2 Специальная часть

2.1 Выбор рода тока и величины напряжения электропривода петледержателя

Петледержатели поднимаются из исходного положения в рабочее только при наличии полосы в межклетевом промежутке, т.е. при его подъеме надо преодолевать вертикальную составляющую силы натяжения.

Следовательно, разгон будут происходить при наличии момента сопротивления. Само регулирование при наличии полосы должно быть быстродействующим. Когда полоса выходит из клетьевого промежутка петледержатель должен опускаться до исходного состояния.

Можно сделать вывод, что для управления петледержателем нужен реверсивный тиристорный преобразователь постоянного тока. Это обеспечит плавность регулирования и высокое быстродействие. Системы электроприводов постоянного тока с тиристорными преобразователями хорошо встраиваются в системы автоматического регулирования и надежно работают. Специально для них разработаны принципы систем подчиненного регулирования. Для питания электродвигателей петледержателя подходит напряжение постоянного тока 220 В. Двигатель постоянного тока надо выбрать из краново-металлургической серии, которая специально рассчитана на работу в тяжелых условиях.

2.2 Расчёт и выбор электродвигателя для привода петледержателей

Таблица 1- Исходные данные

Наименование параметра	Букв. обозначение	Числовое значение	Ед. изм.
Момент сопротивления на валу механизма	Мс1	14500	Нм
Момент сопротивления на валу механизма	Мс2	10800	Нм
Скорость вращения рабочего механизма	ωр	11	р/с
КПД передачи	η	0,93	-
Продолжительность включения	ПВМ	38	%
Время работы	tp2	26	с
Время работы	tp2	185	с
Момент инерции механизма	ЈР1	50	кгм2
Момент инерции механизма	ЈР2	15	кгм2

Предварительный расчёт мощности двигателя

Статический эквивалентный момент на валу механизма

(1)

Эквивалентная мощность на валу механизма

; (2)

Эквивалентная мощность на валу двигателя

(3)

Расчётная мощность на валу двигателя

(4)

где К_з – коэффициент запаса, предварительно берётся от 1,2 до 1,3;

Приведение расчётной мощности к стандартной

(5)

где ПВ_ст – стандартная продолжительность включения,

ПВ_ст = 40%;

По справочнику производим выбор двигателя, удовлетворяющего условию

Таблица 2 – Паспортные данные двигателя Д818

Номинальный параметр	Обозначение	Ед. изм.	Число
Номинальная мощность	Pн	кВт	185
Напряжение	U	В	220
Номинальный ток	Iн	А	840
Номинальная скорость двигателя	nн	об/мин	470
Продолжительность включений	ПВ	%	40
Момент инерции двигателя	Jд	кг∙м²	26

Номинальный момент двигателя

(6)

где ω_н =2πn_н/60;

+

Время цикла

(7)

где t_p = t_p1+t_p2;

Передаточное число

(8)

Приведение статических моментов к валу двигателя

(9)

Приведенные моменты инерции системы

(10)

(11)

где J_пр1 и J_пр2 – приведенные к валу двигателя моменты инер­ции системы при моментах нагрузки М_с1 и М_с2;

σ – коэффициент, учитывающий момент инерции переда­точного устройства, σ = 1,02 ¸ 1,05;

J_д – момент инерции двигателя;

J_см1 и J_см2 – момент инерции соединительных муфт.

J_см1=(0,05¸0,1)J_д; (12)

J_см2=(0,05¸,01)J_р1. (13)

Для расчёта принимается σ =1,035; J_д=26 кг∙м²;

Определение времени пуска и торможения при полу­ченных значениях моментов инерции

(14)

(15)

(16)

(17)

Проверка двигателя по перегрузочной способности. Определение пусковых и тормозных моментов

(18)

(19)

(20)

(21)

Проверяем выбранный двигатель по перегрузочной спо­собности из условия

М_max £ Мmax двиг,

где М_max – наибольшее значение момента сопротивления, М_max=7500 Нм;

7500 Нм < 7520 Нм

откуда делаем вывод, что выбранный двигатель по пере­грузочной способности проходит.

Определение эквивалентного момента для проверки вы­бранного двигателя по нагреву

(22)

Проверяем выдранный двигатель по нагреву из условия

М_экв < М_ном;

3470 Нм < 3760 Нм;

Выбранный двигатель удовлетворяет условиям нагрева.

2.3 Выбор тиристорного преобразователя для привода

петледержателя

Мощность преобразователя должна быть несколько больше мощности выбранного двигателя . Рном дв = 185 кВт

Выбирается шестипульсный преобразователь типа КТЭ мощностью Рпр = 200 кВт. Номинальный ток - 1000 А. Номинальное напряжение – 220 В. Преобразователи типа КТЭ современные, имеют блочную структуру и естественный способ охлаждения (нет вентиляторов). Управление группами тиристоров Вперед и Назад раздельное. Это позволяет отказаться от громоздких уравнительных реакторов, что удешевляет стоимость преобразователя.

2.4 Описание работы системы управления

В графической части на листе 1 представлен вид чистовой группы стана горячей прокатки . В её состав входят пять чистовых клетей и участок смотки рулонов. В межклетевом промежутке находятся петледержатели. Петледержатель в первом меж­клетевом промежутке приводится в движение одним двигателем постоянно­го тока, а в остальных- одним двигателем постоянного тока через редуктор.

Двигатель постоянного тока (краново-металлургической серии) питается от реверсивного тиристорного преобразователя , где происходит преоб­разование переменного тока в постоянный. Для управления тиристорным преобразователем схема содержит систему импульсно-фазового управления (СИФУ). С помощью шунта RS₁ cнимается сигнал тока в цепи якоря и поступает на датчик тока ДТ, откуда подается в регулятор тока.

Обмотка возбуждения двигателя питается от тока че­рез нереверсивный тиристорный преобразователь. Снимаемый показатель тока с шунта RS₂ поступает на датчик тока возбуждения.

Функциональная схема системы автоматического регулирования на­тяжения (САРН) представлена на листе 2. При входе металла в переднюю клеть межклетевого промежутка на вход контура положения РП поступает линейно нарастающий сигнал sin β_max^* и петледержатель начинает подниматься, в качестве сигнала обратной связи используется сигнал sin β от сельсина-датчика. На выходе формируется задание на ток двигателя петледержателя. В процессе подъёма регулятор положения РП входит в отсечку определяемую величиной I_зад* размыкается контур регулирования положения и вступает в действие контур регулирования момента, т.е, в этом режиме момент петледержателя постоянен. На листе 3 представлено взаимодействие системы автоматического регулирования натяжения (САРН) и системы автоматического управления скоростью чистовых клетей (САУС) .