Электропривод механизма поворота стана холодной прокатки труб с синхронной реактивной машиной независимого возбуждения

ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ ПОДАЧИ СТАНА ХПТ 8
1.1. Особенности технологического процесса получения тонкостенных труб 8
1.2. Скоростные и нагрузочные режимы работы электропривода стана ХПТ 13
1.3. Связь показателей регулирования электропривода с качеством проката трубы 20
1.4. Оценка предельных показателей регулирования в системе электропривода с непосредственными преобразователями частоты 24
1.5. Постановка задачи исследований 31
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСА «ЭЛЕКТРОПРИВОД – СТАН ХПТ» 33
2.1. Основные допущения, принятые для разрабатываемой математической модели 33
2.2. Обобщенная математическая модель комплекса “Электропривод – стан ХПТ” 35
tКРИТ 55
2.4. Учет влияния главного электропривода на работу привода подачи 55
2.5. Уточнение формы фазного тока ЭМП 56
3. СИНТЕЗ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 61
3.1. Общая методика выбора силового оборудования и законов управления электропривода подачи 62
3.3. Параметрическая оптимизация электропривода подачи 76
3.4. Оценка величины перерегулирования ? с учетом дискретного режима работы электропривода 81
4. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С МАКСИМАЛЬНЫМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ КОНТУРА МОМЕНТА 95
4.1. Синтез структуры и параметров КРМ 95
4.3 Синтез корректирующих связей системы управления электроприводом, работающим при повышенных скоростях 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 139

Весь текст будет доступен после покупки

Производство тонкой и сверхтонкой трубы с минимальной разнотолщинностью востребовано в атомной, автомобильной промышленности и вертолетостроении. Получить трубы со сверхтонкой стенкой и высоким качеством поверхности можно на станах холодной прокатки труб (ХПТ), при этом сечение заготовки уменьшается на 75–85 %, а прочность трубы получается заметно выше по сравнению с продукцией, полученной при горячей прокатке. Дальнейшее повышение качества холодного проката позволит снизить процент отбраковки дорогостоящей трубы и даст экономический эффект.
Анализ работы станов холодной прокатки показал, что наиболее «слабым» звеном в технологическом процессе является механизм поворота, к которому предъявляются наиболее высокие требования по быстродействию и точности позиционирования, перегрузкам по моменту и условиям эксплуатации.
Указанные требования могут быть достигнуты только при системном подходе, который заключается в учете совместной работы узлов электропривода: рабочего механизма, механического преобразователя, двигателя, электрического преобразователя и системы управления. Такой подход стал возможен не только за счет развития силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных систем управления, но и обусловлен возможностями, которые дают электромеханические преобразователи.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ ПОДАЧИ СТАНА ХПТ
1.1. Особенности технологического процесса получения тонкостенных труб
Холодная прокатка позволяет достичь уменьшения сечения заготовки на 75–85 % и получить полосы, листы и трубы толщиной менее 0,4 мм, вплоть до нескольких микрон, что практически недостижимо при горячей прокатке. Конкурентоспособность данной технологии определяется также тем, что она является безотходным способом обработки металлов давлением. При этом равномерность толщины, повышенная прочность и высокое качество поверхности изделия делают такую прокатку наиболее прогрессивной, что обуславливает её широкое распространение. Трубы, полученные с помощью холодной прокатки, используются в атомной промышленности, для лопастей вертолетов (лонжеронов) и при изготовлении гидроцилиндров. Трубы со сверхтонкой стенкой получили применение при изготовлении котлов.
На сегодняшний день в мире работает более 700 станов холодной прокатки, более 200 станов в России. В пятом цехе ОАО “Челябинский трубопрокатный завод” эксплуатируется два стана ХПТ-450, которые позволяют выпускать трубы широкого сортамента с постоянным или переменным сечением готового изделия диаметром от 150 до 450мм. Трубные заготовки могут быть бесшовные или сварные, из углеродистых, легированных или высоколегированных сталей высокой прочности, а также из цветных металлов и их сплавов.
Технология прокатки остается практически неизменной с 60-х годов прошлого века. Наибольший эффект можно достигнуть, если совершенствовать электрическую часть, позволяющая улучшить точностные показатели при сохранении производительности стана.
Для уточнения режимов работы стана ХПТ-450 была создана визуальная модель механической части в масштабе 400:1 (рис.1.1). Данное макетирование производилось в CAD-системе SolidWorks(лицензия на программу ЮУрГУ Solid Works Education Edition).
Прокатка трубы осуществляется частями по всей её длине. Основная клеть 1 приводится в движение посредством кривошипно-шатунного механизма главным электроприводом и совершает возвратно-поступательное движение. Вращение валков 2 производится механически через зацепление шестерни 3 на валке и зубчатой рейки 4, закрепленной на станине. Валки представляют собой металлические диски повышенной прочности, имеющие по окружности ручей переменного сечения. Исходный размер ручья соответствует наружному диаметру заготовки, конечный размер – наружному диаметру готовой трубы. Внутренний диаметр трубы регулируется положением конической оправки5. В случае постоянного диаметра положение рабочего конуса во время прокатки остается неизменным. Если же требуется изготовление трубы, например, конической формы, во время хода клети производится сдвиг рабочего конусав зоне деформации по требуемому закону.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алексеев, В.В. Выбор системы координат при реализации алгоритма векторного управления асинхронным электроприводом / Алексеев В.В., Козярук А.Е., Рудаков B.B., Язев В.И. // Электротехника. – 2010 – № 12. – С. 2 – 10.
2. Анучин, А.С. Система управления с прогнозированием для реализации контура тока предельного быстродействия / А.С. Анучин // Труды МЭИ. Электропривод и системы управления. Вып. 686. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – С. 69 – 76.
3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенский. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 504 с.
4. Беспалов, В.Я. Основные направления совершенствования конструкций и технологии производства асинхронных двигателей / В.Я. Беспалов, Л.Н. Макаров // Сборник материалов V Международной (16 Всесоюзной) конференции по автоматизированному электроприводу: 18–21 сентября 2007 г. Санкт-Петербург. – 2007. – С. 32–36.
5. Беспалов, В.Я. Перспективы создания отечественных электродвигателей нового поколения для частотно-регулируемого электропривода / В.Я. Беспалов // Автоматизированный электропривод в ХХI веке: пути развития: тр. IV Международной (XV Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу (АЭП–2004, Магнитогорск, 14–17 сент. 2004 г.). – Магнитогорск, 2004. – Ч. 1. – С. 24–31.
6. Беспалов, В.Я. Электрические двигатели в XXI веке / В.Я. Беспалов // Тр. III Международной (XIV Всероссийской) науч.-техн. конф. по автоматизированному электроприводу “ЭАП–2001” / под. ред. С.В. Хватова. – Н. Новгород: Вектор–ТиС, 2001. – С. 17 – 19.
7. Беспалов, В.Я. Электрические машины. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В.Я. Беспалов, Н.Ф. Котеленец. – М.: Издательский центр “Академия”, 2006. – 320 с.

Весь текст будет доступен после покупки