Электропривод тянущей клетки машины непрерывного литья заготовок Советский патент 1980 года по МПК H02P5/00 B22D11/00 

1

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к регулируемым электропроводам машин непрерывного литья заготовок, питающимся от полупроводниковых преобразователей .

Известен электропривод валков тянущих устройств машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с двигателем постоянного тока, подк.люченным к реверсивному тиристорному преобразователю с совместным согласованным с раздельным управлением выпрямительной и инверторной группами и сканирующим логическим переключающим устройством, а также датчик тока якоря 1.

Недостатки этого электропривода заключаются в сложности, больших габаритд с и недостаточной надежности используемых реверсивных тиристорных преобразователей. Опыт работы МНЛЗ Новолипецкого и Донецкого металлургических заводов показаш, что в течение установившегося процесса разливки момент на валу электропривода тянущей клети не меняет знака, и инверторная группа тиристорного преобразователя не нсполцэуется. Потери энергии в уравнительных реакторах и.уменьшенный coi Ч г свойственные реверсивным тиристорным преобразователям, на данных механизмах неоправданны.

Рекуперативный режим наблюдается лишь в течение 3-5 мин в начальный период разливки, когда слиток еще не вошел в зону направляющих вторичного охлаждения МНЛЗ. Режим

10 рекуперации действует в полупериоды опускания кристаллизатора, когда сумма усилия, передаваемого через корку слитка в кристаллизаторе, веса слитка и затравки превышает сум15 марное сопротивление :вытягиванию слитка.

Длительность интервала рекуперации составляет

20 где Т - период гармонической составляющей в кривой тока якоря двигателя клети, вызванной качаниями кристаллизатора.

25 При этом амплитуда рекуперативного тока не превышает 10-15% тока двигателя клети в установившемся режиме разливки.

Когда слиток входит в направляюЗС щие вторичного охлаждения, сопротивление его вытягиванию резко возрастает, и рекуперативный режим прекращается .

Из известных в металлургии систем Э|Г1ектропривода прокатных механизмов наиболее близким является электропривод с двигателем постоянного тока, питающимся от нереверсивного- тиристорного преобразователя 2 .

Этот тип электропривода отличается простотой схемы, компактностью и весьма высокой надежностью, необходимыми для машин непрерывного литья металлов.

Однако он не может работать при знакопеременной нагрузке на валу, которая существует на главных приводах МНЛЗ в начальный период разливки ,

Цель изобретения - Обеспечение стабильной скорости слитка и исключение режима прерывистого тока при знакопеременной нагрузке,

Это достигается тем, что электропривод тянущей клети машины непрерывного литья заготовок, .содержащий электродвигатель постоянного тока, датчик тока якоря и нереверсивный тиристорный преобразователь для питания электродвигателя, снабжен включенной параллельно якорю электродвигателя цепью из последователь-но соединенных первого коммутационного элемента и двух резисторов, один из которых шунтирован вторым коммутационным элементом, а также датчиком суммарного тока нагрузки тиристорного преобразователя,двумя компараторами с задатчиками и двумя элементами выдержки времени, причем выход датчика суммарного тока нагрузки тиристорного преобразователя связан через первый элемент выдержки времени с входом первого компаратора, выходная цепь которого соединена с цепью управления второго коммутсщионного элемента, а выход датчика тока якоря электро-двигателя через второй элемент выдержки времени связан с входом второго компаратора, выходная цепь которого соединена с цепью управленИЯ первого коммутационного элемента,

На фиг. 1 изображена принци пиальная схема электропривода; на фиг,2. и 3 - осциллограммы тока якоря электродвигателя клети.

Электропривод содержит нереверсивный тиристорный преобразователь 1, питаю1ций якорь двигателя постоянного тока 2.

К выходным Зссжимам преобразователя 1 парешлельнр нагрузке подключена цепь, содержащая последовательно соединенные резисторы 3 и 4 и первый коммутационный элемент, например, полностью управляемый симистор 5, резистор 3 шунтируется вторым коммутационным элементом симистором 6,

В силовой цепи включены два измерителя тока: измеритель 7 суммар, ного тока нагрузки тиристорного

преобразователя 1 и измеритель 8 тока якоря электродвигателя 2; с указанными измерителями соединены датчики 9 и 10 тока, К выходным

цепям датчиков 9 и 10 тока подключены элементы Ц- и 12 выдержки времени. Элемент выдержки времени 11 связан с входом первого компаратора 13, к выходной цепи которого подключен управляющий электрод симис5 тора 6, К элементу выдержки времени 12 подключен вход второго компаратора 14, в выходной цепи которого включен управляющий электрод , симистора 5,

