2 Специальная часть

2.1 Система электропривода рольганга

Для привода рольгангов большинства станов используются двигатели постоянного тока, получающие питание от преобразователей, в основном тиристорных.

В приводах мощностью до 200 кВт используются в основном серийные двигатели постоянного тока, серии Д. Для приводов большей мощности разрабатываются специальные прокатные двигатели. Важнейшим направлением развития прокатных станов является увеличение мощности главного привода, что обеспечивает повышение величин ускорения и замедления, величин обжатий в пропусках, уменьшение времени прокатки, увеличение массы слитка и как следствие – повышение производительности. По этой причине в электроприводах таких станов используются электродвигатели так называемой предельной мощности. Предельная мощность двигателей постоянного тока ограничивается допустимым напряжением между соседними коллекторными пластинами (10 – 20 В), нагревом якоря, максимально допустимой окружной скоростью якоря (70 м/с) и т.п.

Мощные прокатные электродвигатели постоянного тока конструируются так, чтобы обеспечить наилучшие динамические характеристики при заданной номинальной мощности в частности, широко применяются прокатные двигатели постоянного тока с многоходовой обмоткой. Применение многоходовых обмоток позволяет уменьшить диаметр якоря и соответственно момент инерции двигателя данной мощности; повысить окружную скорость якоря, повысить коэффициент полезного действия, расширить диапазон регулирования скорости путем изменения напряжения и т.п.

Тиристорный электропривод постоянного тока является основным видом привода прокатных станов и других металлургических машин, требующих глубокого и плавного регулирования скорости .

Тиристоры – это наиболее мощные полупроводниковые приборы, используемые в силовых схемах автоматизированного электропривода. Они рассчитаны на ток до нескольких килоампер при допустимом обратном напряжении в несколько киловольт. С помощью тиристора, включенного в цепь переменного тока, можно не только выпрямлять ток, но и регулировать его величину. Тиристор – это полупроводниковый ключ, имеющий лишь два состояния: открытое (включенное), при котором сопротивление в прямом направлении равно практически нулю, и закрытое (сопротивление считается равным бесконечности).

Двигатель постоянного тока имеет широкий диапазон регулирования скоростей и питается от тиристорного преобразователя. Достоинством тиристорного преобразователя являются: высокий КПД, обусловленный незначительным падением напряжения на тиристоре, быстродействие, отсутствие подвижных частей, бесшумность работы, отсутствие фундамента, возможность изготовления всего оборудования преобразователей в комплектном блочном здании.

В состав агрегата тиристорного преобразователя входит питающий трансформатор (ТР), вентильная группа, и система импульсно-фазового управления (СИФУ). СИФУ с тиристорным преобразователем выполняет следующие основные функции: вырабатывает синхронизированную с напряжением сети систему импульсов тока заданной формы; осуществляет сдвиг отпирающих (управляющих) импульсов относительно фазы напряжения. В некоторых случаях СИФУ осуществляет защиту тиристоров. фиксация момента управляющего импульса осуществляется обычно путем сравнения двух натяжений с использованием «вертикального» принципа.

Тиристорные преобразователи промышленных серий выполняются нереверсивными и реверсивными. Максимальное быстродействие при реверсе момента двигателя можно достичь при использовании реверсивного преобразователя, обеспечивающего возможность протекания тока якоря в обоих направлениях и быстрого торможения. Поэтому на подводящем рольганге используют реверсивный привод.

Прежде чем выбрать тиристорный преобразователь необходимо выбрать силовой трансформатор или токоограничивающий реактор. Силовой трасформатор выбирают по следующим основным величинам:

- номинальное выпрямленное напряжение и ток тиристорного преобразователя;

- напряжение питающей сети;

- допустимые колебания напряжения сети;

- число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

- частота сети.

При выборе трансформатора необходимо руководствоваться значениями мощности, вторичного напряжения, а также заданным значениям первичного напряжения, частоты сети, числа фаз первичной и вторичной обмоток. Тиристорный преобразователь малой мощности подключается к сети переменного тока через токоограничивающий реактор.

Уравнительные дросели служат для ограничения уравнительных токов в реверсивных вентильных преобразователях. Как правило устанавливают два одинаковых уравнительных дроселей, по одному на каждое направление тока двигателя. Эти дросели обычно выбираются насыщающимися, вследствии чего индуктивность дроселя, по которой протекает ток двигателя, практически равна нулю и все уравнительное напряжение в цепи выпрямитель-инвертор приложено к дроселю, по которому не протекает ток двигателя. Иногда уравнительные дросели выбираются ненасыщенными. В этом случае они выполняют роль сглаживающего дросселя. Уравнительный дросель выбирается так, чтобы его индуктивность была больше или равна рассчетной, а ток был больше или равен номинальному току преобразователя.