эти ре­ гуляторы в настоящее время не применяют, так как испытания показали, что качество труб получается удовлетворительным без работы регуляторов.

В связи с этим Всесоюзный трубный институт и Харьковское отделение ГПИ Тяжпромэлектропроект 1пришли к выводу, что на редукционных трубных станах старого типа регуляторы не требу­ ются. Можно предположить, что при прокатке с натяжением в станах нового типа, когда натяжение используется для регули­ рования толщины стенки трубы, регуляторы скорости, как ука­ зывалось в п. 5 гл. I, могут быть полезными.

Регулирование скорости двигателей изменением потока свя­ зано с преодолением значительной магнитной инерции обмотки возбуждения. Для получения требуемого быстродействия необ­ ходимо обеспечивать высокие форсировки.

Произведенные в 1954 г. в США расчеты с помощью элек­ тронных счетных машин показали, что применение быстродейст­ вующих регуляторов с электромашинными и магнитными уси­ лителями позволяет на многониточных проволочных станах при­ менять двигатели с нормальным маховым моментом [47, 53].

Особенно перспективным является ионное возбуждение дви­ гателей (с инвертированием), которое в настоящее время начи­ нает получать большое распространение. Исследования и испы­ тания, .произведенные по этому поводу Ленинградским проект­ но-экспериментальным отделением ГПИ Тяжпромэлектропро­ ект, дали положительные результаты. Расчеты и эксперименты показали, что время восстановления скорости после ударного приложения нагрузки составляет около 0,3—0,6 сек. Этот ре­ гулятор более подробно описан ниже в п. 3 гл. V.

1 С 1958 г. преобразовано в УюрГПИ Тянатро'МЭлакт|рап1роект.


26

Ударное приложение нагрузки

В. Блочная схема питания двигателей

Рассмотрим нашедшую широкое распространение схему ■блочного питания двигателя от ртутного выпрямителя.

Проведенный в разделе А данного параграфа общий анализ влияния параметров системы на величину динамического паде­ ния скорости остается в силе и для блочной схемы. Однако этой схеме присущ ряд особенностей, сильно влияющих на требова­ ния, которые следует предъявлять к прокатным двигателям. Ес­

ли при питании двигателя от сети уменьшение со­ противления и индуктивности якоря двигателя, а также увеличение махового момента при опреде­

rpg ленных условиях дают большой эффект, то при блочной схеме питания двигателя от ртутных вы­ прямителей этот эффект значительно ослабляется.

а) Уменьшение сопротивления якоря двигателя

При питании двигателя от сети омическое со­ противление сети относительно невелико. Поэтому суммарное сопротивление всей якорной цепи мало отличается от сопротивления якоря двигателя.

®ли лей от ртутных выпрямителей (РВ) сопротивПри блочной схеме питания прокатных двигате­

Рис. II-8.

якоря двигателя составляет небольшую часть обще­

го сопротивления якорной цепи системы трансфор­

Схема блоч­

ного

пита­

матор— ртутный

выпрямитель — двигатель. Это

ния

двига­

объясняется тем,

что эквивалентное сопротивление

теля от ртут­

ртутного выпрямителя относительно велико. Вслед­

ного

выпря­

ствие этого даже значительное уменьшение сопро­

мителя

тивления якоря двигателя практически мало сказы­

 

 

вается на суммарном сопротивлении якорной цепи. Рассчитаем эквивалентное омическое сопротивление контура

трансформатор — ртутный выпрямитель— двигатель

для одно­

линейной схемы питания, изображенной на рис. П-8.

Запишем

уравнения напряжений:

 

Ud. = Е„ + т я+ Д Unp+ Д £/, + Д Un + Д £/тр,

(II-6)

и ю = Ею + т я

(11-7)

Ud = Uдв + А £/,Пр»

(П-8)

где

Ud — выпрямленное напряжение холостого хода (при ми­

 

нимальном непрерывном токе нагрузки);