Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Сайфутдинов Антон Валерьевич

Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи
<
Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сайфутдинов Антон Валерьевич. Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.03 : Липецк, 2005 193 c. РГБ ОД, 61:05-5/3544

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор методов исследования и снижения динамических нагрузок в ЭМС

2. Особенности динамических нагрузок механизма печного толкателя

2.1. Особенности механической части привода печного толкателя 26

2.2. Расчетные схемы механической части. Упрощенные расчетные схемы. Связь с задачей исследования 28

2.3. Динамические нагрузки механической части привода 29

3. Моделирование электромеханической системы привода печного толкателя

3.1 Задача моделирования 47

3.2 Математическое описание объекта 48

3.3. Структурные схемы параметров механической части объекта 62

3.4. Структура многомассовой электромеханической системы привода толкателя 62

3.5. Моделирование пуска толкателя без нагрузки 74

3.6. Моделирование пуска толкателя с объединенным слябом 76

3.7. Моделирование пуска и проталкивания слябов 79

3.8. Пуск и проталкивание слябов с учетом трения покоя и температуры нагрева слябов 82

4. Исследование динамики системы электропривода печного толкателя слябов

4.1. Физические процессы в механической части привода 87

4.2. Снижение динамических нагрузок привода печного толкателя 91

4.3. Снижение динамических нагрузок путем введения дополнительных обратных связей 110

4.4. Оптимальные структуры систем управления электроприводом печного толкателя 126

5. Синхронизация скоростей двигателей 136

5.1. Задача синхронизации скоростей двигателей в многодвигательном приводе 136

5.2. Исследование влияния жесткости синхронизирующего вала на динамику двухдвигательной электромеханической системы 137

5.3. Способы синхронизации скоростей двигателей в многодвигательном приводе с механической связью между ними 149

5.4 Способы синхронизации скоростей двигателей в многодвигательном приводе без механической связи между ними 161

Заключение 180

Библиографический список 182

Приложение.

Введение к работе

Актуальность работы. Несмотря на высокие темпы модернизации технологических процессов и оборудования на крупных производствах, особенно черной металлургии, физический износ основного оборудования значительно опережает темпы модернизации. На ряде установок, работающих в исключительно тяжелых условиях, требуется вкладывать значительные средства на ремонт и обслуживание даже модернизированного оборудования, вызвано это разрушающим действием динамических нагрузок. Ремонт агрегатов на крупных предприятиях черной металлургии неизбежно связан с нарушением отработки технологического цикла, что отражается на эффективности производства в целом. Из-за разрушений, в работе электрооборудования возникают вынужденные простои, которые снижают эффективность использования электроприводов. Рассмотрим их на примере методической нагревательной печи №1 стана 2000 ОАО НЛМК.

Таблица 1 Данные о простоях электрооборудования методической печи №1 стана 2000

ОАО НЛМК за период 2003 г.

5 окончание табл. 1

Для сравнения, простои в 2002 г. составили 2401,1 ч; в 2001 г. - 2447 ч; в 2000 г. - 2321,25 ч; 1999 г. - 2111 ч.

Простои электрооборудования снижают производительность печи на 23%. В связи с этим приходится использовать еще несколько печей, чтобы обеспечить необходимую производительность стана.

Сравнительно большие мощности электроприводов, наличие значительного количества упругих элементов и зазоров приводит к тому, что динамические нагрузки в несколько раз превышают номинальные. Под их действием происходит разрушение элементов каркаса сооружения, элементов электромеханической системы (ЭМС), коммуникаций, прилегающих или проходящих в зоне работы механизма. При этом наблюдается вибрация постов управления механизмами, что в значительной мере затрудняет работу операторов. Особенно заметное влияние нагрузки оказывают механизмы, использующие групповой привод, элементы с большим количеством масс и зазоров, малые соотношения инерционных масс. В связи с этим весьма актуальной является задача ограничения динамических нагрузок на механизмы, решение которой позволит более эффек-

тивно использовать электропривод печного толкателя в металлургическом производстве.

Цель работы. Разработка систем управления электроприводом толкателя нагревательной печи, позволяющих снижать вредное воздействие динамических нагрузок на агрегат и повышать долговечность работы оборудования в условиях металлургического производства.

