可逆冷轧机主传动系统的设计方案.docx
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可逆冷轧机主传动系统的设计方案.docx
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可逆冷轧机主传动系统的设计方案
摘 要
随着经济社会的飞速发展,建设祖国的大业正处在飞速发展中,东部经济的飞跃发展携带西部建设的不断开发,因此我国要大力加快西部建设,建设离不开钢铁,钢铁是建设的脊梁,所以我们要大力开发钢铁资源,轧钢机广泛用于各个钢铁工厂中。
轧钢机即可逆冷轧机,可逆冷轧机的主传动系统采用直流电动机的晶闸管逻辑无环流可逆调速系统,以满足轧制工艺对轧机传动系统能实现无机调速,有较高的稳态控制精度,较高的抗扰能力,在起制动过程中加减速恒定等要求。
系统的主回路采用两组晶闸管变流器反并联的接线方式,既节省电源,又经济实惠,只需一个交流电源供电,由于无环流,不需要设置环流电抗器。
系统的控制回路采用典型的双闭环,保证生产工艺的要求,保证起制动过程中加减速恒定,通过给定积分器得到转速给定信号。
利用调节器锁零电路,在系统处于停车状态,即速度给定电压为零,同时转速也的确为零时,将系统中所有调节器的输出都锁到零位上,避免了停车时各放大器零漂引起的晶闸管变流器有输出电压使电动机爬行。
关键词:
直流调速 逻辑控制无环流 晶闸管 稳态控制
Abstract
Flysociallytodevelopsoonalongwiththenoweconomy,thebigindustryofthedevelopmentsmotherlandisbeingplacedintoflytodevelopsoon,theeasternregionleapseconomiclythedevelopmenttakeswesternregionourcountrywanttobestrongly.Developmentsquicklyandwesternregion,developmentcannotgetawayfromthesteel,theisbackofdevelopments,sowewanttodevelopstronglysteelresources,theextensiveapplicationinthemachineofrolledsteelisineachsteelironworks.
Themachineofrolledsteelthenthemachineofanticoldroll,canthemaintransmissionsystemofthemachineofanticoldrolladoptthethyristorlogicnon-circulationofthedirectcurrentmotorcanthespecdcontrolsystemtocanrealizetothestrandingmachinetransmissionsystemthelimitlessadjustingissoon,havingthehighersteadystatecontrolaccuracy,higheranti-roaability,addandsubtractinrosebrakingprocesssoonthehengsettlestheect.Request.
Themajorloopofthesystemadoptstwothemethodofwiringofsetthyristorinverterantiparallels,sincesavethepowersupply,againeconomicrealbenefit,needsanACRpowersupply,becauseofnon-circulation,donotneedtoplacethecirculationthebatterytheanti-machine.
KeyWords:
Thedirectcurrentadjustsoon;Logiccontrolforhavenocirculation;
Silicontranscstor;Stabilizecontrol.
Thecontrolreturnadoptionofthesystemtypicalaclosedloops,guaranteetherequestoftheproductioncraft,guaranteetorisetoaddandsubtractinthebrakingprocesssoonthehengsettles,passingtogetthedefiniteintegralmachinetherevolvingspeedgivetosettlethesign.Makeuseofthemodulatorlockzeroelectriccircuit,havethedeliveryofthemodulatortoallloketheelectricpotentialofzeroinsystemwasplacedinparkthecarcondition,assoonaspossibledegreegavesettletensionaszero,atthesametimerevolvingspeedtooreallyforzero,systemlast,avoidtheeachamplifierinhourinengineroomzeropiaocausethyristorinvertercontaindeliverytensionmakemotorcrawledalong.
