Дипломная (вкр): Подводящий рольганг ТЛС5000.

Подводящий рольганг ТЛС5000.

Реферат

Пояснительная записка содержит: 85 страницы 25 иллюстраций, 15 таблиц, 11использованных источников.

Ключевые слова: преобразователь частоты, асинхронный двигатель, выпрямитель, инвертор, управляющий модуль, сетевой фильтр, сетевой дроссель, векторное управление. В ниже описанной ВКР был спроектирован электропривод подводящего рольганга ТЛС 5000. В пояснительной записке описаны: технология работы и требования к электроприводу механизма, также расчет упрощенной нагрузочной диаграммы. Опираясь на полученные в расчетах данные, произведена, проверка электродвигателя по нагреву иперегрузке, показан выбор основного электрооборудования, также представлена защита электропривода. Смоделирована система автоматического регулирования электропривода, показаны ее структурная и функциональная схемы. В связи с тем, что в качестве приводного двигателя выбран асинхронный электродвигатель, то в полученной системе автоматического регулирования применяется векторное управление. Для созданной системы управления выполняется расчет параметров объекта регулирования и САР. Для полученной системы автоматического регулирования использовалась математическая модель электропривода в базе математического пакета MathLAB Simulink, согласно которой смоделированы переходные процессы.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 9

1 Технологическая часть. 12

1.1 Назначение, состав и техническая характеристика устройства. 12

1.2 Параметры подводящего рольганга. 12

1.3 Технология. 15

2 Требования, предъявляемые к электроприводу. 17

2.1 Предварительный выбор двигателя. 17

2.2 Расчет и построение тахограммы и нагрузочной диаграммы.. 19

2.3 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности. 25

3 Выбор силового оборудования. 28

3.1 Выбор преобразователя частоты и его основных элементов. 28

3.2 Выбор автономного инвертора. 29

3.3 Выбор блока выпрямления. 34

3.4 Выбор управляющего модуля. 37

3.5 Выбор сетевого дросселя. 38

3.6 Выбор сетевого фильтра. 39

4 Защита электропривода. 40

4.1 Защита от перегрузок и коротких замыканий. 40

4.2 Защита, осуществляемая средствами преобразователя. 41

4.3 Защита на стороне питающей сети. 42

4.4 Защита на стороне двигателя. 43

5 Выбор и разработка функциональной схемы САР. 44

5.1 Расчет параметров выбранного приводного двигателя. 48

5.2 Составление структурной схемы.. 49

6 Расчет и анализ переходных процессов. 62

7 Оптимизация работы приводов. 65

7.1 Сокращение времени холостого хода. 66

7.2 Уменьшение тока холостого хода. 76

7.3 Суммарная годовая разница. 82

Заключение. 85

Список использованных источников. 86

Введение

На прокатном стане используется исходный материал в виде непрерывно литых слябов. Непрерывно-литые слябы получаются на установке непрерывной разливки стали в слябы. Они передаются на склад слябов прокатного стана железнодорожным или автотранспортом. Холодные слябы транспортируются на подающий рольганг печи, а затем на загрузочный рольганг печи - к одной из нагревательных печей. Слябы загружаются в печь загрузочным устройством и подогреваются до требуемой температуры, которая зависит от сорта стали: для углеродистых сталей - до 1150-1250°С, а для высокопрочных низколегированных сталей (HSLA) с последующей термомеханической прокаткой - до 1100-1150°С.

По истечении соответствующего времени нагрева слябы выгружаются машиной выгрузки. После того, как слябы сгружены, рольганги перемещают их на первичный окалиноломатель. После данной очистки от окалины слиток попадает на подводящий рольганг, который находится от окалиноломателя, до чистовой клети, имеющую поворотный стол и боковые направляющие на входе и выходе.

Теперь сляб находится в линии стана. Стан состоит из 4-валковой реверсивной клети, вертикального эджера, расположенного за клетью и поворотного стола с боковыми линейками перед и позади клети. В зависимости от режима прокатки, сляб можно развернуть перед и/или за клетью.

Система рольганга выполняет свойство конвейера, доставляет слябы или листы прокатанного метала между секциями. Рольганги распространяются по всему цеху, они значительно упрощают работу, ведь достаточно задать скорость вращения и следить затем как металл пересекает весь цех.

Сам рольганг – вспомогательное устройство прокатного производства, но которое имеет колоссальную важность в технологических процессах, ведь от них зависит как быстро металл будет доставлен к следующему аппарату, например маркировщику. Подводящий рольганг по технологии прокатки требует регулирования скорости и оснащается регулируемым электроприводом. Рольганг может иметь как групповой, так и индивидуальный приводы роликов.

Подводящий рольганг расположен перед передним поворотным столом клети. Предназначается для передачи слябов/листов на чистовую клеть, может реверсироваться и действовать синхронно с чистовой клетью в обоих направлениях. Ролики с наружным водяным охлаждением. Подшипники подключены к центральной системе консистентной смазки.

Подводящие и отводящие рольганги служат для подачи металла к нагревательным печам или к стану, для отвода метала от стана и подачи его к вспомогательным машинам (ножницам, правильным машинам, и  т.д.) Один и тот же рольганг иногда может быть одновременно отводящим (например от стана) и подводящим (например, к ножницам за станом).

Рисунок 1 – Описание технологического процесса и установок

1 Технологическая часть

1.1 Назначение, состав и техническая характеристика устройства

Подводящий рольганг - вспомогательное устройство прокатного производства, предназначенное для транспортирования металла. Подводящий рольганг по технологии прокатки требует регулирования скорости и оснащается регулируемым электроприводом. Рольганг может иметь как групповой, так и индивидуальный приводы роликов.