Идея работы основана на применении комплекса мероприятий, учитывающих особенности работы печного толкателя, путем увязки декремента затухания, коэффициента динамичности и угловой скорости агрегата таким образом, чтобы получить оптимальные динамические характеристики с целью снижения динамических нагрузок на его электромеханическую систему.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

выявить причины высоких динамических нагрузок во вспомогательных приводах, в частности приводе печного толкателя;

обосновать структурную схему механической части системы электропривода толкателя;

провести анализ влияния динамических нагрузок на электромеханическую систему толкателя;

создать математическую модель электромеханической системы исследуемой группы приводов и провести анализ их динамических нагрузок;

обосновать способы снижения динамических нагрузок исследуемой группы приводов и определить их эффективность;

разработать способы синхронизации вращения валов двигателей в многодвигательном приводе толкателя, учитывая его особенности.

Научная новизна заключается в:

- предложенной модели 35-ти массовой электромеханической системы привода печного толкателя, построенной с учетом сил трения покоя и распределения температуры в рабочей зоне печи, позволяющей исследовать работу системы при отсутствии возможности реального экспериментирования;

обосновании применения комплексного подхода, позволяющего наиболее эффективно использовать способы снижения динамических нагрузок на электромеханическую систему печного толкателя;

разработанной методике определения оптимальной жесткости вала двигатель-механизм, дающей возможность получать наилучшие показатели логарифмического декремента затухания системы, угловой скорости вращения двигателя, коэффициента динамичности привода;

разработанных системах синхронизации работы двигателей электропривода печного толкателя, отличающихся от известных систем возможностью максимально снизить рассогласование скоростей двигателей (до значения менее 0.5%), а также простотой и минимальными экономическими затратами.

Практическая ценность состоит в том, что:

применение комплексного подхода к решению задачи снижения динамических нагрузок на систему электропривода печного толкателя позволяет снизить отрицательные последствия их влияния на работу агрегата, уменьшить время простоев электрооборудования по причине ремонтных работ, повысить эффективность использования электропривода толкателя в производстве;

разработанная методика нахождения оптимальной жесткости дает возможность определять значение параметров системы, при которых показатели динамики привода наилучшие;

использование обобщенной модели позволяет исследовать динамику системы электропривода толкателя без его вывода из работы и нарушения технологического процесса;

разработан цифровой датчик рассинхронизации вращения двигателей, обладающий преимуществами перед индукционными датчиками.

Методы исследования. При проведении исследований, анализа и реализации поставленных задач использовались аналитические и графоаналитические методы, методы математического и компьютерного моделирования динамических систем, основные методы и положения теории электропривода, теоретические основы электротехники, основы теории электрических машин, численные

8 методы математического анализа, теоретической механики и деталей машин.

Для построения датчика рассинхронизации использовались методы разработки

и построения цифровой, импульсной и вычислительной техники.

Достоверность результатов подтверждена математическим обоснованием разработанных зависимостей; представленной выборкой экспериментальных данных, полученных в реальных условиях; сопоставимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными (относительная погрешность не превышает 5%).

Реализация работы. Результаты исследований, содержащихся в работе, использованы на участке методических нагревательных печей стана «2000» ОАО «НЛМК», что подтверждено актом внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на: ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов факультета автоматизации и информатики ЛГТУ, Липецк, 2002 г.; ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов факультета автоматизации и информатики ЛГТУ, Липецк, 2003 г.; научно-технической конференции кафедры электропривода ЛГТУ, Липецк, 2004 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, одного приложения и содержит 192 страницы основного машинописного текста, 92 рисунка, 7 таблиц. Список использованных источников состоит из 105 наименований. Приложение на одной странице. Общий объем работы составляет 193 страницы.

Динамические нагрузки механической части привода

Привод печного толкателя относится к специальной группе механизмов, которая включает в себя системы, имеющие групповой привод, элементы с большим количеством масс, и сложным математическим описанием механической части. Эта группа состоит, в основном из механизмов, применяющихся в металлургическом цикле. Наиболее интересные и ярко выраженные представители данной группы приводов - это привод поворота конвертора, применяющийся в конверторных цехах, привод механизма миксера, также использующийся в конверторных цехах, а также и привод толкателей методических печей, применяющихся в листопрокатных цехах.

