Добавить статью в Кабинет

Особенности электропривода металлургического оборудования

06/12/2016 Автор:

metall_mail_new_image_big_11

Главный электропривод клетей станов холодной прокатки бесшовных труб имеет неравномерный периодический график нагрузки рабочего органа. Это обстоятельство приводит к завышению установленной мощности силового оборудования. Электроприводы станов рассматриваемой группы реализованы на базе электроприводов постоянного тока, в которых значительная часть электрических потерь связана с переменными потерями в двигателе. Актуальность вопроса модернизации, учитывая значительную производительность и мощность силового оборудования, диктуется тем обстоятельством, что большинство станов работают со старыми схемами управления. За счет прогресса элементов электропривода, способов и систем управления становится возможным оценить ресурсы энергосбережения в электроприводе для данных типов станов.

На станах рассматриваемой группы главные электроприводы клетей на сегодняшний день реализованы на базе электроприводов постоянного тока, построенных по принципу подчиненного регулирования. Среди смежных исследований, направленных на повышение энергоэффективности прокатных станов, можно выделить работу, основанную на снижении запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя за счет автоматической коррекции ЭДС двигателя при отклонениях напряжения сети и как следствие снижение потребления реактивной мощности. Объектом в данном случае выступал широкополосный стан горячей прокатки.

Исторически сложилось так, что вопросы экономии электроэнергии и снижения затрат на силовое оборудование решались в рамках разомкнутых систем электропривода установкой маховика. В приводится методика типовых расчетов выбора маховика электроприводов прокатных станов разного типа, имеющих периодическую нагрузку. Вместе с тем на ряде предприятий имеются электроприводы станов холодной прокатки бесшовных труб, не имеющие маховиков, установленных в кинематической цепи электродвигателя.

В качестве еще одного варианта решения данного вопроса можно привести искусственное смягчение механической характеристики в электроприводах мощных реверсивных станов горячей прокатки, где применялась система генератор-двигатель, а для вращения генератора использовался асинхронный двигатель с фазным ротором (агрегаты Ильгнера). Таким образом обеспечивалось снижение импульсов нагрузки на питающую сеть в моменты нахождения металла в валках. Прокатка на станах холодной прокатки труб носит периодический характер, обеспечивающий неравномерность момента нагрузки для электропривода в течение цикла.

Технологический процесс, требующий подачи и поворота заготовки, предполагает отсутствие металла в валках, поэтому прокатный инструмент изготавливается таким образом, что в начальном и конечном положениях при прокатке образуется зев между валками.

С точки зрения экономии электроэнергии, особенно с учетом достижений силовой электроники, вычислительной техники, систем и способов управления становится возможным оценить ресурсы энергосбережения в электроприводе для данных типов станов. Задачу повышения энергоэффективности электроприводов станов холодной прокатки труб предлагается решать снижением среднеквадратичного тока в якорной цепи, что в рамках существующего электропривода можно выполнить смягчением механической характеристики замкнутой системы электропривода; предварительным ослаблением поля двигателя, чтоб увеличить начальную скорость холостого хода перед прокаткой.

Рассмотрим особенности электропривода металлургического оборудования на примере барабанно-волочильной машины и намоточного аппарата.

Для производства пруткового металла, проволоки, труб и других металлоизделий широко применяется волочение. Проволока протягивается через волок сужающегося сечения с помощью барабанно-волочильной машины и наматывается на приемную катушку.

Волочение – непрерывный процесс деформирования металла протягиванием заготовок через одно или несколько калиброванных отверстий (волок) на волочильных станах.

Стальная проволока производится на прокатных или волочильных станах, для которых обязательным элементом является намоточный аппарат, с помощью которого производится смотка готовой проволоки на катушки (шпули). Конструктивно намоточный аппарат включает в себя приводной электродвигатель, клиноременную передачу, редуктор, устройство крепления катушки, укладчик проволоки и саму катушку. Укладчики проволоки выполняются или с механическим отбором мощности от основного электропривода или с отдельным электроприводом и механическим реверсором.

Мощности двигателей намоточных аппаратов лежат в пределах от 1,5 до 15 кВт, а в качестве перспективных применяются электроприводы постоянного тока по системе «тиристорный преобразователь двигатель» и электроприводы переменного тока по системе «преобразователь частоты-асинхронный двигатель». К электроприводу намоточного аппарата проволоки предъявляются следующие основные требования:

1. Поддержание натяжения проволоки в заданных пределах основных режимах работы:

- в режиме остановки стана;

- в пуско-тормозных режимах;

- в процессе намотки с установившейся скоростью.

2. Регулирование натяжения проволоки в процессе намотки.

3. Обеспечение намотки проволоки по слоям, для исключения образования петель и обрывов при последующей смотке проволоки с катушки намоточного аппарата.

Возмущающими воздействиями для намоточного аппарата являются: изменение линейной скорости намоточного аппарата, линейная скорость укладчика, эксцентриситет катушки, колебания радиуса намотки. Изменения скорости намотки в пуско-тормозных режимах и гармонические возмущающие воздействия от эксцентриситета катушки приводят к существенным колебаниям натяжения, уменьшить которые можно с помощью системы регулирования момента натяжения.

При изменении натяжения проволока может стать тоньше чем требуется или разорваться. Для решения этой проблемы устанавливается датчик натяжения проволоки после волока и преобразователь частоты Триол в электрическую цепь привода намоточного аппарата. Сигнал с датчика натяжения подается на вход преобразователя частоты, регулирующий скорость вращения электродвигателя таким образом, что натяжение проволоки при выходе из волока поддерживается постоянным.

С выхода волочильной машины проволока подается на приемную катушку. С увеличением диаметра намотки натяжение проволоки увеличивается, что может привести к разрыву проволоки.

Для решения этой проблемы на катушку устанавливается датчик определяющий диаметр намотки и преобразователь частоты Триол в электрическую цепь привода наматывающей катушки.

Сигнал с датчика диаметра подается на вход преобразователя частоты, который с увеличением диаметра намотки снижает скорость привода вращения катушки таким образом, что линейные скорости намотки проволоки и натяжения поддерживаются постоянными.

Технологический эффект:

  • Обеспечение автоматизированной работы волочильного стана при переменной нагрузке.
  • Исключение порывов проволоки за счет плавного регулирования скорости волочения в диапазоне 1:1000.
  • Повышение качества готовой продукции и расширение возможностей по переработке металла различной прочности и пластичности в большом диапазоне сечений.

Экономический эффект:

  • Снижение затрат на энергоресурсы за счет плавного регулирования скорости вращения электродвигателей.
  • Продление срока службы оборудования за счет исключения ударных механических нагрузок и пиковых пусковых токов.
  • Увеличение производительности станов и технологических линий за счет регулирования скорости вращения электродвигателей.

Больше информации о технических возможностях и преимуществах применения преобразователей частоты Триол Вы можете получить от наших специалистов в разделе контакты.

Поделиться в соц. сетях:

int(9106)

Основные комментарии:

Комментарии от Вконтакте:

Комментарии от Facebook:

Добавить комментарий

239