книги из ГПНТБ / Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки

лы тока возбуждения двигателей. В схеме управления стана предусматривают цепи контроля и регулирования электрических параметров двигателей. Контроль на­ грузки двигателей осуществляют путем сравнения па­ дений напряжения на компенсационных и дополнитель­ ных обмотках полюсов двигателей, выравнивание нагрузок двигателей — воздействием иа их токи воз­ буждения с помощью обмотки управления 3 магнитного усилителя 1МУ, включенной иа разность падений на­ пряжений. При низких скоростях прокатки, когда вы­ равнивание нагрузок двигателей воздействием на их возбуждение неэффективно, нагрузки регулируют пу­ тем воздействия на возбуждение генераторов (на напря­ жение двигателей). По мере увеличения скорости про­ катки (выше основной) это воздействие ослабляют вве­ дением в цепь обмотки управления 2 магнитного усилителя 2МУ добавочного сопротивления. При по­ мощи обмотки управления / того же магнитного усили­ теля 2МУ, которая включена на разность напряжений генераторов, осуществляют выравнивание их напряже­ ний воздействием на возбуждение.

Компенсацию разности диаметров валков стана при

1МУ, воздействующего на возбуждение двигателей. Об­ мотка управления 5 этого усилителя обеспечивает ба­ ланс сил тока возбуждения двигателей.

В последние годы в связи с достижениями электро­ технической промышленности, полупроводниковой тех­ ники и теории автоматического регулирования все боль­ шее применение для управления электроприводами станов находят тиристорные преобразователи, которые применяют как для питания якорных цепей двигателей, так и их обмоток возбуждения.

Ниже приведены схемы электропривода широкопо-

43

лосных многовалковых станов холодной прокатки с ис­ пользованием тиристорных преобразователей и систем подчиненного регулирования электроприводов.

Фирма Jnnocenli (Италия) поставила механическое оборудование для стана Ново-Липецкого металлурги­ ческого завода с рабочими валками диаметром 152 мм. Стан предназначен для холодной прокатки полосы трансформаторной стали шириной 600—1070 мм и ко­ нечной толщиной 0,20—0,35 мм с максимальной скоро­ стью 10,0 м/с. Электрооборудование для этого стана выполнено фирмой МагеШ (Италия).

Привод рабочей клети стана — групповой, осущест­ вляется от трех двигателей постоянного тока мощностью по 1030 кВт, напряжением 700 В, скоростью вращения 250/550 об/мин. Валы двигателей соединены последова­ тельно, а якорные цепи включены параллельно и пита­ ются от реверсивного тиристорного преобразователя, собранного по встречно-параллельной схеме. Тиристорный преобразователь состоит из двух пар параллельно работающих секций «вперед» и «назад». Каждая сек­ ция рассчитана на выпрямленное напряжение 750 В и длительную силу тока 2400 А.

Система автоматического управления электроприво­ дом рабочей клети обеспечивает разгон и замедление вращения валков стана с изменением скорости по ли­ нейному закону и поддержание заданной скорости про­ катки. Кроме того, предусмотрена работа привода в ре­ жиме толчка. Система выполнена двухзонной, с зависи­ мым ослаблением потока возбуждения прокатных двигателей при скоростях выше основной. Система включает в себя задатчик и регулятор скорости прокат­ ки, воздействующий на якорное напряжение прокатных двигателей, а также регулятор э. д. с , воздействующий на поток возбуждения двигателей.

Функциональная схема задатчика скорости прокатки изображена на рис. 31.

При входе усилителя рассогласования 2 сравнивают­ ся два сигнала, один из которых поступает с реостата выбора величины скорости /, а второй — с выхода ин­ тегратора 3 через инвертор 4. Усилитель рассогласова­ ния состоит из двух последовательно соединенных опе­

44

отличен от нуля, то на входе появляется постоянный по величине сигнал, равный уровню ограничения. Этот сигнал поступает на вход интегратора 3. Сигнал на вы­ ходе интегратора изменяется по линейному закону п по-

лятора скорости прокатки, обусловливая изменение ско­ рости прокатки с заданным темпом ускорения (замедления). При равенстве сигналов на входе усили­ теля рассогласования напряжение на его выходе умень­ шается до нуля. На выходе интегратора при этом уста­ навливается постоянное по величине напряжение, опре­

дающие информацию в схему управления станом об ус­

45

жит: пропорциональный регулятор напряжения, пропор­ ционально-интегральный регулятор тока с ограничением первой производной силы тока якоря и пропорциональ­ но-интегральный регулятор скорости. Каждая из двух параллельно работающих секций тиристорных преоб­ разователей снабжена своим комплектом регуляторов

Рис. 33. Функциональная схема регулятора э. д. с. приводных двигателей валков:

возбужденна

47

напряжения и силы тока, а регулятор скорости является общим для обеих секции.

