Пояснительная записка на 48 страницах 2 Графическая часть на 12 листах Руководитель к т. н., доц. Рыжков В. Г
 Скачать 2.09 Mb.
|
3 ВЫБОР И ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОГО СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯВажнейшей задачей проектирования является выбор приводного двигателя. Кроме выбора двигателя по мощности необходимо также учесть режим работы электропривода, способ возбуждения (для двигателей постоянного тока), номинальное напряжение двигателя, номинальную и максимальную скорости вращения двигателя. В качестве приводящего двигателя выбираем двигатель постоянного тока серии 4П. Двигатели этой серии отличаются повышенной перегрузочной способностью и низкой номинальной скоростью, что позволяет использовать их без дополнительных передаточных устройств. Прокатные двигатели постоянного тока могут получать питание от тиристорного преобразователя. Предусматривается питание двигателя от тиристорных преобразователей по 6-пульсной схеме выпрямления. Мощность вентильной группы «Назад» составляет 30-50 % от мощности вентильной группы «Вперед», из-за меньшей мощности создаваемой при торможении стана и продолжительности работы вентильной группы «Назад». Для управления вентильными группами тиристорного преобразователя целесообразно применять раздельное управление группами «Вперед» и «Назад». При этом время паузы, появляющееся при данном способе управления, естественно, не может влиять на технологический процесс прокатки, так как в рабочем режиме рабочие валки вращаются только в одну сторону - по направлению прокатки. Основное преимущество раздельного управления перед совместным управлением тиристорного преобразователя состоит в отсутствии необходимости применения дросселей для ограничения величины уравнительного тока. Кроме того, снижается вероятность прорыва инвертора, так как вентильная группа в режиме инвертора открывается только на период рекуперативного торможения. Раздельное управление тиристорными вентильными группами позволяет полнее использовать запас по напряжению преобразователя, так как выпрямительную группу преобразователя можно открывать с минимальным углом min=10,050 Благодаря этим преимуществам тиристорные преобразователи с раздельным управлением получили широкое распространение. Автоматизированный электропривод постоянного тока с тиристорными преобразователями в настоящее время является основным типом промышленных регулируемых приводов. При раздельном управлении тиристорного преобразователя появляется зона прерывистых токов. Она способствует резкому увеличению динамической просадки скорости двигателя при набросе нагрузки, ухудшается управляемость тиристорного преобразователя при малых токах. Всем вышеуказанным в этом пункте требованиям полностью удовлетворяет тиристорный преобразователь серии ТПЧ. 3.1 Выбор тиристорного преобразователя для питания якорной цепи двигателяДля приведения во вращение рабочих валков клети №6 применяется двигатель постоянного тока типа 4П-450-38-800 - У3. Технические данные двигателя приведены в клиентском формуляре (табл. 2.3). На основании технических условий на разработку и номинальных данных двигателя выбираем из каталога[12]тиристорный преобразователь серии ТПЧ в соответствии с соотношениями:  ; (3.1.1) ; (3.1.2) , (3.1.3)где  - перегрузочная способность тиристорного преобразователя при длительности перегрузки 10 с. - максимальная ЭДС ТП при  ; (3.1.4)Коэффициент усиления тиристорного преобразователя определим по формуле:  (3.1.5)Исходя из вышеуказанного выбираем тиристорный преобразователь серии ТПЧ, который является устройством преобразования переменного тока в постоянный и предназначен для питания двигателей постоянного тока. Всем вышеуказанным условиям отвечает тиристорный преобразователь типа ТПЧ-800-1,0. Выпрямитель серии ТПЧ является статическим устройством преобразования переменного тока в постоянный и предназначены для питания двигателей постоянного тока. Технические данные преобразователя представлены в таблице 3.1 Выпрямители предназначены для длительного режима работы, но допускают работу в повторно-кратковременном режиме и способны выдерживать циклические перегрузки в соответствие с таблицей 3.2 Выпрямитель - реверсивный с раздельным управлением, схема трехфазная мостовая с встречно - параллельным соединением мостов, шестипульсная. Управление выпрямителем осуществляется системой управления, которая обеспечивает: фазировку СИФУ в соответствии с группой соединения силового питающего трансформатора; плавное изменение угла управления в диапазоне от 0 до 170 электрических угла при изменении управляющего сигнала от +8 В до –8 В; раздельное управление группами реверсивного тиристорного преобразователя; выравнивание токов параллельно соединенных выпрямительных мостов с разбалансом токов не более 5% от среднего значения тока моста. Таблица 3.1 - Технические данные преобразователя