Механическая часть ЭМС включает в себя все связанные движущиеся массы: двигателя, передаточного устройства и исполнительного механизма машины. К ротору двигателя при скорости со приложен электромагнитный момент М, под действием которого механика приводится в движение рабочим органом машины, и совершается механическая работа. Совершая механическую работу, привод воздействует на всю конструкцию механизма. Под действием различного рода сил в движение приходят элементы конструкций систем, фундаменты и связанные с ним части агрегата. В связи с этим, особое внимание следует уделить механической части системы, рассмотрев более подробно динамику данной части.

Кинематические схемы основных представителей данной группы механизмов показаны на рис.2.1, рис.2.2, и рис.2.3. Соотношение инерционных масс привода конвертера лежит в пределах 1,1 - 1,8, в зависимости от производительности конвертора. Соотношение инерционных масс привода механизма миксера лежит в пределах 1,15 - 1,55, в зависимости от производительности миксера. Соотношение инерционных масс привода механизма печного толкателя лежит в пределах 1,53 - 2, в зависимости от величины посада слябов в печь. Механическая часть таких приводов имеет ряд отличительных особенностей. Во-первых, как было сказано выше, соотношения инерционных масс у систем не постоянное. Оно меняется в зависимости от режима работы приводов. При этом в любом режиме соотношение масс остается ниже 2. Такое значение является небольшим и динамические свойства систем с таким соотношением имеет ряд особенностей, о которых будет сказано ниже. Во-вторых, системы данной группы приводов являются многомассовыми, включая в себя до 30 различных масс, имеющих в связях между собой зазоры и упругости. В связи с этим силы, действующие на эти массы со стороны других масс, носят колебательный характер. Причины возникновений колебаний на примере одного из привода будут рассмотрены ниже. В-третьих, все привода являются многодвигательными, работающими на один механизм, что накладывает определенные требования на двигатели и систему управления. Это означает, что двигатели должны иметь практически идентичные механические характеристики, а элементы системы управления должны быть прецизионными. Причем в некоторых случаях полностью исключается выход из строя одного из двигателей. Для исключения рассогласования в скоростях двигателей, работающих на один механизм, из-за невозможности выполнения условия идентичности элементов привода должна быть применена система синхронизации скоростей двигателей. Самым простым способом синхронизации является применяемый на толкателях - синхронизирующий вал. Любую систему, имеющую двигатель, редуктор и исполнительный механизм можно представить стандартной расчетной схемой, показанной на рис.2.4. Она состоит из п масс, имеющих моменты инерции Ji, J2, ... Jn и упругости Сп, С23, ... C(n-i)n соответственно. Также между массами имеются зазоры, величины которых соответственно равны Афп, Афгз, ... Аф(П-і)п- На схеме условно указаны моменты сил, действующих на элементы схемы, и направления скоростей вращения масс. Однако, для данных приводов, и в частности для привода печного толкателя, эта схема является условной. Лишь при определенных условиях (например: абсолютная идентичность двигателей, отсутствие упругих связей между приводами и т.д.) такую расчетную схему можно использовать применительно к данной группе механизмов. Отличительной особенностью таких систем является то, что их расчетная схема не имеет вид простой последовательной схемы. Она является последовательно-параллельной разветвленной. И в общем случае для данных приводов имеет вид, показанный на рис. 2.5.

Данная расчетная схема построена на основании того, что системы являются многодвигательными с упругими связями между приводами (двигателями), работающими на один механизм. Таким образом, задача исследования сводится к анализу этой расчетной схемы, наиболее полно отражающей суть работы исследуемых ЭМС. Однако в некоторых случаях для анализа поведения систем без учета синхронизации, т.е. при обычном набросе нагрузки, целесообразно считать двигатели абсолютно идентичными, что позволит несколько упростить расчетную схему, приведя ее к виду, показанному ранее на рис. 2.4.

Структура многомассовой электромеханической системы привода толкателя

В качестве нагрузки принят плот, состоящий из 30 слябов стали марки ЗКП весом по 25 тонн каждый (итого 750 т). Каждый сляб представлен самостоятельной массой (рис.3.10). По результатам моделирования можно оценить динамические свойства смоделированной системы (рис.3.16). Как и в предыдущем случае наблюдается ошибка по скорости системы. Статическая ошибка по заданию равна:

Нагрузка набрасывается не сразу, а по мере выбора зазоров. Поэтому уменьшилась просадка скорости. Так как при выборе зазоров нагрузка резко увеличивается, повышаются динамические усилия на штанге толкателя. Коэффициент динамичности для штанги примерно равен 3,2 (в упрощенной модели - 2,94).

