CC BY
49
magnetic flux for axis x. It was performed the research of transition processes for start and stop modes using imitate mathematical models. It was determined the possibility of achievement of optimal modes of equipment work for technological process of uranium solution separation with different contents of insoluble substances.
Keywords: the centrifuge electric drive, start-up transients - wasps-tanova, an optimum operating mode.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:621/.69
Д.М. Демкин, асп., (3519) 22-13-97, tarakan07@mail.ru, А.В. Белый, канд. техн. наук, (3519) 22-13-97, huhicheta1@mail.ru, С.И. Лукьянов, д-р техн. наук, проф., (3519) 22-13-97, ntc@magtu.ru, Р.С. Пишнограев, канд. техн. наук, доц., (3519) 22-13-97, pi@inbox.ru (Россия, Магнитогорск, МГТУ)
РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА КАЧАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ ОАО «ММК»
Представлены результаты исследований электропривода механизма качания кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок. Получена динамическая модель электропривода механизма качания кристаллизатора. Приведен сравнительный анализ рассчитанных на модели и экспериментальных данных скорости качания кристаллизатора.
Ключевые слова: кристаллизатор, механизм качания, скорость качания.
В настоящее время на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» ("ММК") эксплуатируются машины непрерывного литья заготовок № 1-4 (МНЛЗ) с механизмами качания кристаллизаторов, реализующими синусоидальный закон движения V^ (рис. 1). Исследования движения рамы кристаллизатора показало отклонние фактической скорости кристаллизатора VRp от заданного закона[1]. Требуемый синусоидальный закон движения кристаллизатора отображен на диаграмме изменения скорости кристаллизатора V^ и скорости слитка Vc.
На МНЛЗ № 1-4 ОАО «ММК» в качестве приводного двигателя для электропривода механизма качания кристаллизатора используется двигатель постоянного тока независимого возбуждения с питанием от тиристор-ного преобразователя. Система управления электроприводом построена по принципу подчиненного регулирования координат с внутренним контуром тока якорной цепи электродвигателя и внешним статическим контуром регулирования скорости двигателя.
Рис. 1. Временная диаграмма изменения скорости кристаллизатора Укр и скорости слитка Ус.
Одним из основных требований, предъявляемых к электроприводу механизма качания кристаллизатора, является требование обеспечения заданного времени опережения [1]. Под временем опережения t^ (рис.1) понимается интервал времени t1-t3, в течении которого скорость движения кристаллизатора Укр превышает значение скорости втягивания слитка из кристаллизатора. Выполнение данного требования позволяет на участке времени ton формировать в тонкой корочке слитка сжимающие усилия с целью предотвращения образования и развития поверхностных трещин[2].
Электропривод кристаллизатора МНЛЗ представляет собой сложную многомассовую систему в которой статический момент нагрузки содержит активную составляющую и зависит от угла поворота вала приводного двигателя, т.к. механизм качания является эксцентриковым [2]. Кроме того, в статическом моменте Мк электропривода присутствует составляющая, которая зависит от разности скоростей кристаллизатора и слитка, а так же от условий трения между слябом и стенками кристаллизатора и определяется определяется следующими формулами[3]:
а) при подъеме кристаллизатора
Мк=Мт+Мв sinrot;
б) при опускании кристаллизатора
Мк=Мт-Мв sinrot;
где Мк - крутящий момент электропривода механизма качания кристаллизатора; Мт - суммарный момент трения в подшипниках; Мв - амплитуда переменной составляющей статического момента; t - текущий момент времени.
Для анализа факторов, влияющих на траекторию движения кристаллизатора, а так же возможных мер коррекции траектории средствами электропривода, на основе методов структурного моделирования разработана динамическая модель электропривода механизма качания кристаллизатора. Структурная схема указанной модели представлена на рис. 2.