目 录
1绪论
1.1选题的意思
随着现代社会经济的飞速发展,振兴东北老工业基地的需要,各行各业对钢铁的需求越来越多,呈现飞速增长之势,因此在冶金业等领域中广泛应用的冷轧机的需求也越来越多,它具有制造各种型号薄厚钢铁辊压成型的生产能力,产品应用于各类大小型工业产房。
1.2冷轧机传动的新进展
目前世界上的冷轧机大部分是二十辊冷轧机,也有部分十二辊冷轧机。
但从传动的角度来看,其型式是一致的。
作为主传动,可分为轧机传动和卷取机传动,目前一般宽带二十辊冷轧机的电机功率约几千千瓦,两台卷取机电机的功率也各为几千千瓦。
由于冷轧往往要经过好几个道次,因此,上述电机均为可逆传动。
由于冷轧的高精度、高速度、高效率、因此对主传动提出了很高的要求。
由此大型直流电机迅速发展,并经历了发电机电动机机组调速系统及可控硅调速系统等几个阶段。
适应了冷轧生产的发展需要
随着可控硅换流技术的发展,特别是交流换流技术的发展,交交变频技术在工业上得到了广泛的应用,一向认为难于调速的交流电机也迅即受到人们的青睐,八十年代末,由交交变频装置供电的大型交流电动机开始用于二十辊冷轧机的主传动,九十年代该项技术得到了推广应用,由交交变频装置供电的交流电机调速系统与直流电机可控硅调速系统相比,交流传动的效率高、维修工作量小、可靠性高,同时由于交流电机的特殊结构,电机的转动惯量小,既改善了系统的调速性能又不必象直流电机那样用多台电机串联使用。
用于交交变频装置供电的交流电机调速装置的上述优点,目前世界上已有十多台二十辊冷轧机采用这种方式传动。
尽管采用交交变频装置的交流传动很优越,但是仍有一些不足之处。
交交变频装置在运行中仍有一定的谐波分量,虽然比可控硅直流调速装置小,但仍使电网波形畸变;从电网吸取的无功功率和直流调速系统相仿,因此,必须配备无功功率和谐波补偿装置,这要耗费较大的投资。
另外,交交变频装置输出的频率不到电源频率的一半,也限制了系统的调速范围。
随着电子元件的发展,特别是GTO(GataTurnOffThyristor门极可关断可控硅)元件的发展,给交流传动技术注入了新的活力。
由德国西门子公司开发的采用GTO元件的变频装置于1997年首次用于比利时ALZ不锈钢公司的3#二十辊冷轧机上。
该冷轧机的机械由德国森德威公司制造,该传动系统为可靠起见采用了A、B两套独立的供电装置,一套使用,一套备用。
交流电源经变压器,整流器后被整流为直流,直流侧为公共母线分别连接至轧机及两台卷取机的逆变器,直流电经逆变成交流电而传动三台交流电动机,交流电机为同步电动机。
该系统采用了特殊的控制模式,它根据工况采用低触发频率,优化和面向任务控制,使GTO元件的电流及时调整,全面优化,继而使波形良好,特性优异,损耗降低。
这一系统的优点较多,主要有以下几个方面:
变压器数量较少、功率小。
由于整流后的直流侧采用公共母线,因此,三台电机可以公用一台变压器,不必象一般的交交变频那样采用三台变压器。
冷轧机在运行过程中,轧机电机需消耗大量功率,而两台卷取机则相反,为了保持一定的张力,其中一台用于卷取的卷取机为电动状态,另一台用于开卷的卷取机则处于发电制动状态。
两台卷取机仅消耗一部分摩擦损耗功率,而极大部分功率互为补偿,由于这部分功率在直流侧母线得以交换,而不必经过变压器,因此,变压器的功率也较小。
系统功率因数接近“1”。
由于采用新的控制方式,传动系统只从变压器和整流器中吸取实际需要的功率,因此,系统功率因数接近“1”,不必采用无功补偿。
系统谐波分量降低。
由于采用了特殊的控制方式,系统输出的波形良好,因此,不必采用谐波补偿装置。
输出频率提高。
和一般的交交变频相比,该系统是交直交,因而输出频率可高达75赫兹,提高了系统的调速范围。
系统损耗小。
由于该系统的变压器少、变压器功率小,无功分量减少,不必使用动态无功补偿,因而,系统的损耗仅仅为交交变频装置的一半。
系统可靠性高、维修工作量低。
目前的GTO元件不再采用水冷,而用空气冷却。
由于触发频率的提高,不再使用熔断器。
采用模块结构更换元件方便,交流电机的结构也简单,因此,该系统可靠性高、维修工作量低。
2可逆冷轧机主传动系统的设计方案
2.1可逆冷轧机主传动系统的基本功能
无环流可逆系统通常可分为逻辑控制的无环流系统和错位控制的无环流系统,目前前一种常用。
采用逻辑控制无环流可逆调速系统,以满足轧制工艺对轧机传动系统能实现无极调速,有较高的稳态控制精度,较高的抗干扰能力和起动动态性能,在起制动过程中加减速恒定要求,以满足工业生产的要求。
系统的主环路采用两组晶闸管变流器反并联的接线方式,只需一个交流电源供电,由于无环流故不需设置环流电抗器。
系统的控制回路采用典型的双闭环,根据轧机的生产能力的要求,为保证起制动过程中加减速恒定,通过给定积分器得到转速给定信号Un*,并利用调节器锁定电路,在系统处于停车状态,即速度给定电压为零,同时转速也确为零时,将系统中所有调节器输出都锁到零位上,以免停车时各放大器零点漂移引起晶闸管变流器有输出电压,从而使电动机不稳的不正常现象。
2.2方案选择
本设计采用直流电动机晶闸管逻辑控制无环流可逆调速系统,主回路采用两组晶闸管变流器反并联方式,系统的控制回路采用典型的双闭环,只是将电流调节器分为两个,一个是ACR1,用于控制正组角发GTF,另一个控制反组触发器GTR,ACR1的输入信号Ui*,经反号器AR作为ACR2的输入信号Ui**,这样可以采用不反映极性的电流检测装置。
3可逻辑控制无环流可逆调速系统
3.1逆冷轧机的基本原理
为满足轧制工艺对轧机传动系统实现无极调速,主传动系统采用直流电动机晶闸管逻辑控制无环
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