Сталкиватель слитков 450

 

Индуктивность якоря двигателя LЯ, Гн, можно определить по формуле

 

LЯ = ,         (26)

 

где к – коэффициент для компенсированных машин, к=0,1;

       р – число пар полюсов, р=2;

Wном– номинальная скорость двигателя, , Wном=52,5;

Uном – номинальное напряжение двигателя, В, Uном=440 В.

Iном – номинальный ток двигателя, А, Iном=550 А.

LЯ = Гн

Индуктивность трансформатора , Гн, определяется

 

,           (27)

 

где Xтр - индуктивное сопротивление обмоток фазы, Ом;

      а – коэффициент  для нулевых схем, а=1.

Индуктивное сопротивление обмоток фазы, Ом, определяется по формуле

 

,          (28)

 

где  UK – напряжение короткого замыкания, %, UK=6,12 %;

U1фном– номинальное фазное напряжение сети, В, U1фном=5773,5 В;

I1ном – номинальный фазный то первичной обмотки трансформатора, А, I1ном=28,34 А;

– коэффициент трансформации, =23.

Xтр Ом

Lтр Гн

LCP мГн

По полученному значению индуктивности сглаживающего реактора LCP=0,86 мГн и действующему значению тока реактора IP, принимаемого равным номинальному току двигателя Iном дв=550 А., окончательно выбирается по справочной литературе [4] два сглаживающих реактора ФРОС-250/05УЗ МУХЛ4, с последовательным соединением обмоток ветвей реактора. Полученная индуктивность – 1,2 мГн.

Выбирается масляный выключатель, исходя из условий

Uуст ≥ Uном; Uном = 10 кВ; Uуст = 10 кВ

10 ≥ 10 – удовлетворяет условию;

Iуст≥ Iмр;Iмр = 28,34 А; Iуст = 200 А

200 ≥ 28,34– удовлетворяет условию.

Принимаем базисные условия: Sб = 10 МВА

Рассчитывается Uб, кВ, по формуле

 

Uб = U1∙ 1,05          (29)

 

Uб = 10 ∙ 1,05 = 10,5 кВ

Определяется сопротивление источника питания , Ом, по формуле

 

 (30)

 

Xи = Z = 0,2

Определяется базисный ток Iб , А, формуле

 

            (31)

 

 

Определяется ток короткого замыкания , кА, по формуле

 

(32)

 

 

Iкз = I0 = Iτ = I∞ = 3кА

Определяется ударный ток , кА, по формуле

 

(33)

 

 

По справочной литературе [5] выбирается масляный выключатель типа ВМЭ-10-30/15.

 

  Расчет электромагнитного выключателя, выбор и проверка

 

  Расчет  электромагнитного выключателя Н.м, определяется по формуле

 

                                                                                         

 

где Мкр –

     

  определяется по формуле

 

Мт=МкрR3

 

               где Мт - ;

     R3 - ; 

 Мт=21011,75=3676,75 Н.м

 

Окончательно выбирается по справочной литературе [4] электромагнитный тормоз серии ТКП.

ТКП-600.

Выбор электромагнитного тормоза серии ТКП  диаметр шкива Dш=600мм, тормозной момент 5000 Н.м, и режим работы 25%.

 

Выполняется проверка электромагнитного тормоза.

 

rРдоп=360D(10D+1)

 

 

где rРдоп -

       D -

 

rРдоп=3600,6(100,6+1)=1512 Вт

 

 определяется  по формуле

 

 rР=

 

где rР –

       G-

       -

       Nt -

       -

       Мт -

       Мс.макс -

 

           

          rР==1005,52 Вт

 

          По условию проверки

 

          rРдоп>rР

 

           1512>1005,52- условия выполняются.

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         2.4Система автоматического регулирования

         2.4.1Обоснование и выбор структурной схемы

 

Система управления – многоконтурная с подчинённым регулированием параметров, с двузонным регулированием скорости. Она выполнена на базе универсальной блочной системы регулирования. Для питания якоря двигателя М1 использован реверсивный двухкомплектный тиристорный преобразователь UZ1, UZ2. Система управления приводом состоит из 2 систем, осуществляющих взаимосвязанное регулирование напряжение якоря и ток возбуждения двигателя. Система регулирования напряжения имеет 2 контура: Контур регулирование скорости (ЭДС) и подчиненный ему контур регулирования тока якоря. Управление электроприводом, задание скорости и направление вращения, производит оператор с помощью асинхронного командоаппарата SKAP. Темп разгона определяется задатчиком интенсивности ЗИ, который ступенчатый сигнал, поступающий от SKAP через фазовыпрямительное устройство, преобразует в линейно изменяющийся сигнал задания скорости двигателя.

Системы с последовательной коррекцией, построенная по принципу подчинённого регулирования, отличается простатой и удобством при расчет и настройке, возможностью простыми средствами ограничивать любой регулируемый параметр.

Наиболее благоприятным в энергетическом отношении является режим работы тиристорного преобразователя при минимальных углах регулирования, то есть при наибольшем выходном напряжении. В этом случае потребляемая реактивная мощность и потоки гармонических колебаний будут минимальными, а коэффициент мощности - максимальным. Такой режим возможен в том случае, если напряжение силовой цепи привода будет изменяться сравнительно мало, а требуемая глубина регулирования скорости будет достигнута путём регулирования токов сравнительно маломощной цепи возбуждения. Хотя при снижении потока возбуждения уменьшается вращающий момент двигателя, однако на прокатном стане такое регулирование допускают. Так как в процессе обжатия заготовки в валках с каждым пропуском момент прокатки снижается, а длина заготовки увеличивается. Это позволяет повысить скорость прокатки на последних пропусках и обеспечить благодаря этому высокую производительность стана.

