АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 12
1.1 Высокоскоростной асинхронный двигатель 2570 кВт 13
1.2 Замена существующего двигателя постоянного тока
асинхронным двигателем 2570 кВт 14
1.3 Замена существующего двигателя постоянного тока
синхронным двигателем 2570 кВт 15
1.4 Встраивание нового двигателя в маховик 17
1.4.1 Радиальный асинхронный двигатель 2570 кВт 17
1.4.2 Торцевой асинхронный двигатель 2570 кВт 18
1.5 Исключение маховика и замена его двигателем большого
диаметра с эквивалентной инерционной массой 19
1.5.1 Синхронный двигатель с когтеобразными полюсами с
постоянными магнитами 1375 кВт 20
1.5.2 Асинхронный двигатель 1375 кВт 21
2.ОСОБЕННОСТИ АСИНХРОННЫХ МАШИН 23
2.1 Устройство трехфазного асинхронного двигателя 23
2.2. Вращающееся магнитное поле статора асинхронного
двигателя 25
2.3. Принцип действия асинхронного двигателя 27
2.4 Свойство саморегулирования вращающего момента асинхронного двигателя 28
3.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ БАЗОВОГО ВАРИАНТА
АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 30
3.1.Выбор главных размеров 30
3.2 Определение Z1, W1 и площади поперечного сечения провода
обмотки статора 32
3.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 35
3.4 Расчет ротора 40
3.5 Расчет магнитной цепи 44
3.6 Параметры рабочего режима 48
3.7 Расчет потерь 54
3.8 Расчет рабочих характеристик 57
4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ДИПЛОПЛОМНОГО ПРОЕКТА 61
4.1 Моделирование двигателя в программной среде Ansys
Electronics Desktop 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
Трубопрокатное производство является важной отраслью в России. Без труб невозможно обеспечить удовлетворение потребностей человека, поэтому совершенствование технологии производства труб является очень актуальной задачей для Российской Федерации. Трубы используются как для транспортировки веществ в промышленных масштабах, так и для бытового жизнеобеспечения. Самые распространенные стальные трубы. Стальные трубы можно разделить на бесшовные и сварные.
Бесшовные трубы используются в нефтегазовой промышленности, которая является ключевым сектором экономики страны; для трубопроводов, для строительства, для машиностроения, для сосудов и баллонов.
Одним из методов изготовления бесшовных труб является пилигримовый метод. Обсадные, буровые, нефтепроводные и трубы общего назначения диаметром до 720 мм изготавливаются на трубопрокатных агрегатах (ТПА).
Пилигримовые станы (пильгерстаны) - двухвалковые трубопрокатные станы для периодической прокатки труб в валках переменного калибра. Конструкция пилигримового стана представляет собой двухвалковую подставку с калибром переменного сечения и механизмом подачи. Валки вращаются в направлении, противоположном заготовке. Металл обжат в калибре переменного сечения только на пол-оборота валков. пилигримовый метод является одним из наиболее экономичных и универсальных методов производства бесшовных труб, так как переход на трубы другого размера в пилгерстане занимает гораздо меньше времени, чем, например, на непрерывном многоклетьевом стане
Преимущества пилигримного метода прокатки труб также заключаются в возможности изготовления труб из слитков, производства специальных толстостенных и фасонных труб специального назначения: квадратные, шестигранные, конические, ступенчатые, плавниковые и т. д.; производство труб значительной длины; высокой степени механизации и автоматизации процессов, их низкая стоимость.Поэтому, несмотря на потребность в новых технологиях прокатки, производство труб на пилигримовых агрегатах остается одним из наиболее перспективных в мире для производства горячекатаных труб широкого диапазона размеров и марок стали. Эта технология в настоящее время уникальна.
В мире насчитывается около 50 агрегатов с пилигримовой технологией. В России эксплуатируются четыре агрегата, один из которых расположен на Челябинском трубопрокатном заводе, который является крупным производителем бесшовных труб.
Технология изготовления бесшовных труб, как и любая другая технология, требует использования надежного высококачественного технологического оборудования.
Целью данного дипломного проекта является разработка электродвигателя для модернизации электропривода пилигримового стана, установленного на Челябинском трубопрокатном заводе (ЧТПЗ), крупного производителя бесшовных труб. ЧТПЗ является заказчиком проекта и индустриальным партнером.
Существующий электропривод пильгерстана построен на базе двигателя постоянного тока 1928 г. выпуска , мощность двигателя составляет 2570 кВт. Из-за морального и технического износа привода его необходимо заменить на современный электропривод.
В настоящее время на Челябинском трубопрокатном заводе в качестве двигателя привода стана используется коллекторный двигатель постоянного тока Siemens GM 900/100 со следующими основными параметрами: номинальная мощность 2,75 МВт, номинальное напряжение питания 6 кВ постоянного тока, номинальная скорость 35-40 об. / мин Двигатель вращает маховик диаметром 9 м с большой инерционной массой 120 тонн. Привод работает параллельно двум цехам по производству бесшовных труб.
На рисунке 1. представлен нынешний привод пильгерстана
В результате выполнения дипломного проекта были рассмотрены
варианты для модернизации электрического привода для технологии проката бесшовных труб пилигримовым способом. В качестве основного (базового) варианта электрической машины для привода пильгерстана предлагается вариант с исключением существующего маховика и заменой его асинхронным двигателем большого диаметра с эквивалентной инерционной массой. Двигатель имеет номинальную мощность 1375 кВт и частоту вращения 35 об/мин. Питается электродвигатель от серийного управляемого частотного преобразователя. Габаритные размеры позволяют поставить аналогичный комплект на второй независимый привод пильгерстана.
Произведен расчет основных размеров двигателя, расчет обмоток для дальнейшего моделирования двигателя в системе автоматизированного проектирования Ansys Electronics Desktop.
