CC BY
86
УДК 62-83:621/.69
А.В. Еремин, асп., (3519) 22-72-79,
epa@nntu.nnov.ru (Россия, Магнитогорск, МГТУ),
О.В. Федоров, д-р техн. наук, проф., (831) 436-03-69,
epa@nntu.nnov.ru (Россия, Нижний Новгород, НГТУ),
Ю.В. Шевырев, д-р техн. наук, проф., (831) 436-03-69,
epa@nntu.nnov.ru (Россия, Москва, Московский горный университет)
МОДЕРНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА АГЛОМЕРАЦИОННОЙ МАШИНЫ
Приведены основные результаты моделирования процесса детерминированного пуска, подтверждающие реализуемость его в схеме с трансформаторно-тиристорным пусковым устройством.
Ключевые слова: процесс детерминированного пуска, трансформаторно-тиристорное пусковое устройство.
Основным производственным агрегатом агломерационной фабрики является агломерационная машина, которая предназначена для получения агломерата путем окускования (спекания) мелочи железных руд с одновременным частичным очищением их от вредных примесей. На агломерационной фабрике №4 используются прямолинейные агломерационные машины конвейерного типа АКМ1-75. Данный тип агломашины представляет собой подвижную замкнутую ленту, состоящую из колосниковых тележек (паллет), которые, передвигаясь по проложенному на металлических конструкциях рельсовому пути, непрерывно загружаются шихтой. Такие агломашины относятся к разряду машин большой производительности. Во время последовательного прохождения спекательных тележек над вакуумными камерами ведется процесс спекания, помимо этого осуществляются процессы подогрева горячими газами и одновременное подсушивание слоя шихты, а также первичное охлаждение готового агломерата. После зоны охлаждения паллеты переходят на звездочки разгрузочного устройства, где происходит разгрузка агломерата в дробилку. Порожние паллеты после звездочек разгрузочного устройства попадают на нижние горизонтальные направляющие и продвигаются к головной части агломашины, где зацепляются зубьями головного барабана, и поднимаются на верхние направляющие, а затем подаются под загрузку шихтой. Схема агломерационной машины представлена на рис. 1.
Головной барабан приводится во вращение при помощи системы зубчатых колес и редукторов. Данная кинематическая схема, применяемая для вращения головных барабанов агломерационных машин на аглофабри-ке №4 ОАО «ММК», имеет несколько особенностей. Для создания необходимого момента на валу головного барабана используются два электропривода постоянного тока, два редуктора с шестеренными передачами и
38
несколько зубчатых колес. Причем система привода агломашины, разделенная на две части, имеет общий вал, на котором находится зубчатое колесо, приводящее во вращение головной барабан. Использование в данной кинематической схеме двух электроприводов, работающих на одну нагрузку, имеет ряд известных недостатков. Проблема неравномерности распределения нагрузки между приводами в данной системе имеет решение, путем последовательного соединения обмоток якоря. Но большое число составляющих системы привода головного барабана, уменьшает надежность.
Рис.1. Схема агломерационной машины: I - зона загрузки паллет агломерационной шихтой; II-зона спекания агломерата; III-зона предварительного охлаждения; IV - зона разгрузки паллет; Я - радиус головного ведущего барабана; Ш - радиус ведомого барабана
Несмотря на выше перечисленные недостатки, данный вариант построения систем приводов агломерационных машин в условиях агломерационной фабрики №4 наиболее подходящий. В связи с тем, что паллеты имеют большую массу и при их перемещении возникает огромное усилие сопротивления движению, необходимо поддерживать соответствующий момент на валу головного барабана, достаточный для создания усилия подъема, перемещения и продвижения тележек по горизонтальным направляющим. Учитывая низкую частоту вращения головного барабана (0,12 об/мин), редуктор должен обладать большим передаточным числом. В то время, когда разрабатывался привод агломашины, редукторы соответствующие данным требованиям имели большие габариты и высокую стоимость обслуживания. В связи с этим при проектировании было принято решение использовать два редуктора, широко используемых в промышленности, вместо одного.
Электропривод головного барабана агломерационной машины включает в себя два привода постоянного тока с тиристорным управлением.
В условиях сложившейся экономической ситуации руководство
Магнитогорского металлургического комбината стремиться к улучшению качества и увеличению объема выпускаемой продукции, а также повышению конкурентоспособности предприятия. Для достижения поставленных целей и дальнейшего развития необходимо провести ряд мероприятий по модернизации основного оборудования агломерационной фабрики. Система электропривода головного барабана агломерационной машины должна отвечать требованиям по высокой надежности, точности регулирования, и поддержания необходимого момента на валу головного барабана.
Данная проблема электропривода агломашины существует не только на Магнитогорском металлургическом комбинате, но по всей стране, где применяются для спекания агломерата машины подобного типа, следовательно, данная проблема имеет глобальный характер.
В настоящее время уже предпринимались попытки решения изложенных проблем, однако они носили частный характер и существенного результата не принесли.
При комплексном подходе к решению данной задачи появляется необходимость замены электропривода постоянного тока на современный автоматизированный частотно-регулируемый электропривод переменного тока, а так же предусмотреть изменения кинематической схемы привода головного барабана, с целью увеличения надежности и точности регулирования скорости агломашины электроприводом переменного тока.
