Электропривод летучих ножниц (стр. 3 из 8)

Максимальная мощность резания при к.п.д. ножниц h=0,85 и угловой скорости ножниц

Для обеспечения требуемого времени разгона и уменьшения нагрузки на двигатель на привод ножниц устанавливаем четыре электродвигателя типа МКН, напряжение питания 230В, номинальный ток 3500А, мощностью 280кВт, скорость вращения двигателя 360 об/мин.

Коэффициент перегрузки двигателей по мощности резания

Допустимый коэффициент перегрузки R=2,5

3. Определяем влияние маховых масс ножниц на процесс резания

Длительность цикла одного резания при повороте суппортов на 360⁰

Длительность резания при угле резания a =30⁰= p/6 и угловой скорости ножей
wн=3,9 1/сек

Так как время резания незначительно по сравнению с длительностью цикла резания, то очевидно резание будет осуществляться за счет кинетической энергии маховых масс ножниц и их привода, восстанавливаемой за время

2.3 Расчет и выбор силовых элементов электропривода

Рассчитываем и выбираем тиристорный преобразователь, номинальный ток которого выбирается из условия, Iном.пр., А

где Iном.дв –номинальный ток двигателя, А, Iном.дв=3500А;

Хпр –перегрузочная способность преобразователя по току, Хпр=2;

Хдв –перегрузочная способность двигателя, Хдв=2,5

Выбираем тиристорный преобразователь серии КТЭУ 600В, 5кА.

Выбор трансформатора для питания тиристорного преобразователя производится по расчетным значениям фазных токов во вторичной (I2ф) и первичной (I1ф) обмотках, вторичной ЭДС и типовой мощности Sт.р.

Расчетное значение ЭДС (Е2ф) трансформатора при работе преобразователя в режиме непрерывного тока находится по требуемому выпрямленному напряжению с учетом необходимого запаса на падение напряжения в преобразователе.

Е2ф=Кu·Кc·Кd·Кr·Ud,В

где Кu –коэффициент, характеризующий соотношение Е2ф/Еdo и зависящий от схемы выпрямления, 1/1,17;

Кc –коэффициент, учитывающий возможные снижения напряжения питающей сети, 1,05-1,0;

Кd –коэффициент, учитывающий неполное открывание тиристоров при максимальном управляемом сигнале, 1-1,15, при согласованном управлении;

Кr –коэффициент, учитывающий падение напряжения в преобразователе, 1,05;

Ud –напряжение тиристорного преобразователя 600В

Е2ф=1/1,17·1,05·1,15·1,05·600=650В

Расчетное действующее значение фазного тока вторичной обмотки определяется по выпрямленному току (Id) с учетом схемы выпрямления.

I2ф=Кi·КI2·Id,А

где Кi –коэффициент, 1;

Кi2 –коэффициент, характеризующий отношение I2ф/Id и зависящий от схемы выпрямления, 0,577;

I2ф=1·0,577·5000=2885А

Необходимый коэффициент трансформации находится, Ктр,

Ктр=0,95·U1ф/E2ф

где U1ф –номинальное фазное напряжение сети.

Ктр=0,95·600/650=0,88

Расчетное значение действующего фазного тока первичной обмотки трансформатора определяется по току Id с учетом коэффициента Ктр

I1ф=Кi·КI1·Id/Ктр, А

где КI1 –коэффициент, характеризующий отношение I1ф/Id и зависит от схемы выпрямления, 0,471.

I1ф=1·0,471·5000/0,88=2676А

Расчетное значение типовой мощности, характеризующий расход активных материалов и габариты трансформатора, определяется как:

Sтр=Кu·Кc·Кd·Кr·Кi·Кs·Ud·Id·3, В·А

где Кs –коэффициент схемы, 1,345.

Sтр=1/1,17·1,05·1,15·1,05·1·1,375·600·500·3=1341кВ·А

Выбираем трансформатор типа ТСЗП-1600/10У3 Р=1615кВ·А, U=6 (10)кВ.

2.4 Система автоматического регулирования

2.4.1 Требования к системе автоматического регулирования

Система управления электроприводом построена по принципу подчиненного регулирования. Главный параметр регулирования — скорость вращения приводного двигателя, все остальные параметры вспомогательные и подчинены главному.

Конструкция САР должна удовлетворять следующим требованиям:

· взаимозаменяемость однотипных элементов;

· согласованность входных и выходных величин различных элементов;

· построение всех узлов на основе небольшого числа модулей.

