АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДВУХМАССОВОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ 7
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХМАССОВОЙ СИСТЕМЫ
НА СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 18
2.1 Влияние упругой механической связи на канал управления 18
2.2 Влияние упругой механической связи на канал возмущения 22
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЛАВНОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 30
3.1 Моделирование способ предварительного выбора люфтов в валопроводах
главных электроприводов клети 30
3.2 Сравнение различных способ предварительного выбора люфтов в
валопроводах главных электроприводов клети 35
4 МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ЗАЗОРА В МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ
ГЛАВНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СТАНА 5000 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 49
Клеть стана 5000 имеет индивидуальные приводы каждого валка. Задание на скорость в автоматическом режиме формируется следующим образом. Модель прокатки присылает в контроллер первого уровня таблицу из точек желаемой траектории движения. После интерполяции таблицы сигнал заданной линейной скорости пропускается через задатчик интенсивности и преобразуется в задание угловой скорости каждого привода с учетом диаметров валков.
Задатчик интенсивности в схеме служит для аварийного ограничения темпа задания. Основной темп разгона-торможения формируется интерполятором при отработке траектории прохода. Траектория прохода формируется моделью 2-го уровня АСУ ТП по критериям производительности стана и получения нужного температурного режима прокатки.
Перед захватом двигатели главных приводов вращаются с заправочной скоростью. При этом их крутящий момент близок к нулю и может кратковременно изменять знак. Это приводит к раскрытию зазоров в механической передаче от двигателя к валкам. При захвате металла происходит выбор зазоров с ударом.
Анализ характерных осциллограмм позволяет сделать следующие выводы:
1. После захвата привод разгоняется до рабочей скорости для увеличения производительности.
2. Просадка скорости электропривода нижнего валка (НГП) составляет примерно 18% (от 49 об/мин до 40 об/мин). Аналогичная просадка скорости электропривода верхнего валка (ВГП) составляет 17%.
3. Перерегулирование момента составляет 41% (максимальное значение 240% при установившемся - 170% номинального).
4. В режиме холостого хода и непосредственно перед захватом возникает знакопеременный момент (происходят колебания у нуля). Это говорит о наличии люфтов в механической передаче.
Причинами возникновения неудовлетворительных динамических процессов на стане 5000 являются:
1. Ударные механические нагрузки, связанные с выбором зазоров в шпиндельных соединениях, которые не могут контролироваться, но могут быть устранены средствами электропривода.
2. Неудовлетворительные условия захвата, связанные с тем, что зазор валков изначально устанавливается исходя из заданной толщины полосы после прохода. При этом условия захвата не принимаются во внимание.
3. Колебательные процессы, вызванные настройкой пропорциональноинтегрального регулятора скорости в двухконтурной астатической системе. Известно, что переходные процессы тока, скорости, а, следовательно, момента электропривода при такой настройке имеют колебательный характер. Это приводит к возникновению упругих колебаний на валу, что вызывает негативные последствия.
4. Несогласованность скорости входа листа в клеть и линейной скорости вращения валков.
В связи с вышеизложенным, становится актуальной задача разработки и исследования способов управления главными электроприводами, которые обеспечат ограничение динамических моментов в валопроводах горизонтальной клети.
1. В результате проведенных исследований экспериментально подтверждены причины возникновения неудовлетворительных динамических нагрузок при захвате металла валками клети стана 5000. Основными причинами являются:
- выбор неконтролируемых зазоров в шпиндельных соединениях при захвате;
- определение первоначально устанавливаемого зазора валков исходя из заданной толщины полосы после прохода, при этом условия захвата во внимание не принимаются;
- динамическая ошибка регулирования скорости при захвате, вызванная настройкой пропорционально-интегрального регулятора скорости в двухконтурной астатической системе. Это приводит к тому, что переходные процессы момента электропривода имеют колебательный характер, что приводит к возникновению упругих колебаний на валу.
2. Разработаны способ и функциональная схема системы управления главными электроприводами, обеспечивающие выбор зазора в шпиндельных соединениях за счет обеспечения захвата листа во время специально формируемого дополнительного ускорения валков.
3. Предложен способ управления электроприводами с компенсацией динамической просадки скорости, возникающей при захвате металла, за счет предварительного увеличения скорости электропривода на величину расчетной динамической ошибки регулирования скорости.
4. Разработан способ управления электроприводами валков и гидравлическими нажимными устройствами, согласно которому величина зазора валков до захвата устанавливается на уровне, близком к толщине головной части заготовки, а после захвата через заданный промежуток времени возвращается в требуемое положение, соответствующее толщине листа на выходе из клети. При этом осуществляется коррекция скорости валков пропорционально изменению положения гидравлического нажимного устройства.
5. Представленные способы ограничения динамических нагрузок прошли промышленную апробацию на стане 5000. В результате дано подтверждение снижения перерегулирования и колебаний момента на валу двигателя.
6. С целью подтверждения сделанного вывода необходимо проведение исследований методами математического моделирования. Для этого необходима разработка математической модели, учитывающей упругие связи и наличие люфтов в шпиндельных соединениях. Решение данной задачи предусмотрено при выполнении второго этапа.
7. В качестве базового варианта для промышленного внедрения предложен обобщенный способ ограничения момента за счет ускорения и компенсации динамической ошибки. Он объединяет преимущества первых двух разработанных способов снижения динамических нагрузок.