Рассмотрим необходимость замены электропривода постоянного тока на электропривод переменного тока с точки зрения экономической эффективности. Асинхронные двигатели отличаются высокой надежностью и низкой стоимостью, по сравнению с двигателями постоянного тока. Что касается частотного преобразователя, то сравнивать его стоимость с аналоговым приводом постоянного тока, использовавшимся несколько лет назад, не совсем корректно. Такие приводы, ввиду их низкой надежности и нестабильности параметров, ведущими мировыми производителями выпускаются только в качестве запчастей. Стоимость современного цифрового привода постоянного тока зачастую превышает стоимость частотного преобразователя, т.к. спрос на них значительно ниже, а дальнейшее совершенствование и развитие данного типа привода не входит в круг интересов производителей, т.к. не предполагает отдачи от таких разработок. К тому же электропривод постоянного тока требует больше времени на диагностику и устранение часто возникающих неисправностей, что приводит к длительным простоям технологического оборудования.
Для увеличения надежности механической части привода головного барабана агломашины можно предложить следующую кинематическую схему, представленную на рис. 2.
Особенностью предлагаемой кинематической схемы является замена двух редукторов шестеренчатого типа на один планетарный редуктор. По сравнению с обычным цилиндрическим редуктором планетарный ре-
дуктор имеет явные преимущества. Это малая удельная материалоемкость при достаточно большой нагрузочной способности, что объясняется наличием многопарного зацепления; компактность, бесшумность, меньшие масса и габариты, возможность получения больших передаточных чисел. К тому же, планетарный редуктор дает возможность обеспечить низкую скорость вращения выходного вала и чаще всего используется для передачи вращения сниженной частоты. Выбор редуктора планетарного типа является абсолютно обоснованным, так как он обладает рядом преимуществ, в отличии от других видов редукторов.
Л
^ У/Л ^ | I//.
Рис. 2. Предлагаемая кинематическая схема привода головного барабана агломашины
Преимущества предлагаемой кинематической схемы прослеживаются явно, но необходимо учитывать реальные производственные условия агломерационной фабрики №4. Необходимо провести дополнительный анализ перспективы изменения кинематической схемы с точки зрения экономической эффективности. А так же необходимо рассмотреть вариант модернизации привода агломерационной машины без изменения кинематической схемы, а ограничится только заменой устаревшего электропривода постоянного тока с тиристорным управлением на современный асинхронный привод с частотным управлением. Решение проблемы электропривода агломашины будет зависеть от того, какой вариант реконструкции будет принят.
При использовании существующей кинематической схемы возможно два метода построения системы электропривода. С одним частотным преобразователем и двумя, подключенными к нему электроприводами. В данном случае для обеспечения выравнивания моментов между двумя электроприводами, необходимо обмотки двух асинхронных двигателей соединить последовательно. Схема соединения представлена на рис. 3,а.
Также возможен вариант реконструкции с применением схемы со-
единения с двумя частотным преобразователями и двумя электродвигателями, каждый из которых подключен к своему частотному преобразователю. Схема представлена на рис. 4, б.
Использование двух частотных преобразователей, имеет преимущество, по сравнению со схемой последовательного соединения обмоток двигателей к одному частотному преобразователю. Так как подключение каждого электродвигателя к своему частотному преобразователю позволяет более точно отслеживать наиболее важные параметры электропривода, такие как ток, момент, частота вращения и т.п. Помимо этого появляется возможность построения систем диагностики работы электропривода по-средствам программируемого логического контроллера. Но существуют и недостатки системы с двумя частотными преобразователями - возникает необходимость разработки системы, позволяющей поддерживать равные моменты и скорости вращения электродвигателей.
а б
Рис. 3. Схема последовательного соединения двух электродвигателей к одному частотному преобразователю (а); схема соединения с двумя частотными преобразователями и двумя электродвигателями (б): Ь11 - Ь13 - обмотки первого электродвигателя; Ь21 - Ь23 - обмотки второго электродвигателя
Каждый из рассмотренных вариантов имеет свои недостатки и преимущества, но в рамках проведения модернизации электроприводов агломерационных машин аглофабрики №4, необходимо провести дополнительное рассмотрение поставленной задачи с точки зрения экономической эффективности, количества трудозатрат, а также надежности и устойчивости работы электроприводов.
Список литературы
1. Грейсух М.В., Зытнер Д.Я., Писарский Я.Л. Электрооборудование и автоматизация обогатительных и агломерационных фабрик. М.: Металлургия, 1971.
2. Федоровский Н.В., Шанидзе Д.И. Агломерация железных руд. Киев: Техника,1991.
A. Eryomin, O. Fedorov, Yu. Shevyrev
Modernization of electric drive of sintering machine
Basic results are in-process resulted designs of process of the determined starting, confirmative realizability of him in a chart with a transformatorno-tiristornym starting device.
Keywords: process of deterministic startup, transformator-tiristor trigger.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:621/.69
П.А. Захаров, канд. техн. наук, (4932) 30-60-95, Mazoid_ne@mail.ru (Россия, Иваново ,ИГЭУ), М.А. Захаров, асп, (4932) 30-60-95, Mazoid ne@mail.ru (Россия, Нижний Новгород, НГТУ)
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
Предложен инженерный метод оценки надежности электроприводного газоперекачивающего агрегата с синхронным приводным двигателем, основанный на линеаризованных в рабочем диапазоне скоростей уравнениях синхронного двигателя и механической характеристики ЭГПА.
Ключевые слова: оценка надежности, синхронный приводной двигатель, линеаризация в рабочем диапазоне.
Стабильное и эффективное функционирование объектов транспорта газа ОАО «Газпром» является наиболее актуальной задачей. В этой связи большое внимание уделяется надежной работе газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций.
В процессе транспортирования газа изменяется его напор и, как следствие, нагрузка на валу нагнетателя, что вызывает резонансные явления, нарушающие работу агрегата. Проведение натурных экспериментов на электроприводных газоперекачивающих агрегатах (ЭГПА) вызывает затруднения. С этой целью целесообразна разработка математической модели ЭГПА [1].