В момент времени, когда штанга подходит к первому слябу, зазор между ним и последующим слябом полностью открыт. Привод получает нагрузку, равную одному слябу. Как следствие этого, наблюдается резкий скачок скорости и усилия первого сляба. В следующий момент времени зазор закрывается и нагрузка увеличивается вдвое. И уже нет такого резкого скачка усилия и скорости. Постепенно, с некоторой задержкой по времени, в движение приходят все слябы. Так последний сляб начинает свое движение приблизительно через 0.6 секунд после наброса нагрузки.

В начальный период наброса нагрузки происходит сжатие плота и выбор зазоров. Когда силы упругости слябов превысят силу трения, плот слябов начинает двигаться, при этом скорость его увеличивается. Повышение скорости вызывает уменьшение сил трения, а, следовательно, снижается сопротивление движению слябов, Это приводит к расжатию плота, уменьшению сил упругости и, как следствие, к уменьшению скорости движения слябов и повторному открытию зазоров. Возникающий при этом рост силы трения приводит к повторному сжатию плота и к повторному увеличению действующих на него усилий со стороны толкателей. В дальнейшем процесс повторяется и носит колебательный характер.

Как показали проведенные в этой главе исследования, частота колебаний последнего сляба примерно 2 Гц, двадцатого -3,6 Гц, а десятого примерно 4,5 Гц. Это объясняется следующим. После первого сляба в садке находятся еще 29 слябов со своими зазорами и упругостями. При выборе этих зазоров и возникают высокочастотные колебания. Двадцатому слябу приходится при движении "выбирать" меньше зазоров, и, как следствие, частота его колебаний ниже. Последний сляб, в свою очередь, движется без выборов зазоров (он последний в садке). Отсюда у него наименьшая частота колебаний. Его колебания вызваны тем, что усилие, действующее на него со стороны 29-го сляба, имеет колебательный характер.

Частота собственных колебаний печи примерно 2-5 Гц. Таким образом, конец сварочной зоны и начало томильной будут в большей степени подвержены резонансным явлениям и, как следствие, большему разрушению. Частоты колебаний слябов будут различаться в зависимости от сортамента прокатываемого металла. В качестве нагрузки принят плот, состоящий из 30 слябов стали марки ЗКП весом по 25 тонн каждый (итого 750 т). Все слябы представлены самостоятельной массой. Момент трения и инерции слябов такие же, как и в предыдущем пункте. При моделировании процесса проталкивания учитывается сила трения покоя и нагрев слябов. Значения температуры и модуля упругости для каждого сляба приведены в табл. 3.5. Так как при движении плота слябов наблюдается частое открытие и закрытие зазоров, нагрузка (сила трения) имеет вид высокочастотных апериодически спадающих пиков (среднее значение будет выше, чем в предыдущем примере). По этой причине амплитуды гармонических колебаний будут больше (рис.3.17). Слябы продвигаются по печи по принципу, описанному в предыдущем пункте (причины повторного образования зазоров между слябами). Наблюдается снижение частоты колебаний первых слябов в садке. Это явление объясняется увеличенной нагрузкой и снижающейся жесткостью слябов по мере продвижения к концу садки. Повышенная нагрузка и температура нагрева слябов влияет также на коэффициент динамичности. Так для усилия на штангах толкателя: - упрощенная модель - 2,94; - детализированная модель - 3,2; - модель с учетом трения покоя и температуры - 3,4. Таким образом, можно заключить, что при учете коэффициента трения покоя и снижении жесткости слябов происходит снижение частот колебаний слябов и увеличения коэффициента динамичности. Согласно [37] собственные частоты колебаний печи находятся в пределах 2-5 Гц. Такие частоты имеют место в последних слябах садки. Значит, именно здесь могут возникать резонансные явления, негативно влияющие на агрегат в целом. В процессе моделирования выяснено, что рабочие скорости приводов, а также нагрузки соответствуют реальным [37]. Однако пиковые значения нагрузок для полной системы и для упрощенной незначительно различаются, в связи с допущениями, принятыми для трехмассовой системы.

