Файл: Солодухо Я.Ю. Автоматика электроприводов непрерывных станов горячей прокатки.pdf

вается с задающим напряжением; разность напряжений подает­ ся на вход усилителя У, управляющего ртутным выпрямите­ лем. Регулятор поддерживает равенство этих напряжений. На­

ртутного выпрямителя должно оставаться неизменным. Поэто­ му напряжение, снимаемое с потенциометра тахогенератора, также должно оставаться постоянным при увеличивающемся напряжении тахогенератора. Это осуществляется с помощью второй секции плоского контроллера ПК-2. При .полном поле обе секции находятся в положении а (рис. 111-2,а), при полно­ стью ослабленном поле — в положении б.

Обмотка возбуждения двигателя .может питаться не от се­ ти, а индивидуально, например, от ртутного выпрямителя. В этом случае секция плоского контроллера ПК-1 включается в цепь управления ртутного выпрямителя (рис. Ш-2, б).

С и с т е м а с з а в и с и м ы м у п р а в л е н и е м п о л я д в и г а т е л я

Упрошенная скелетная схема системы с зависимым управ­ лением поля изображена на рис. Ш-З, а. Якорь и обмотка воз­ буждения двигателя питаются соответственно от ртутных вы­ прямителей РВ и РВВ. Пока напряжение якоря ниже 95% но­ минального, ртутный выпрямитель РВВ открыт полностью и ток

Рис. Ш-З. Система управления прокатным двигателем с зависи­ мым управлением поля:

■о — упрощенная скелетная схема; б — зависимость тока возбуждения /„

и скорости двигателя л от его напряжения (обозначения на схеме приняты такие же. как на рис. Ш -2)

44 Системы питания и управления

возбуждения двигателя номинальный. Если напряжение двига теля превышает указанное значение, ртутный выпрямитель РВВ начинает запираться и поле двигателя ослабляется. Пол­ ный диапазон изменения поля обеспечивается увеличением на­ пряжения двигателя в пределах от 95 до 100% номинального. Кривые зависимости тока возбуждения и скорости двигателя от напряжения изображены на рис. Ш-З, б. Связь поля двига­ теля с напряжением якоря осуществляется магнитным усили­ телем МУВ.

Первоначальное регулирование скорости при приложенииили сбросе нагрузки и петлерегулировании осуществляется из­ менением якорного напряжения, что приводит с некоторым за­ паздыванием к соответствующему изменению потока возбуж­ дения. Таким образом, требуемое быстродействие достигается кратковременным -изменением якорного напряжения, а регули­ рование скорости в статическом режиме— изменением поля двигателя при практически постоянном напряжении. Уставка скорости двигателя выбирается потенциометром СР.

С р а в н е н и е с и с т е м у п р а в л е н и я

Сравнение зависимой и независимой систем управления по­ лем двигателя проведено для схем с индивидуальным питани­ ем обмоток возбуждения от ртутных выпрямителей (см. рис. III-2, б и рис. Ш-З).

Недостатком системы с независимым управлением является необходимость применения сдвоенных реостатов ПК-1■и ПК-2. Для повышения коэффициента мощности, как это будет видно из дальнейшего, приходится даже применять строенные реоста­ ты, механически связывая ПК-1, ПК-2 и СР.

Таким образом, зависимая система является более простой с точки зрения применяемого оборудования, что является наи­ более существенным достоинством этой системы. В остальном обе системы примерно равноценны, что видно из нижеследую­

щего рассмотрения их свойств.

1. К а ч е с т в о р е г у л и р о в а н и я с к о р о с т и . Стати­ ческое падение скорости в обеих системах одинаково при усло­

чительное перенапряжение на якоре, так как ртутный выпрями­ тель будет стремиться полностью открыться. Например, на од­ ном стане при номинальном напряжении 600 в и пусковом токе двигателя, составляющем около 50% номинального, напряже­

ние при пуске достигало 720 в [35]. Перенапряжения можно лег­ ко избежать уменьшением темпа пуска путем применения токо­ вой отсечки или формирования пуска контуром RC.

В системе с независимым управлением поля пуск происхо­ дит с неизменным полем и перенапряжение невозможно.

3. Т о р м о ж е н и е . При усилении поля в системе с неза­ висимым управлением полем э. д. с. двигателя может превзой­ ти допустимые пределы, если темп нарастания потока возбуж­ дения больше, чем темп замедления двигателя под действием момента холостого хода. Чтобы исключить перенапряжение, для быстрого снижения скорости обычно применяют лодтормаживание двигателя путем подключения сопротивления динами­ ческого торможения. Автоматическое включение контактора динамического торможения осуществляется с помощью магнит­ ного усилителя и реле, срабатывающих как только э. д. с. дви­ гателя становится выше напряжения ртутного выпрямителя и исчезает ток в якорной цепи [67].

Перенапряжение можно также исключить, если перемеще­ ние траверсы плоского контроллера ПК-1 (рис. Ш-2) будет до­ статочно медленным.