Для практикуемого ЭП выбирается система автоматического регулирования

САР с последовательной коррекцией, с внешним контуром ЭДС и внутренним подчиненным контуром тока якоря.

          Система с внешним контуром  ЭДС обладает более высоким  быстродействием, по сравнению с системой регулирования с внешним контуром скорости, но при этом несколько проигрывает по точности регулирования. Для данного электропривода более важным является требования по быстродействию. Заключается в том, что каждый контур регулирования настраивается отдельно, начиная с внутреннего контура тока якоря, а затем проверяется т корректируется вся система регулирования в целом.

 

          

 

 

Рисунок 2- Схема САР.

 

          2.4.2 Описание элементов схемы

 

S – ключ управления;

РС(ЭДС)  – регулятор скорости – (ЭДС); служит для задания закона изменения ЭДС;

ЗИТ – задатчик интенсивности тока, служит для задания темпа измене-ния скорости (ускорения или замедления) изменения сигнала тока;

РТ – регулятор тока. Служит для формирования закона изменения тока и ограничения тока определенным значением;

СИФУ – система импульсно-фазового управления. Служит для формирования  управляющего  импульса,  который  подается на  управляющие электроды тиристоров и определяет угол открывания тиристоров. В результате тиристор открывается больше или меньше, выпрямленное напряжение увеличивается или уменьшается и следовательно скорость двигателя увеличивается или уменьшается;

М – электродвигатель. Предназначен для преобразования электрической энергии в механическую;

ДТ – датчик тока. Служит для получения сигнала обратной связи по току якоря;

ДН – датчик напряжения. Обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей и цепей контроля.

ДЭ – датчик ЭДС, осуществляет «суммирование» сигналов  обратной связи по току и напряжению и формирует сигнал обратной связи по ЭДС двигателя;

МВ – масляный выключатель - коммутационный и защитный высоко-вольтный  аппарат.

         Эти элементы САР выполнены  в виде электронной схемы.

 

 

 

2.4.3 Описание  работы схемы

 

Якорь двигателя получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя ТП с двумя комплексами тиристоров – VS1 и VS2. В данном случае взята система с совместным управлением. На схеме: Тр – силовой трансформатор. Обмотка возбуждения двигателя подключена к источнику постоянного напряжения VT2.

Внешний контур регулирования системы – замкнутый контур регулирования ЭДС двигателя. Входное напряжение внешнего контура (входное напряжение системы)- это напряжение задания скорости  Uз.с, которое задает требуемую скорость двигателя.

Напряжение Uз.с алгебраически суммируется с напряжением отрицательной обратной связи по скорости (ЭДС двигателя )uо.с с.Алгебраическое суммирование учитывает знак (направление действия сигнала), напряжение обратной связи по ЭДС формируется сочетанием (алгебраическим суммированием) сигналов двух обратных связей - по напряжению и току якоря двигателя, поступающим от датчика напряжения ДН и датчика тока ДТ.  Результирующее напряжение управление скоростью  uy.с =Uз.с- uо.с подается на вход усилителя РЭ-регулятора ЭДС двигателя. На выходе РЭ действует напряжение uз.т, являющееся заданием  для внутреннего контура регулирования тока якоря двигателя.

В контуре регулирования тока действует отрицательная обратная связь по току, значение которой uо.т снимается с выхода датчика тока ДТ и подается на вход усилителя РТ- регулятора тока. Здесь напряжение обратной связи по току  uо.т  алгебраически суммируется с задающим напряжение  uз.т, образуя напряжение управление Ut . На выходе РТ формируется напряжение  uу- напряжение управления тиристорным преобразователем. Таким образом, в данной системе регулирование тока во внутреннем контуре проходит в соответствии с заданием, полученным от внешнего контура регулирования скорости. Иными словами, здесь контур тока подчинен контуру скорости, отсюда и назначение такого вида регулирования- подчиненное регулирование. При этом регуляторы тока и скорости(ЭДС) выполняют одновременно и функции корректирующих устройств, обеспечивающих заданное протекание переходных процессов. Они включены последовательно в прямой канал регулирования системы.

Указанные особенности рассматриваемой системы обусловили ее название: система подчиненного регулирования с последовательной коррекцией.

В качестве главной обратной связи выбрана ООС по ЭДС. Ее значение формируется комбинацией 2x ОС – по току якоря и напряжению на якоре двигателя.

В качестве подчиненной выбрана ОС по току якоря двигателя.

 

2.5 Расчет и выбор аппаратов защиты  и коммутации

 

Таблица 1- Защиты электропривода сталкивателя

Название защиты	Уставка	Исполнение
1 Защита электродвигателя от  максимального тока (РМ)	2,5 Iном.дв	Реле максимального тока
2 Защита от максимального напряжения на электродвигателях (РВН)	1,2 Uном.дв	Реле напряжения
3 Максимально-токовая защита тиристорного преобразователя	1,2 Iном.пр	Геркон
4 Реле ЭДС двигателя (РЭД)	50 В	Электронная
5 Реле ЭДС тиристорного преобразователя (РЭП)	55 В 50 В	Реле напряжения, электронная
6 Защита от перенапряжения обмотки	-	Цепочка VD-R
7 Защита от обрыва обмотки возбуждения (РНТ)	0,8 I ном	Реле минимального тока
8 Максимально-токовая защита трансформатора	2,5 Iном .тр-ф	Масляный выключатель
9 Линейный контактор КЛ	Iном дв, Uном дв (288А, 440В)	Контактор

 

Расчёт и выбор реле максимального тока двигателя

Определяется ток уставки для ДПТ по формуле

 

                                                                                           (29)

 

          

Выбирается реле максимального тока типа РЭО401,