Снижение динамических нагрузок привода печного толкателя

Условно разделяя диаграмму на три примерно равные зоны видно, что большинство структур систем лежат в области приемлемых значений, где зона А - оптимальные структуры, Б - приемлемые структуры, В - неприемлемые структуры.

Как видно из диаграммы системы 1, 2, 4 являются неприемлемыми, системы 3, 5, 6, 7, 8, 9 - приемлемыми и оптимальной структурой по данным критериям является система с гибкой обратной связью по упругому моменту. Однако при этом особенностью данной системы является снижение рабочей скорости механизма, что противоречит условиям технологического процесса.

Тогда исключая системы не соответствующие технологическому процессу и перенося для наглядности ось координат в точку соответствующую Кдац = 2, получаем следующую диаграмму (рис 4.29). Деля диаграмму на зоны, получаем: Зона А: 2 - система с введенной индуктивностью; 4 - система с обратной связью по первой производной исполнительного вала; 5 - система с обратной связью по второй производной исполнительного вала. Зона Б: 1 - стандартная система; 3 - система с увеличенной жесткостью упругих элементов. Анализируя данную диаграмму можно сказать, что точки оптимальных систем для данного механизма лежат левее и выше всех точек на диаграмме, т.е. в зоне А. А наиболее оптимальной системой является система с обратной связью по первой производной исполнительного вала. Таким образом, из всех вышеперечисленных способов улучшения демпфирующей способности наиболее эффективным оказался способ введения дополнительных обратных связей. Этот способ позволяет не вносить изменения в механическую часть системы, что с точки зрения трудоемкости и экономии более благоприятно. Оказалось, что наибольший эффект дает применение обратной связи по первой производной от скорости исполнительного вала, хотя использование первой и второй производной можно считать одинаково эффективным (различие только в незначительной разнице в быстродействии этих систем). - Проведены исследования работы системы при изменении жесткости механической характеристики привода. Из исследований видно, что для данного привода изменение жесткости механической характеристики позволяет существенно повысить демпфирующую способность системы. - Проведены исследования работы системы при введении индуктивности в силовую цепь двигателя. Из исследований видно, что для данного привода влияние индуктивности силовых цепей двигателя положительно сказывается на демпфирующей способности системы. - Проведены исследования работы системы при увеличении жесткости упругого элемента. Из исследований видно, что для данного привода эффект от изменения жесткости упругого элемента значительно усиливается с увеличением жесткости этого элемента. Однако здесь имеет место оптимальная жесткость упругого элемента, при которой демпфирующая способность системы стремиться к своему максимуму, и при котором дальнейшее увеличение уже отрицательно сказывается на динамике привода. Также предел увеличения определяется весогабаритными показателями элемента. - Наиболее эффективными оказались способы снижения нагрузок, при которых в систему управления вводятся дополнительные обратные связи по первой и второй производной от скорости исполнительного вала, при этом нет необходимости вносить изменения с механическую часть системы - Исследование системы с гибкой обратной связью по упругому моменту показало, что данный способ позволяет значительно снизить частоту упругих колебаний в зоне печи. Однако при этом значительно снижается рабочая скорость агрегата и затягиваются переходные процессы системы. - Система с обратными связями позволяет уйти из зоны резонанса печи. При работе нескольких двигателей на один механизм в электромеханической системе, при определенных условиях могут возникать значительные механические колебания как системы в целом, так и отдельных ее элементов. Эти колебания создают дополнительные динамические нагрузки, которые в отдельных случаях могут в несколько раз превышать допустимые значения. Причина возникновения этих колебаний состоит в следующем. В многодвигательном приводе обычно используются двигатели одного типа и, соответственно, системы управления для них выбираются одинаковыми. Однако, реальные значения параметров автоматизированных приводов часто различаются между собой, а следовательно будут различаться и их механические характеристики. Так как двигатели работают на один исполнительный механизм, возможно создание таких условий, при которых один двигатель будет брать на себя часть нагрузки другого двигателя. А при достаточно больших различиях в характеристиках ведомый двигатель переходит в генераторный режим и полностью отдает свою нагрузку ведущему двигателю. Учитывая, что привод содержит упругие звенья, колебательность системы в этом случае может достигнуть достаточно больших значений.