Конструктивно САР летучих ножниц выполнена на основе блочной регулировочной системы «РЕГИСТОР». В ее состав входят все необходимые элементы: усилители, датчики регулируемых величин, задатчики (преобразователи) регулируемых величин, источники питания, вспомогательные элементы (узлы связи, ограничители, логические блоки и т. п.).

Основным элементом системы авторегулирования является операционный усилитель.

Система «РЕГИСТОР» специально предназначена и оборудована для управления тиристорными преобразователями. Комплекты модулей разделяются по функциональным признакам на блоки. Модули САР ножниц размещаются в ваннах типа А, В и С, которые находятся в шкафу «УНИСТОР В».

Ванна А содержит модули СИФУ и модули контура тока.

Ванна В состоит из модулей контура скорости.

Ванна С содержит модули для обработки сигналов с технологических датчиков.

2.4.2 Описание элементов системы автоматического
регулирования

Якорь двигателя питается от двух групп тиристорного преобразователя. Система регулирования осуществляет скоростную регулировку и регулировку положения и выполнены по принципу подчиненного регулирования, т. е. параметр тока подчинен параметру скорости.

Действительное значение скорости снимается с тахогенератора Е1 и через преобразователь 5 подается в виде сигнала обратной связи w на один из входов регулятора скорости 4.

Действительное значение положения ножей определяется сельсином-датчиком Y1, один оборот которого соответствует одному обороту ножниц.

Значение скорости предыдущей клети обрабатывается в центральном цифровом технологическом регуляторе (ЦТЦР) 10 и через частотно-аналоговый преобразователь 11 и задатчик интенсивности 12 подается на вход регулятора скорости 4 в виде требуемой величины скорости —w*. На входах регулятора скорости задание w* сравнивается с сигналом обратной связи по скорости таким образом, что Rw управляется алгебраической суммой сигналов w* и w. Выход регулятора скорости является заданием для регулятора тока 2 (Ri_к) ведущего и ведомого приводов. Задание тока перед Ri_к преобразуется задатчиком интенсивности тока 3.

Кроме задания тока, схема регулирования ведущего привода формирует блокирующие сигналы для ведомого привода: Ф — запрещение работы привода и S`₀ — требование ограничения тока якоря до 10% I_н. На входах регулятора тока сравнивается требуемая величина тока якоря i^*_КА, i^*_КВ с сигналом обратной связи по току — i_KA, i_KB.

Под действием алгебраической суммы этих сигналов регуляторы тока формируют управляющие сигналы для генератора импульсов GI — a^*_A и a^*_B.

Сигналы a^*_A и a^*_B преобразуются генератором импульсов в импульсы управления тиристорами l_A, и l_B.

При выставлении ножей в исходное положение в работу включаются следующие блоки: блок 9 отменяет команду «старт» в ЦТЦРе. После отмены команды «старт» логика блока 18 блокирует тракт задания скорости сигналом W. Направление вращения при доводке ножей в исходное положение и их скорость определяются блоками 6,7,8.

После достижения исходного (верхнего) положения ножей появляются сигналы: S₀ — из блока управления положением 7, I₀ — из датчика нулевого тока 15, W₀ — из логического блока управления скоростью 13. Под действием этих сигналов блок ограничения тока 16 и 19 формирует команды на ограничение тока до 10% I_н в ведущем и ведомом приводах. Привод подготовлен к новому «старту».

Блок аварийной логики LOG при появлении сигналов:

а) сверхток преобразователя — I_KM;

б) потеря напряжения синхронизации — U₀;

в) превышение максимальной скорости W_M;

г) превышение максимального значения задания скорости W^*_M;

д) авария в системе УНИСТОР—Y2-50, блокирует регулятор тока, чем вызывает режим искусственного инвертора преобразователя и отключает преобразователь от питающей сети.

2.5 Выбор аппаратуры защиты и коммутации

Таблица 1 –Уставки защиты

Название защиты	Уставка	Численное значение	Тип аппарата
Максимальная токовая защита	1,25 Iном.дв	4375А	Электронная
Максимальная токовая защита ВАБом	2,2 Iном.дв	7700А	ВАБ
Токовая отсечка	2,5 Iном.дв	8750А	Электронная (САР)
Защита от обрыва поля	16А	15,7/11А	РЭВ821
Защита от превышения оборотов	1,1 nном 1,25 nном	395 об/мин 450 об/мин	Электронная Центробежный выключатель

2.6 Описание схемы управления, защиты и сигнализации