Таблица 3.2 – Условия эксплуатации тиристорного преобразователя (ТПЧ)
3.2 Выбор токоограничивающего реактораВыбор тиристорного преобразователя для питания обмотки возбуждения производитсяиз каталога[6] пономинальным данным прокатных электродвигателей в соответствии с соотношениями:  (3.2.1) (3.2.2)где Udв - номинальное выпрямление напряжения преобразователя. В; - коэффициент форсировки; Idв - номинальный выпрямленный ток, А. Запас по напряжению, который обеспечивает коэффициент форсировки необходим для того, чтобы во всех рабочих режимах привода магнитный поток оставался постоянным для обеспечения оптимального переходного процесса, что является обязательным требованием к электроприводу прокатных станов горячей прокатки, в особенности, к приводам непрерывных подгрупп. Для дополнительной защиты системы возбуждения от колебаний питающего напряжения тиристорный возбудитель подключается к индивидуальному источнику питания в трёхфазную сеть 380В, 50Гц, через токоограничивающий реактор. Токоограничивающий реактор типа РТСТ-10-1600-0,35 У3, с номинальными данными  Коэффициент форсировки, который может быть обеспечен данным преобразователем определится как  , (3.2.3)где Ud = 1,35600=810 В. (3.2.4) Такая величина коэффициента форсировки должна обеспечить достаточный запас по напряжению для всех режимов работы привода. Принципиальная схема питания обмотки возбуждения представлена на рис. 3.1. 3.3 Расчет параметров силового трансформатораТаблица 3.3 – Характеристики силового трансформатора ТМГ – 1000
Силовые масляные трехфазные двухобмоточные понижающие общепромышленного назначения трансформаторы ТМГ мощностью от 25 до 1250 кВА предназначены для внутренней и наружной установки.Для увеличения поверхности охлаждения в трансформаторах ТМГ 25-1250 герметичного исполнения применяются гофрированные стенки.Силовые трансформаторы ТМГ выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10 кВ, включительно, и вторичной обмотки (низкого напряжения) - 0,4 кВ. Схема и группа соединений – У/Ун-0, Д/Ун-11.Условия эксплуатации трансформаторов ТМГВысота над уровнем моря – до 1000 м. Температура окружающего воздуха: • для умеренного климата: от -45°С до +40°С (исполнения «У») • для холодного климата: от -60°С до +40°С (исполнения «ХЛ»). Относительная влажность воздуха – не более 80% при t 25°С.  Рисунок 3.1 –Принципиальная силовая схема питания обмотки возбуждения двигателя типа 4П Трансформаторы ТМГ не рассчитаны для работы:Во взрывоопасной и агрессивной среде (содержащей газы, испарения, пыль повышенной концентрации и т.п.); При вибрации и тряске. Так как вторичные обмотки являются расщеплёнными трансформатор можно рассматривать как два эквивалентных трёхобмоточных трансформатора. В опыте полного короткого замыкания можно считать, что он проводится сразу для двух одинаковых, параллельно работающих трансформаторов. Коэффициент трансформации Ктр=  = =  . (3.3.1)Максимальное значение тока первичной обмотки при работе одной расщеплённой вторичной обмотки; I1ф =  =  А, (3.3.2)Полное сопротивление фазы трансформатора, приведённой к вторичной обмотке  . (3.3.3)Активное сопротивление фазы трансформатора одного якоря  , (3.3.4)где m=3число фаз обмотки выбранного трансформатора. Индуктивное сопротивление фазы трансформатора  (3.3.5)Индуктивность фазы трансформатора  . (3.3.6)Так как на каждый якорь работает две параллельно включённых обмотки трансформатора при работе группы “вперёд” и одна при работе группы “назад” то необходимо знать сопротивление каждой обмотки. Из закона Ома и условия параллельной работы трансформаторов следует:  (3.3.7)Таблица 3.4 - Технические данные силового трансформатора
Рассчитаем индуктивность якоря по эмпирической формуле  , (3.3.8)где =0,10,25 эмпирический коэффициент, для компенсированных машин; р=11 число пар полюсов; Uн=600 В, Iн=1460 А номинальные значения напряжения, тока;  номинальная скорость вращения двигателя, (3.3.9)где n н=320 об/мин Критическая индуктивность, обеспечивающая выполнение первого условия, находится по уравнению Lкр1 =  мГн, (3.3.10)где Еdnm – амплитуда основной гармонической составляющей выпрямленной ЭДС; Р(1)% - допустимое действующее значение основной гармоники переменной составляющей выпрямленного тока.  (3.3.11) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
