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
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); |