В рольгангах с индивидуальным приводом каждый ролик имеет свой двигатель, все двигатели секции рольганга подключены параллельно к одному источнику питания и управляются одним командоаппаратом.

Подводящий рольганг расположен между рольгангом системы удаления окалины и поворотным столом чистовой клети. Он состоит из двух частей. Рольганг используется для транспортировки листа к группе чистовых клетей. Для каждой части используется один тип роликов. Скорость секции 1 ограничивается 4,0 м/с и состоит из 40 роликов, разделенных на 5 групп. Скорость секции 2 ограничивается 7,3 м/с и состоит из 63 роликов, разделенных на 13 групп.

Каждый ролик приводится в движение асинхронным трехфазным двигателем переменного тока через карданный вал. Питание на каждую группу подается от преобразователя частоты.

1.2 Параметры подводящего рольганга

Основными размерными параметрами рольгангов являются: диаметр, длина бочки, шаг роликов.

Диаметр роликов должен быть как можно меньше с целью снижения веса и махового момента, резко влияющего на мощность привода. Предел уменьшения диаметра роликов обусловлено прочностью, а в случае бокового перемещения метала - также габаритом подшипников и привода.

Рисунок 2 - Подводящий рольганг. Общий вид

У транспортных рольгангов длина бочки должна превышать максимальную ширину по­лосы (или пачки полос в случае транспорти­ровки одновременно нескольких полос) на 150—250 мм. Больший зазор относится к бо­лее широким полосам. Причем в случае транспортировки раскаленных слитков длина бочки роликов должна быть примерно на 300— 500 мм больше максимальной ширины слитка с целью предохранения роликовых подшипни­ков от нагревания.

Шаг роликов, из условий нахождения прокатываемого металла одновременно не ме­нее чем на двух роликах, должен быть не больше половины минимальной длины полосы, а при транспортировке слитков не должен пре­вышать расстояния от центра тяжести слитка до широкого торца. При несоблюдении этого условия движущаяся полоса будет ударять по роликам, ускоряя их износ и разбивая подшипники.

С этой же целью на этих рольгангах между приводными роликами иногда устанавливают холостые ролики меньшего диаметра.

Скорости рольгангов, работающих в режиме запусков, могут сильно отличаться от номинальных скоростей, соответствующих номинальному числу оборотов  двигателя, особенно для реверсивных рольгангов, скорость которых, как правило, выше номинальной, При длительном режиме работы рольганга с применением асинхронного двигателя его рабочая скорость практически совпадает с но­минальной скоростью.

У рабочих рольгангов рабочая скорость обычно берется согласно скорости про­катки, причем в случае тонких длинных полос скорость рольганга за станом должна быть на5—10% выше скорости прокатки с целью исключения смещения полосы вбок и образования складок.

 У транспортных рольгангов скорости устанавливают согласно требуемой производительности. У рольгангов, подводя­щих металл к печам или к стану, обычно до­статочна скорость 1,5—2,5 м/сек

В таблице 1 рассмотрены технические характеристики рольганга с прямым индивидуальным приводом.

Таблица 1 - Технические характеристики подводящего рольганга

1.3 Технология

Подводящий рольганг должен обеспечить высокую скорость подачи сляба от окалиноломателя к прокатной клети. Если требуется охлаждение, то и остывание сляба на рольганге.

Ролики испытывают серьезную нагрузку, поскольку масса сляба может достигать 30000 кг, а длина варьируется от 2000-5000 мм.

Рисунок 3 – Кинематическая схема индивидуального привода ролика
рольгангагде: 1 - ролик, 2 - подшипники, 3 - универсальный вал,
4 - муфта,5 - электродвигатель.

Подводящие и отводящие рольганги служат для подачи метала к нагревательным печам или к стану, для отвода метала от стана и подачи его к вспомогательным машинам(ножницам, правильным машинам, и  т.д.) Один и тот же рольганг иногда может быть одновременно отводящим (например от стана) и подводящим (например, к ножницам за станом).

2 Требования, предъявляемые к электроприводу

Металлургическиекомпаниисчитаютсяколоссальнымипотребителямиэлектроэнергии. Более 70% потребляемой ими электроэнергии требует электропривод, он в свою очередь, является основой двигательной энергии. Обязательно нужно безошибочно подобрать электропривод, для конкретной цели.

Исходя из этого, кэлектроприводу подводящего рольганга предъявляются следующие требования:

а) диапазон изменения скорости 0- 7,3 м/с;

б)   обеспечение заданных ускорении при пуске и торможении 0-2,94 м/с²;

в)   схема управления должна обеспечивать аварийную и экстренную остановку с сохранением параметров;

г) обеспечение защиты силового электрооборудования;

д)   электрооборудование должно соответствовать климатическим условиям, иметь высокую надёжность в условиях повышенной температуры, влажности и запылённости.

2.1 Предварительный выбор двигателя

Двигатель должен удовлетворять условию:

, (1)

где   P_н – номинальная мощность асинхронного двигателя ARC 355 MX8, установленного на данном механизме (70 кВт);

К_з= 1,1 - коэффициент, учитывающий отличие нагрузочной диаграммы механизма от нагрузочной диаграммы двигателя.

Следовательно,

   (2)

  (3)

Необходимое условие выполнено, что означает, что выбор остановлен на асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором ARC355MX8 со следующими данными (таблица 2).

Таблица 2 – Технические данные двигателя типа ARC355MX8