Сталкиватель слитков 450

С целью снижения потерь стоимости электропривода рассмотрим установку для привода механизма сталкивания двигатель серии Д типа Д816 (тихоходный, обмотка возбуждения параллельная со стабилизирующей обмоткой).

 

 

 

 

2.2 Расчет  мощности двигателя, выбор и проверка

 

Мощность электродвигателя привода сталкивателя слитков  P,кВт, определяется по формуле

 

,                                                  (1)                               

 

где V – линейная скорость сталкивателя, м/с, V=1м/с;

       F- усилие сталкивателя, Н.

Усилие сталкивателя F,H, определяется по формуле

 

,                          (2)

 

где Q - вес передвигаемого металла, т;

      μ- коэффициент трения при передвижении  металла, μ=0,6;

      B- коэффициент мощности измерения двигателя,H. 

       F=9 181,5kH

Коэффициент полезного действия привода общ определяется по формуле

 

общ=ред∙зуб∙рейки,                                                                                                                                 (3)           

 

  ред – КПД редуктора;

          зуб – КПД зубчатой муфты;   

          рейки – КПД рейки.                                                                                 

общ=∙∙=0,82

 

Выбираем электродвигатель типа Д814 ,мощностью =110кВт, частотой вращения n=500об/мин, номинальный ток якоря 288А, номинальное напряжение якоря 440В, независимое возбуждение.

Выполняется проверка двигателя по нагреву. Условие проверки

 

                                                                                                                 (4)

где – момент прокатки                         

 

Тормозной момент Мт, Н∙м, определяется  по формуле

 

Мт=Кзт∙ Мкр,                                                                                                    (5)

 

где Кзт- коэффициент запаса тормоза, Кзт=2;

       Мкр- максимальный крутящий момент на валу шестерни, Нм

Определяем крутящий момент Мкр, Нм, формуле

 

Мкр=,                                                                                            (6) 

                                                                                                     

где dno-диаметр начальной окружности шестерни, dno=0,529м

Мкр=187,5 =1340Нм

Мт=2 =2680Нм

Суммарное время включения двигателя

вкл = 2.5с

Продолжительность цикла работы при 300вкл. в час  составляет

 

ц=   ,                                                                                                (7)

 

 где  z- число включений в час, z=300

ц=

Фактическая продолжительность включения ПВ, %, определяется

 

 ПВ=                                                                                               (8)                                                                                                                                           

 ПВ=

Определяется момент М расч, Нм, двигателя при расчетном значении

 мощности 

 

Мрасч=                                                                                                                                                            (9)                                                                                                                                                   

                                                                                                            

     Мрасч =                                                                                                       

Полученное значение момента приводится к ближайшему стандартному значению Мпр, Нм,  при стандартном значении ПВст =25%  

 

 Мпр=                                                                                                                                         (10)

                                                                                            

Мпр = =1637,7Hм                                                                                                                                                                    

Номинальный момент двигателя Мном, кВт, определяется

 

       Мном=                                                                                                                                        (11)                                                                                                                                        

                     

   Мном =                                                                                           

Загрузка электрического двигателя по моменту составляет

                          

           =0,78

Условие проверки выполняется, следовательно выбранный двигатель выдерживает проверку по нагреву в момент приложения нагрузки.

 

2.3 Расчёт и выбор силовых  элементов электропривода

 

Основными техническими данными комплектных тиристорных электроприводов являетсяIном пр и напряжениеUном. Номинальный ток Iном пр, А,выбирается из условия

 

Iном пр>Iном дв,                                                                  (12)

 

где Iном пр-номинальный ток привода, А;

Iном дв-номинальный ток двигателя, А, Iном дв=550 А.

Напряжение привода должно соответствовать напряжению двигателя

 

Uном пр ≥Uном дв,                                                                           (13)

 

где Uномпр-номинальное напряжение привода, В;

Uном дв-номинальное напряжение двигателя, В, Uном дв=440 В.

Выбираем по справочной литературе [4] электропривод серии КТЭУ.

КТЭУ-800/440-142201-УХЛ4.

При этом необходимо проверить, чтобы максимальный ток двигателя не превосходил максимально допустимый ток электропривода, то есть должно выполняться условие

 

,                                                                (14)

 

где -перегрузочная способность преобразователя по току, =1,8;

-перегрузочная  способность двигателя, =2,5.

 

 

 

= 763,8 А

800>763,8 – условие не выполняется.

Условие перегруза по току не выполняются, выбираем следующий больший по току электропривод серии КТЭУ.

Окончательно выбирается по справочной литературе [4] комплектный тиристорный электропривод серии КТЭУ. КТЭУ-800/440-142201-УХЛ4.

Выбор трансформатора для питания тиристорного преобразователя производится по расчетным значениям фазных токов во вторичной (I2ф) и первичной (I1ф) обмотках, вторичной ЭДС Е2ф и типовой мощностиSтр.