дует применять и при зависимой системе управления полем для уменьшения времени снижения скорости с максимальной до ос­ новной с 2—3 мин. до 15—20 сек. Это существенно, например, для .полосовых станов, на которых переход с одного сортамента на другой может происходить без остановки стана.

4. И с п о л ь з о в а н и е д в и г а т е л я и к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и . Для наилучшего использования двигателей желательно при всех нагрузках вести прокатку при номиналь­ ном напряжении на якоре двигателя.

В системе с независимым управлением полем постоянство скорости при увеличении нагрузки двигателя достигается повы­ шением напряжения, которое компенсирует падение напряже­ ния в сопротивлении якорной цепи. При скоростях выше основ­ ной оператор может вести прокатку при номинальном напря­ жении двигателя, пользуясь раздельными аппаратами для ре­ гулирования напряжения и тока возбуждения двигателя. Для обеспечения работы с номинальным напряжением при различ­ ных нагрузках требуется изменять напряжение при холостом

ходе (рис. Ш-4, а).

В системе с зависимым управлением поля напряжение на двигателе при изменении нагрузки, как указывалось выше, оста­

ется примерно постоянным, но оно зависит от степени ослабле­ ния ноля: при максимальной скорости — напряжение номиналь­ ное, а при основной составляет 95% номинального (рис. III-4, б).

S

Рис. Ш-4. Зависимость напряжения на якоре двигателя от тока нагрузки:

поле), и =0,95—при основной скорости (полное поле)

Un

Таким образом, в системе с независимым управлением поля при всех скоростях, кроме максимальной, двигатель может быть лучше использован по напряжению, чем в системе с зави­ симым управлением.

Можно ожидать поэтому, что средневзвешенный коэффици­ ент мощности в системе с независимым управлением поля бу­ дет на 2—3% выше (снижение напряжения на 1% приводит к снижению коэффициента мощности также примерно на 1%Т

Однако наблюдения показывают, что коэффициент мощно­ сти в системе с независимым управлением поля в некоторых случаях значительно ниже, чем в системе с зависимым управле­ нием. Это объясняется тем, что операторы часто ведут прокат­ ку с ослабленным полем двигателя при пониженном напряже­ нии. Для исключения этого можно -применять механически свя­ занные реостаты, управляющие напряжением двигателя и его полем. Реостаты должны быть устроены так, чтобы ослабление поля начиналось после достижения номинального напряжения. На некоторых станах такие реостаты уже применяют [48].

ГЛАВА IV

СЕТОЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РТУТНЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ

1. Особенности сеточного управления

Системы сеточного управления ртутными выпрямителями якорных целей прокатных двигателей непрерывных станов го­ рячей прокатки должны удовлетворять следующим требова­ ниям.

Для регулирования напряжения от 0 до 100% при индуктив­ ной нагрузке требуется изменять угол а от 90 до 0°.

При активной нагрузке для запирания ртутного выпрямите­ ля в отличие от индуктивной нагрузки угол запаздывания а должен превышать 90°. Выпрямленное напряжение определяет­ ся в этом случае по формуле

где т — число фаз.

На рис. IV-1, а представлена зависимость выпрямленного напряжения при холостом ходе от угла запаздывания зажига­ ния для случая, когда в цепи выпрямленного напряжения имеет­ ся достаточно большая индуктивность (кривая 7), -и для случая активной нагрузки (кривая 2) при схемах с шестифазнымипульсациями выпрямленного напряжения.

видно, что при индуктивной нагрузке и угле а = 90° выпрямлен­ ное напряжение равно нулю (горение анода при отрицательном напряжении объясняется наличием индуктивности), а при ак­ тивной нагрузке ртутный выпрямитель при угле а = 90° не бу­ дет заперт. Для запирания ртутного выпрямителя угол запаз­ дывания а должен составлять 120°.

В установках прокатных станов наибольшее распростране­ ние нашла схема выпрямления с уравнительным реактором, при

ключенном автомате двигателя выпрямленное напряжение бу­ дет составлять 50% полного напряжения.

В настоящее время в Советском Союзе эксплуатируется не­ сколько непрерывных прокатных станов, на которых при от­ ключении автоматов двигателей напряжение на ртутных выпря­ мителях составляет 300—400 в. На вновь проектируемых уста­ новках предусмотрено запирание ртутных выпрямителей при от­ ключении автомата, что осуществляется, например, исключени­ ем подачи отпирающих сеточных пиков.

2. В ы с о к о е б ы с т р о д е й с т в и е . Желательно, чтобы время реакции системы сеточного управления составляло не бо­

пыление сеток из-за ионного тока, появляющегося, если при го­ рящей дуге на сетку подается отрицательный потенциал. Завод «Уралэлектроаппарат» считает недопустимым применение систем сеточного управления с узким импульсом.

Вопрос распыления сеток пока недостаточно исследован.

4. К р у т и з н а н а р а с т а н и я о т п и р а ю щ е г о им­ п у л ь с а . Для четкой фиксации момента зажигания ртутного выпрямителя крутизна нарастания отпирающего импульса дол­ жна составлять не меньше 20—25 в на электрический градус.