Формирование момента нагрузки (статического момента Мс)
Рис. 2. Структурная схема динамической модели электропривода механизма качания кристаллизатора MHJI3
В модели учтено наличие упругой связи между массами механизма качания кристаллизатора. При проведении расчетов для механической части электропривода принято решение привести механическую систему к двухмассовой с приведенными моментами инерции соответствующих масс Ji и J2.
Составляющая статического момента Мс1 представляет собой синусоидальную кривую с различной амплитудой в отрицательный и положительный полу периоды. Значения амплитуд задаются в блоке «релейный элемент» РЭ. Частота синусоиды зависит от скорости вращения приводного двигателя соь Различие амплитуд в периоды подъема и опускания кристаллизатора обусловлено активной составляющей момента нагрузки электропривода.
Составляющая момента нагрузки Мс2 представляет собой упрощенную модель изменения сопротивления вытягиванию сляба из кристаллизатора. Знак усилия зависит от разности скоростей между слябом и кристаллизатором, а величина усилия определяется коэффициентом Kf, зависящим от условий трения между стенками кристаллизатора и слябом. Разность скоростей зависит в свою очередь от радиуса кривошипа гкр. Данные обстоятельства учтены в узле «Формирование момента нагрузки» динамической модели (рис. 3).
Рис. 3. Узел формирования момента нагрузки
На рис. 4 представлены кривые изменения скорости рамы кристаллизатора. Кривая 1 соответствует синусоидальному закону изменения скорости кристаллизатора. Кривая 2 получена в результате расчета на разработанной модели электропривода механизма качания кристаллизатора. На данной диаграмме так же отмечены требуемое 1оп1 и фактическое 1оп2 времена опережения.
Рис. 4. Синусоидальная и расчетные скорости качания кристаллизатора
Анализ кривых рис.3 показывает, что закон движения рамы кристаллизатора существенно отличается от желаемого, что приводит к невыполнению требования обеспечения заданного значения времени опережения 1оп1. Фактическое время опережения 1оп2 на 8 % меньше требуемого
времени опережения toni. Следовательно требуется разработка автоматизированной системы управление электроприводом механизма качания кристаллизатора с целью поддержания оптимальной величины времени опережения.
Список литературы
1.Суспицын Е.С., Лазаренко А.С., Астафьев Е.В. Исследование электропривода механизма качания кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ММК»
2. Марголин Ш.М. Электропривод машин непрерывного литья заготовок. М.: Металлургия, 1987. 279 с.
3.Лукьянов С.И. Электропривод тянуще-правильного устройства МНЛЗ: монография. Магнитогорск: МГТУ, 2002. 100 с.
D. Demkin, A. Belui, S. Lukiuanov, R. Pishnograev
Working out of dynamic model of the electric drive of the mechanism качания crys-tallizer MNLZ OPEN SOCIETY "ММК"
The results of researches of the electric drive of casting mold tilting mechanism of the continuous casting machine are presented. The simulator of the electrical drive tilting mechanism has made possible to compare real and simulated lead time.
Keywords: crystallizer, the mechanism pumping, speed pumping.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:621/.69
В.И. Доманов, канд. техн. наук, доц. (8422) 77-81-04, Andrew.domanov@gmail.com,
А.В. Доманов, канд. техн. наук, доц., (8422) 77-81-04, Andrew.domanov@gmail.com, К.Е. Карпухин, асп., (8422) 77-81-04, Andrew.domanov@gmail.com (Россия, Ульяновск, УлГТУ)
ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ДУГОВОЙ ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ
Рассматриваются вопросы динамики системы регулирования тока дуговой плавильной печи. Анализируются различные режимы работы и их влияние на поведение системы регулирования. Показано преимущество применения упреждающей коррекции в данной системе регулирования.
Ключевые слова: дуговая плавильная печь, система регулирования, упреждающая коррекция.
Дуговая плавильная печь (ДПП) является сложным техническим объектом, содержащим несколько систем управления, связанных одним