Ослабление потока возбуждения прокатных двигате­ лей при скоростях вращения выше основной, а также выравнивание нагрузок двигателей осуществляется ре­

тегральиым с ограничением выходного сигнала. Контур регулирования э. д. с. замкнут по э. д. с. двигателя Д\, а величина потоков возбуждения двигателей Д2 и Дз корректируется из условия равенства нагрузок двига­ телей пропорциоиалы-ю-иитегральными регуляторами выравнивания нагрузок 6.

В последнее время фирма Demag (ФРГ) совместно с фирмой Siemens (ФРГ) сдали в эксплуатацию на за­ вод в г. Гейсвейде стан с рабочими валками диаметром 88,0 мм для холодной прокатки полосы из нержавеющей стали максимальной шириной 1550 мм и конечной тол­ щиной 0,30 мм с максимальной скоростью 7,5 м/с.

Привод валков стана осуществлен от двух двигате­ лей постоянного тока мощностью по 3150 кВт, скоро­ стью вращения 400/600 об/мин, напряжением 800 В, си­ лой тока 4.170 А. Валы двигателей соединены последо­ вательно..

48

ние нагрузок приводных двигателей осуществляется пу­ тем воздействия на регулятор силы тока якоря.

Из приведенного выше следует, что в последнее вре­ мя значительно увеличивают рабочие скорости, достига­ ющие при прокатке низкоуглеродистой стали 10—12 м/с, а при прокатке нержавеющей стали 7,5 м/с. Увеличение исходной толщины полосы, массы рулона и скоростей прокатки влечет за собой повышение мощности двигате­ ля валков до 5000—6300 кВт. Широкое применение для питания двигателей валков находят тиристорные преоб­ разователи и системы подчиненного регулирования.

Г л а в а I I I ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

ДВИЖЕНИЯ ПОЛОСЫ И ВАЛКОВ ПРИ РАБОТЕ СТАНА

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Применение привода опорных валков дает ряд суще­ ственных преимуществ работы прокатного стана. Одна­ ко имеются- и недостатки, к числу которых в первую очередь следует отнести пробуксовку рабочего валка по опорному. Известно, что через контактные поверхности двух соприкасающихся цилиндров можно передать ог­ раниченный вращающий момент.

Опыт освоения первых промышленных станов с при­ водом через опорные валки показал, что имеются слу­ чаи, когда величина предельного момента, передаваемо­ го через контактирующие цилиндрические поверхности, оказывается недостаточной для обеспечения удовлетво­ рительного протекания процесса прокатки. Возникают пробуксовки, исключающие возможность нормальной эксплуатации стана.

Причиной этого явления могут быть: принятые схе­ мы обжатий и натяжений полосы, непрерывно меняю­ щиеся условия работы в зоне деформации, приводящие

N

к асимметричной загрузке приводных двигателей верх­ него и нижнего валков и ошибочный выбор параметров электропривода.

Существенно также, что процесс прокатки тонких и тончайших лент проходит при высоких удельных натя­ жениях, оказывающих серьезное влияние на давление металла на валки, момент прокатки и опережение ме­ талла. Заднее натяжение увеличивает загрузку главно­

го привода, а переднее — снижает. От соотношения этих параметров в значи­ тельной мере зависит вели­ чина опережения S, которая, как будет показано ниже, является определяющей при выборе допустимого диапа­ зона изменения относитель­

О 5 ных окружных скоростей верхнего и нижнего привод­ ных валков. Изменение опе­ режения в процессе прокат­ ки носит сложный характер. Использование электронных вычислительных машин при обработке результатов тео­

ретических и экспериментальных исследований сущест­ венно расширило познания о количественных изменениях опережения. Прежде всего можно утверждать, что нет строгой аналитической зависимости для вычисления опе­ режения. Изменение этой величины лучше всего харак­ теризовать областью рассеяния. Это позволяет избежать ряд ошибок при выборе параметров индивидуального привода опорных валков. На рис. 35 показаны экспери­ ментальные кривые, поясняющие влияние. разности удельных натяжений на величину опережения при раз­ личных обжатиях. Приведенные кривые указывают на большой диапазон рассеяния величины 5 при одних и тех же технологических параметрах.

К сожалению, не только технологические параметры оказывают существенное влияние на выбор парамет­ ров привода и управления. Имеются и другие причины. Например, при индивидуальном приводе валков воз­ можны случаи разбега двигателей по различным зако­ нам. В результате этого процесс прокатки будет прохо-.

50