0 Компараторы 13 и 14 имеют ручные задатчики 15 и 16, Преобразователь 1 снабжен суммирующим усилителем 17 с задатчиком 18 скорости. Обратная связь по скорости осуществляется от тахогенератора 19, С датчиком 10 тока якоря через блок 20. токовой отсечки связан один из входов суммирующего усилителя 17,

D Электропривод тянущей клети работает следующим образом,

В первый период разливки, пока отливаемый слиток не вошел в зону направляющих вторичного охлаждения,

5 скорость слитка и сопротивление вытягиванию его малы. В кривой тока якоря преобладает знакопеременная составляющая, вызванная усилиями, -передаваемыми через слиток и затравку от кристаллизатора, совершающего возвратно-поступательное движение (см. осциллограмму фиг.2).

Коммутационные элементы 5 и б открываются, и рекуперативный ток электродвигателя 2 протекает через

5 резистор 4, Кривая тока преобразователя 1 непрерывна. Элементы выдержки времени 11 и 12 обеспечивают нечувствительность коммутационных элементов 5 и 6 к пусковым

0 токам.

По мере ускорения электропривода (плавное либо ступенчатое увеличение задающего сигнала на входе суммирующего усилителя 17) возрастает ток, проходящий через резисторы 3 и 4 , С ростом силы тока через измеритель 7 возрастает величина напряжения на выходе датчика 9, когда она достигает определенной величины, выбранной задатчиком 15, компаратор 13 выдает запирающий сигнал коммутационному элементу 6, последовательно с резистором 4 вводится в действие резистор 3, Ток нагрузки преобразователя 1 и потери в

5 активных сопротивлениях уменьшаются.

По мере входа слитка в направляюаще зоны вторичного охлажления возрастают сопротивление вытягиванию, момент на валках тянущей клети и ток якоря двигателя 2. Рекуперативные участки в кривой тока якоря исчезают (см, осциллограмму фиг.З).

Когда сила тока якоря, контролируемая измерителем 8 и датчиком 10, превысит величину, установленную задатчиком 16, компаратор 14 выдает запирающий сигнал коммутационному элементу - симистору 5, при этом ток через резисторы 3 и 4 прекращается.

Поддержание установленной заДатчиком 18 скорости валков клети в установившемся режиме разливки стали осуществляется с помощью обратной связи по скорости от тахогенератора 19, Токоограничение обеспечивает блок 20 токовой отсечки.

Возможны другие варианты использования и осуществления изобретения Не выходящие за рамки предмета изобретения. Так, например, структура системы регулирования может быть иной: вместо схемы с одним суммирующим усилителем и параллельным включением обратных связей может быть применена двухконтурная система подчиненного регулирования с последовательно включенными регулятораг ш скорости и тока. Помимо симисторов, могут быть использованы пары полностью управляемых тиристоров, включенных встречно-параллельно либо контактные коммутаторы.

Преимущества предложенного электропривода тянущей клети МНЛЗ заключаются в том, что обеспечивается устойчивая и надежная работа механизма со знакопеременной нагрузкой в начале цикла разливкиметалла при использовании простейшего, дещевого и весьма надежного нереверсивного тиристорного преобразователя. Потери.в двух шунтирующих резисторах, работающих лишь в течение 5% общего времени разливки,

невелики и существенно меньше потерь в уравнительных реакторах реверсивного тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

Электропривод тянущей клети машины непрерывного литья заготовок, содержащий электродвигатель посто0янного тока, датчик тока якбря и : нереверсивный тиристорный преобразователь для питания электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабиль5ной скорости слитка и исключения режима прерывистого тока при знакопеременной нагрузке, он снабжен включенной параллельно якорю электродвига теля цепью из последо0вательно соединенных первого коммутационного -элемента и двух резисторов, один из которых шунтирован вторым коммутационным элементом, а также датчиком суммарного тока нагрузки тиристорного преобразова5теля,, двумя компараторами с задатчиками и двумя элементами выдержки времени, причем выход датчика суммарного тока нагрузки тиристорного преобразователя связан через пер0вый элемент выдержки времени с входом первого компаратора, выходная , цепь которого соединена с цепью управления второго коммутационного элемента, а выход датчика тока яко5ря электродвигателя через второй элемент вьщержки времени связан с входом второго компаратора, выходная цепь которого соединена с цепью управления первого коммутаци0онного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Журнал ВВС Nochrichten , 1966, т. 48, 1, с. 64-69.

2.Чолодухо Я.Ю. и др. Тиристор5ный электропривод постоянного тока. М,. Энергия, 1974. с. 5.

ЛЛАЛЛАЛ