2.2 Проектирование схемы электропривода рольганга

Для привода рольганга предусматривается выполнение автоматизированной замкнутой схемы построенной по принципу обратных связей с использованием принципа подчиненного регулирования.

Силовая часть схемы включает: автомат переменного тока, токоограничиваяющие реакторы для защиты всей цепи от перегрузки, реверсивный тиристорный преабразователь,использующийся для регулирования тока и напряжения, СИФУ для выдачи управляющего импульса на реверсивный тиристорный преабразователь, электродвигатель для привода роликов рольганга, тахогенератор для контроля оборотов двигателя.

Схема управления включает: автомат постоянного тока, токоограничивающие реакторы, тиристорный преабразователь, СИФУ, настроечный резистор обмотки возбуждения, предназначенный для пуска двигателя и реле минимального напряжения,которое исключает возможность самозапуска электродвигателя или работы его при резко пониженном напряжении сети.

2.3 Расчёт мощности приводного двигателя рольганга

Рольганг стана имеет индивидуальный привод роликов, поэтому расчёт проводится для одного ролика.

Таблица 1 - Исходные данные к расчёту мощности приводного двигателя рольганга

	Наименование величины	Обозначе- ние	Числовые значения	Единицы измерен.
1	Вес одного ролика	Gp	230	кг
2	Диаметр шейки ролика	dm	0,15	м
3	Коэффициент трения скольжения в подшипниках ролика	μm	0,008	-
4	Коэффициент трения металла о ролик при буксовании	Μб	0,3
5	Момент инерции двигателя	Jдв	1,4	кг•м2
6	Вес транспортируемой полосы, приходящийся на один ролик	Gm	40	кг
7	Коэффициент трения качения горячего металла по роликам	f	0,15	-
8	Диаметр ролика	dp	0,2	м
9	Диаметр цапфы	dw	0,05	м
10	Максимальная скорость транспортировки полосы	V max	3,8	м/с
11	Момент инерции рольганга	У	3	кг•м2
12	Момент инерции редуктора	Ур	1,8	кг•м2
13	Время цикла	Тц	170	с
14	Время работы под нагрузкой	tр	25	с
15	Время работы на холостом ходу	tхх	145	с

Момент холостогохода

Мхх = (Gр∙ dw /2) ∙ μ_m (1)

Мхх = (230∙ 0,05 /2) ∙ 0,008

Мхх = 0,046 кгм = 0,046 Нм

Полный момент статического сопративления (момент при транспортировке полосы)

Мс = (Gр + G_m) ∙ d_w/2 ∙ μ_{m +} G_m ∙ f ∙ 10-² (2)

Мс = ((230 + 40) ∙ 0,05 / 2 ) ∙ 0,008 + 40 ∙ 0,15 ∙ 10-²

Мс = 0,114 кгм = 1,14 Нм

Статический момент при буксовании

Мсб = [(G_{p +} G_m) d_w∙ μ_{m +} G_m∙ Μ_б ∙ d_p]/2 (3)

Мсб = [(230 + 40) ∙ 0,05 ∙ 0,008 + 40 ∙ 0,3 ∙ 0,2 ] /2

Мсб = 1,25 кгм = 12,5 Нм

Критическое ускорение

А_кр = Μ_б ∙ g (4)

Где g- ускорение свободного падения

А_кр = 0,3 ∙ 9,81

А_кр = 2,94 м/с²

С целью исключения проскальзывания при движении полосы по роликам линейное ускорение роликов и полосы принимаем : а = 1,2 м/с²

Динамический момент двигатля

Мдин = 2а [( Jp + Jпол) / dp + Jдв / dp] (5)

Момент инерции полосы, приведенный к оси ротора

Jпол = G_m+dр² / 2 (6)

Jпол = 40 ∙ 0,2² / 2

Jпол = 0,8 кг м²

Определяем момент инерции ролика

Jp = Mp ∙ dр² / 2 (7)

Jp = 240 ∙ 0,2² / 2

Jp = 4,8 кг м

Подставим полученные значения в формулу (5) динамического момента

Мдин = 2а[ ( Jp + Jпол) / dp + Jдв / dp]

Мдин = 2 ∙ 1,2 [( 4,8 + 0 ,8 )/ 0,2 + 1,4/0,2]

Мдин = 84, кг м

Полный момент двигателя при ускорении движения

Мε=Мс+Мдин (8)

Мε = 0,114 + 84

Мε = 84,114 кгм

Скорость вращения роликов

Пр = 60 ∙ Vmax / π ∙ d_p (9)

Пр = 60 ∙3.8 / π ∙ 0,2

Пр = 362 0б/мин

Определяем мощность развиваемую двигателем при пуске

Рпуск = Мε ∙ Пр /975 (10)

Рпуск = 84,114 ∙ 362 / 975

Рпуск = 31,2 кВт

Определяем мощность двигателя в установившемся режиме. Принимаем коэфициент перегрузки двигателя τ = 2

Рдв = Рпуск / τ (11)

Рдв =31,2 /2

Рдв = 15,6 кВт

Выбираем двигатель постоянного тока независимым возбуждением типа Д41

Наименование	Обозначение	Ед. изм.	Числ. знач
Номинальная мощность	Pн	кВт	16
Номинальное напряжение	Uн	В	440
Номинальный ток	Iн	А	40
Номинальная скорость двигателя	Пн	об/мин	700
Продолжительность включений	ПВ	%	-
Момент инерции двигателя	Jд	кг∙м²	0,8

Определяем угловую скорость вращения двигателя

Wн = 2π ∙ Пн /60 (12)

Wн = 2 ∙ 3,14 ∙ 700/60

Wн = 73 рад/с

Определяем номинальный момент двигателя

Мн=Рн∙10³/Wн(13)Мн = 10³ ∙ 16/ 73=220Нм

Мн = 220 Нм

Проверка двигателя по перегрузочной способности.

Проверяем двигатель по перегрузочной способности

Ммах = 2 Мн (14)

Ммах = 2 ∙ 220

Ммах = 440 Нм

Максимальный момент больше, чем статический момент при буксовании

Ммах > Мсб, т.е. двигатель удовлетворяет условиям перегрузки.

Разгон отводящего рольганга осуществляется один раз в час:

- в самом начале работы, и после остановки, вызваной устранением заклинивания полосы;

- разгон может осуществляться с полосой, а первоночальный разгон производится без полосы;

- обычное время цикла – время работы под нагрузкой t_р ;

- через 3-4 мин прокатка возобновляется.

Проверка двигателя по нагреву

Проверку двигателя осуществляем по условию:

Мэк < Мн

Момен сопротивления Мс определен по формуле (2),

момент холостого хода определен по формуле (1)

__________________

Мэкв=√(Мс²∙tp+M²xx∙tхх)/Тц (15)

_________________________

Мэкв = √( 0,114² ∙ 20 + 0,046² ∙ 145) /170= 0,04 Нм

Мэкв = 0,04 Нм

Номинальный момент двигателя Мн больше, чем эквивалентный момент Мэк, следовательно двигатель удовлетворяет условиям нагрева.