Расчетное значение ЭДС E2ф, В, трансформатора при работе преобразователя в режиме непрерывного тока находится по требуемому выпрямленному напряжению Ud, В, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в преобразователе

 

Е2ф = KU ∙ KC ∙ Kd ∙ KR ∙ Ud,                                                            (15)

 

где KU – коэффициент, характеризующий соотношение и зависящий от схемы выпрямления, для нулевой схемы KU=0,427;

KC – коэффициент, учитывающий возможные снижения напряжения питающей сети, KC=1,07;

Kd – коэффициент, учитывающий неполное открывание тиристоров при максимальном управляемом сигнале, при согласованном управлении, Kd=1,13;

KR – коэффициент, учитывающий падение напряжения в преобразователе, KR=1,05;

 

Ud – напряжение тиристорного преобразователя, В, Ud=660В.

E2ф = 0,427 ∙ 1,07 ∙ 1,13 ∙ 1,05 ∙ 440 = 238,52 В     

Расчетное действующее значение фазного тока вторичной обмотки I2ф, А, определяется по выпрямленному току Id, А, с учётом схемы выпрямления

 

I2ф = Ki ∙ K12 ∙ Id,                                                              (16)

 

где Ki – коэффициент, Ki=1;

K12 – коэффициент, характеризующий отношениеи зависящий от схемы выпрямления, для нулевой схемы K12=0,815;

Id - максимальный ток привода, А, Id=2500 А.

I2ф = 1 ∙ 0.815 ∙ 600 = 652 A

Необходимый коэффициент трансформации вычисляется как

 

,          (17)

 

где и - число витков фаз первичной и вторичной обмоток;

U1ф=UСФ–номинальное фазное напряжение сети, В, U1ф=UСФ=5773,5 В.

Kтр

Расчетное значение действующего фазного тока первичной обмотки трансформатора , А, определяется по току Id с учетом коэффициента Kтр

 

,           (18)

 

где K11 – коэффициент, характеризующий отношение и зависит от схемы выпрямления, K11=0,815.

Расчетное значение типовой мощности, характеризующий расход активных материалов и габариты трансформатора,STp, ВА, определяется по формуле

 

STp = KU ∙ KC ∙ Kd ∙ KR ∙ Ki ∙ KS ∙ Id ∙ Ud,      (19)

 

гдеKS – коэффициент схемы, KS=0,41.

STp ВА = 568,6 кВА

Трансформатор выбирается по типовой мощности и условиям

U2ф> 0,95 ∙ E2ф; E2ф = 238,52 В; U2ф = 440 В;

440> 0,95 ∙ 238,52;

440>226,60 – удовлетворяет условию;

I2фн>I2ф; I2ф = 652 А; I2фн = 1000 А;

1250>1025 – удовлетворяет условию;

U1фн = UСФ; UСФ = 5773,5 В; U1фн = 5773,5 В;

5773,5=5773,4 – удовлетворяет условию.

Окончательно выбирается по справочной литературе [4] трансформатор типа ТСЗП-630/10У.

Сетевая обмотка: мощность-724 кВА;

                               напряжение-6(10) кВ;

Вентильная обмотка: напряжение-410 В;

                                     ток-816 А;

Преобразователь: напряжение-460 В;

                                ток-1000 А;

Ток короткого замыкания, %, Uкз = 6,12%.

Индуктивность сглаживающего реактора, включаемого последовательно  с  якорем  двигателя,  выбирается из условия  выполнения двухтребований:

а) обеспечение непрерывности тока якоря двигателя в определённом диапазоне нагрузок и частот вращения двигателя;

б) ограничение амплитуды переменной составляющей тока якоря двигателя.

Необходимая индуктивность сглаживающего реактора LCP, Гн,определяется по формуле

 

LCP = Ldнеобх – LЯ – LTP  ,        (20)

 

где Ldнеобх - необходимая суммарная индуктивность цепи выпрямленного тока, Гн;

LЯ - индуктивность якоря двигателя, Гн;

LTP - индуктивность трансформатора приведенная к цепи выпрямленного тока, Гн;

Необходимая суммарная индуктивность цепи выпрямленного токаLdнеобх, Гн, определяется по формуле

 

,         (21)

 

где Un - действующее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения, которое зависит от схемы выпрямления, угла регулирования α=90o, В;

       m – число фаз выпрямления, m=6;

WC - угловая частота питающей сети,;  

Imin - амплитуда переменной составляющей выпрямленного тока, соответствующая αmin, А.

 

WC = 2 ∙ π ∙ ƒ ∙ c ,         (22)

 

где fc – частота питающей сети, Гц, fc=50 Гц.

WC = 2 ∙ 3,14 ∙ 50 = 314

 

 

Imin = 0,1 ∙ Iном дв ,         (23)

 

где Iном дв - номинальный ток двигателя, А, Iном дв=550 А.

Imin = 0,1 ∙ 550 = 55А

 

,           (24)

 

где Kn– коэффициент, зависимость от угла α и числа фаз, Kn=0,3;

Edo –выпрямленная ЭДС при α= 0, В.

 

Edo = ,         (25)

 

где U2 - фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В, U2=440 В;

π–постоянная, π=3,14;

      m – число фаз выпрямления, m=6.

Edo В

Un = = 119,92 B

Ldнеобх= = 0,001634723 Гн