В связи с этим становится актуальным вопрос синхронизации скоростей приводов в многодвигательных электромеханических системах. Для оценки влияния жесткости синхронизирующего вала на динамику системы имеет смысл изучить степень его влияния на систему при различных же-сткостях вала.

Исследование влияния жесткости синхронизирующего вала на динамику двухдвигательной электромеханической системы

Суммарная стоимость микросхем КМ155ЛА2, КМ155ТВ1, КМ155ЛАЗ составляет 29,19 руб., а потребляемая ими суммарная мощность в рабочем режиме составляет 0.1 Вт. Средняя стоимость сельсина составляет 5500 руб. Однако, т.к. сельсин работает в паре сельсин-датчик сельсин-приемник, стоимость, соответственно увеличивается в 2 раза, и составляет 11000 руб.

Средняя потребляемая активная мощность сельсина составляет 50 Ватт Стоимость 1 кВтч электроэнергии 0.86 руб. Тогда разница в стоимости составляет 5775,46 руб. Экономия электроэнергии в сутки составляет: В год экономия составляет 1-365=365 руб. Учитывая, что на крупных предприятиях, таких как предприятия металлургической промышленности, количество таких датчиков может доходить до нескольких тысяч, экономия может составлять до нескольких миллионов руб. в год. Подводя итог, можно сказать, что предложенная система синхронизации с использованием предложенного цифрового датчика рассинхронизации может являться наиболее перспективной при решении задач синхронизации вращения двигателей, работающих на один механизм. - Исследования влияния жесткости синхронизирующего вала показали, что существует диапазон оптимальной жесткость, при которой декремент максимален, а коэффициент динамичности минимален. Значение этого диапазона лежит в пределах: 40000-100000 нм/рад. - Предложена система синхронизации двигателей с механической связью между ними. Исследования, проведенные для такой системы, показали, что такой способ синхронизации позволяет добиться значительного снижения упругого момента на синхронизирующем валу и, как следствие, снижения нагрузок на двигатель. При этом выравниваются токи двигателей и скорости, хотя их рассогласование носит колебательный характер. - Предложено в качестве датчика рассинхронизации использовать цифровой датчик, лишенный недостатков индукционных, и разработана его схема. - Приведен расчет экономического эффекта от использования цифрового датчика. В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки систем, позволяющих эффективно снижать динамические нагрузки электропривода печного толкателя за счет использования комплексного подхода, учитывающего особенности работы агрегата, увязывая декремент затухания, коэффициент динамичности и угловую скорости агрегата таким образом, чтобы получить оптимальные динамические характеристики привода. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований сводятся к следующему: 1. Выявлены причины высоких динамических нагрузок: наличие большого количества упругих элементов и зазоров, действие колебательного характера сил трения на слябы, наличие упругого соединения между двигателями, несоответствие параметров реальных приводов. 2. Сформулированы требования к системе электропривода толкателя нагревательной печи. Обоснована структурная схема механизма. Установлено, что отличительным требованием является поддержание рабочей скорости агрегата в пределах 0,16 м/с, способствующей выходу за границы резонансной зоны печи, и снижению вероятности появлений резонансных явлений механической части системы. 3. Разработана обобщенная математическая модель электропривода печного толкателя, содержащая основными элементами систему управления приводом, механическую часть и нагрузку (слябы), которая максимально соответствует реальному механизму, а также, в соответствии с определенными допущениями, разработана упрощенная модель. Полученное различие результатов переходных процессов для моделей и реального агрегата не превышает 5%. 4. Показано, что эффективное уменьшение динамических нагрузок достигается использованием комплекса мероприятий: - недокомпенсацией электромагнитной постоянной времени; - электрической синхронизацией работы двигателей; - работой механизма толкателя на оптимальных скоростях, позволяющих выйти за границы резонансной зоны печи. 5. Получены результаты проведения натурного эксперимента и проверена достоверность теоретических положений о снижении колебательности в электромеханических системах с малым соотношением инерционных масс путем недокомпенсации индуктивности в цепи якоря двигателя, о чем получен акт внедрения. 6. Показано, что проведенные исследования справедливы и для других типов приводов, например, асинхронного, в связи с идентичностью их динамических механических характеристик.

Похожие диссертации на Снижение динамических нагрузок системы электропривода толкателя слябов нагревательной печи