Разработка электропривода прокатного стана холодной прокатки (стр. 4 из 6)

; (5.6)

Найдем требуемую индуктивность сглаживающего дросселя из условия максимально-допустимых пульсаций тока нагрузки, равных 5%,

Максимальный (ориентировочно) угол управления:

рад; (5.7)

Коэффициент для мостовой схемы:

; (5.8)

;

Требуемое индуктивное сопротивление сглаживающего дросселя:

; (5.9)

Гн; (5.10)

Выбираем сглаживающий дроссель СРОС3-800МУХЛ4, его паспортные данные:

– Номинальный ток дросселя:

А;

– Номинальное сопротивление дросселя:

Гн.

– Номинальные потери в меди дросселя:

Вт;

Ставим последовательно 2 дросселя:

Суммарная индуктивность сглаживающего дросселя:

Гн; (5.11)

Суммарное активное сопротивление сглаживающего дросселя:

Ом; (5.12)

Эквивалентное сопротивление коммутации:

Ом; (5.13)

Полное эквивалентное сопротивление якорной цепи двигателя:

; (5.14)

Ом;

Полная индуктивность якорной цепи (учитывая, что вторичная обмотка трансформатора соединена в треугольник и используется мостовая схема, которая «работает» с линейными напряжениями, а, следовательно, ток нагрузки течет только по одной из обмоток трансформатора.):

; (5.15)

Гн;

Определим конструктивный коэффициент двигателя, связывающий противоЭДС и скорость вращения вала двигателя:

; (5.16)

В*с/рад;

Момент на валу, развиваемый электродвигателем:

Н*м; (5.17)

Электромагнитный момент двигателя:

Н*м; (5.18)

Найдем относительную разницу между электромагнитным моментом и моментом на валу:

; (5.19)

Так как разница более 5%, то для дальнейших расчетов найдем конструктивный коэффициент двигателя, связывающий момент на валу двигателя и с током якоря:

Н*м/А;

Выражение механической характеристики имеет вид:

(5.20)

, где

=1 – падение напряжения на вентилях;

Из выражения механической характеристики находим углы открытия вентилей для заданных режимов работы:

Первая прокатка:

Вторая прокатка:

Третья прокатка:

Четвертая прокатка:

Для построения МХ и ЭМХ необходимо определить характер поведения характеристики в области прерывистых токов, следовательно сначала находим значения граничных токов и соответственно моментов для приведенных выше расчетных режимов.

Первая прокатка:

Вторая прокатка:

Третья прокатка:

Четвертая прокатка:

Непосредственно зону прерывистых токов рассчитаем по точкам. Зададимся десятью значениями

. Вычисления будем производить для тех же расчетных режимов что и ранее. В данном случае ток, момент и скорость двигателя в зоне прерывистых токов будут определятся исходя из следующих выражений.

Характеристики замкнутой системы будут абсолютно жесткие, что будет показано далее.

Сопротивление

в режиме прерывистых токов меньше сопротивления в режиме непрерывных токов на величину сопротивления коммутации. Однако, в этом случае будет разрыв характеристик в граничной точке. Сопротивление коммутации изменяется с изменением тока нагрузки так же как и эквивалентное сопротивление щеточного контакта. Тогда в режиме непрерывных токов с уменьшение тока нагрузки и становится равным нулю при граничном токе. Однако в этом случае двигатель механическая характеристика двигателя в режиме непрерывных токов становится нелинейной. Следовательно, оставим сопротивления

одинаковым в режиме прерывистых и непрерывных токов.

6. Расчёт переходных процессов в электроприводе за цикл работы

Механическая часть электропривода представлена трехмассовая расчётной схемой. Приведем обоснование перехода к одномассовой расчётной схеме.

Исходная схема:

Рисунок 6 – Расчетная схема, где

(кг*м²) (6.1)

(кг*м²) (6.2)

(кг*м²) (6.3)

Из справочника выбераем муфты с жесткостью:

(Н*м)

(Н*м) (6.4)

(Н*м) (6.5)

(Н*м) (6.6)

Так как

, то схема может быть представлена двухмассовой:

Рисунок 7 – Расчетная схема

(кг*м²) (6.7)

(кг*м²) (6.8)

(6.9)

(Н*м)

Перейдем к одномассовой расчетной схеме, т.к.

(*)

Собственная частота:

(с^-1) (6.10)

Желаемая частота среза:

(с^-1) (6.11)

где:а_Т, а_С, b_Т – коэффициенты демпфирования.

Так как выполняется условие (*) осуществляем переход к одномассовой расчетной схеме:

кг*м²(6.12)

Рисунок 8 – Расчетная схема привода

Расчетная схема механической части привода приведена в графической части. Имеем систему подчиненного регулирования, состоящую из двух контуров: контура тока и контура скорости. Для получения астатической системы и точного поддержания скорости прокатки настраиваем контур тока на МО, а контур скорости на СО.

Составляем структурную схему привода:

При исследовании и расчете систем исходят из математического описания физических процессов, происходящих в них.

Структурные схемы показывают взаимосвязь составных частей и характеризуют их динамические свойства, т.е. являются графическим изображением математического описания элементов системы в динамике.