Билет №9

Билет №9

1. Режимы преобразования энергии и ограничения, накладываемые на их протекание.

В зависимости от направления потока энергии различают:

1) двигательный режим (когда энергия поступает из сети, то есть преобразование электроэнергии в механическую). Двигатель развивает движущий момент для преодоления сил сопротивления, включая момент потерь. КПД<1. Рис.1.

. , .

.

1. генераторный режим.

2.1) параллельно с сетью (рекуперативное торможение). Потери покрываются за счет подводимого источника механической энергии. Рис.2.

2.2) последовательно с сетью. Рис.3.

2.3) динамическое торможение. Энергия идет на осуществление полезной работы – на торможение. Рис.4.

2. идеальный холостой ход. Из сети не потребляет, а потребляет с вала двигателя. Рис.5.

3. реальный холостой ход. Энергия поступает из сети. Рис.6.

4. режим короткого замыкания. Рис.7.

Ограничения:

1. Нагрев двигателя.

При протекании тока по обмоткам Д, в нем происходят потери.

Двигатель постоянного тока: , .

Двигатель переменного тока: .

Для двигателя нагревостойкость определяется классом изоляции: A,E,B,F,H,C.

Существует восемь номинальных режимов работы двигателей (S1-S8):

1. Длительный

2. Кратковременный номинальный

3. Повторно-кратковременный номинальный

4. Повторно-кратковременный номинальный с частыми пусками

5. Повторно-кратковременный с частыми пусками и эл. торможением

6. Перемежающийся номинальный

7. Перемежающийся номинальный с частыми реверсами

8. Перемежающийся номинальный с двумя или более скоростями.

2. Перегрузочная способность двигателя по току.

Допустимая нагрузка с точки зрения допустимого момента, максимального тока

. Двигатель постоянного тока: определяется условием коммутации Двигатель переменного тока: определяется критическим моментом, который может развить двигатель. Асинхронные: .

Синхронные: . Для двигателей постоянного тока необходимо ограничить ().

2. Построение подчиненной САР системы ТП-Д с П - регулятором скорости, динамические характеристики.

Объект регулирования: рис.1.

При построении системы подчиненного регулирования имеется возможность не учитывать внутреннюю обратную связь по ЭДС двигателя, тогда объект регулирования представим последовательной цепью инерционного и интегрирующего звеньев. В соответствии с принципами построения первый контур – контур регулирования тока, второй – скорости. Наличие внутреннего контура регулирования тока позволяет оптимальным образом отрабатывать наброс нагрузки, кроме того позволяет просто реализовать ограничение тока.

Построение контура регулирования тока. Рис.2.

Допущения:

1. пренебрегаем внутренней ОС по ЭДС, при необходимости предпринимаются меры для ее компенсации.

2. параметры объекта Ктп, Rэ, Тэ,… остаются стабильными.

3. пренебрегаем зоной прерывистых токов.

.

Имеет место ПИ-регулятор, компенсирующий параметры объекта.

. Передаточная функция разомкнутой системы:

Передаточная функция замкнутой системы: , , , , .

, .

Быстродействие определяется , динамические свойства не зависят от параметров объекта.

Построение контура регулирования скорости. Рис.3.

.

Таким образом, регулятор скорости – пропорциональный, компенсирует и делает систему оптимальной. Быстродействие в два раза ниже внутреннего контура, переходные процессы оптимальные.

САР скорости является однократно-интегрирующей системой. Система астатическая по задающему воздействию, с астатизмом первого порядка. Контур регулирования тока также астатический с астатизмом первого порядка.

Передаточная функция САР по управляющему воздействию:

, .

.

3. Особенности САР скорости валков чистовых клетей непрерывных листовых станов горячей прокатки.

Особенности непрерывной прокатки:

1. Одновременная прокатка металла во всех клетях непрерывной группы, определяет особенности скоростных режимов по клетям и связь между клетями через прокатываемый металл (изменяются моменты двигателей).

2. Ударное приложение и сброс нагрузки в ЭП при полной скорости.

Требуется минимальная длительность переходных процессов (переходный процесс в первой клети должен закончиться, прежде чем металл войдет во вторую клеть).

Перед прокаткой слябы нагревают. Борьба с температурным клином – прокатка с ускорением (0,005-0,1 ).

Требования к ЭП чистовых клетей НШСГП:

1. Широкий диапазон регулирования скорости (учитывая перевалку).

2. Минимально возможные значения статического и динамического падения скорости двигателя при входе полосы в клеть. (апериодический характер переходных процессов).

3. Обеспечение режимов совместного ускорения всех клетей, и торможение каждой клети с заданными значениями ускорений и замедлений.

4. Высокое быстродействие системы управления по управляющему воздействию, необходимое для успешной работы САРН.

Тахограмма работы клети:

Схема САРС для чистовой клети стана 2500ГП:

ТП: “вперед” – 12 пульсная, ”назад” – 6 пульсная.

Заправочная скорость последней клети близка к номинальной скорости двигателя, поэтому применяется ослабление потока. ТП работает с минимальным углом управления. Это уменьшает влияние ТП на сеть, коэффициент мощности выше. Увеличение скорости в основном идет с помощью регулирования потока. РС – ПИ чтобы поддержать межклетевое натяжение.