Електропривод механізму завантаження доменної печі за системою «тиристорний перетворювач – двигун постійного струму»

Abstract

У першому розділі було розглянуто технологію завантаження доменної печі. Було отримано основні відомості про промислову скіпову підйомну установку. Також було відзначено що для підвищення економічних показників роботи доменної печі важливим є дотриманням постійної швидкості її завантаження. Було розглянуто спосіб завантаження доменної печі завдяки використовуванню похилої скіпової підйомної установки. Було складено кінематичну схему механізму завантаження доменної печі та отримано статичні характеристики системи електроприводу. Виходячи із статичних навантажень було складено вимоги до системи електроприводу механізму завантаження доменної печі. Було відзначено що за технологічним процесом доменного виробництва є неможливим затримка у завантаженні сипучих матеріалів до доменної печі. Також було визначено діапазон регулювання швидкості руху механізму завантаження доменної печі. Виходячи з вимог до електроприводу механізму завантаження доменної печі було визначено ряд електричних машин які можуть задовольнити цим вимогам. Також опираючись на обрану електричну машину було визначено системи електроприводу які можуть забезпечити сталий рух механізму завантаження доменної печі при збереженні сталого значення статичного навантаження. У другому розділі було обрано електромеханічне обладнання механізму завантаження доменної печі. Опираючись на розраховані значення статичних навантажень було складено схему заміщення та отримані механічні характеристики електроприводу. Також було складено тахограму руху скіпової підйомної установки. Слід зазначити що на тахограмі руху скіпової підйомної установки інтервали часу руху з постійною швидкістю чергуються з ділянками гальмуванням та прискорення скіпів. Виходячи з типової тахограми руху та моментів навантаженням на кожній з ділянок було визначено потужність електричного двигуна електроприводу механізму завантаження доменної печі. Для регулювання параметрів електроприводу механізму завантаження доменної печі було обрано тиристорний перетворювач який забезпечує роботу електроприводу завантаження доменної печі у широкому діапазоні. Також були розраховані та обрані елементи захисту тиристорного електроприводу механізму завантаження доменної печі. Була розроблена та складена принципова електрична схема системи електроприводу механізму завантаження доменної печі. Принципова схема містить цифрові та аналогові елементи керування електроприводом завантаження доменної печі. Також було проведено математичний опис розробленої системи керування електроприводом завантаження доменної печі. Відповідно до структури принципової схеми електроприводу завантаження доменної печі було отримано енергетичні характеристики режимів роботи скіпової підйомної установки. Відповідно до отриманих характеристик було проведено аналіз ефективності використання системи керування електроприводом завантаження доменної печі. У третьому розділі було досліджено систему керування електроприводом завантаження доменної печі. Була розглянута можливість регулювання частоти обертання електричного двигуна що приводить у рух похилу скіпову підйомну установку. Було зазначено що важливим є можливість забезпечення сталої швидкості підйому скіпів. Також важливим для унеможливлення виникнення аварійних ситуацій є пуск та робота електроприводу завантаження доменної печі зі сталим прискоренням. Були розраховані параметри системи керування тиристорним перетворювачем які забезпечують можливість регулювання частоти обертання електричного двигуна який приводить до руху скіпову підйомну установку у широкому діапазоні та при сталому кутовому прискоренні. Було розглянуто декілька варіантів виконання принципової схеми системи керування. Як найбільш ефективна система була представлена система керування з підлеглим регулюванням координат електроприводу механізму завантаження доменної печі. Були визначені регулювальні властивості системи електроприводу та обрані контури регулювання. Також були розраховані параметри регуляторів обраних величин системи електроприводу завантаження доменної печі. Відповідно до розробленої схеми системи регулювання параметрів електроприводу механізму завантаження доменної печі було складено математичні рівняння та досліджено графіки перехідних процесів у динамічних режимах роботи скіпової підйомної установки. Було відзначено що сигнали керування отримуються відповідно до графіків зміни швидкості руху скіпів механізму завантаження доменної печі. Таким чином реалізується закон зміни параметрів електроприводу скіпової підйомної установки у динамічних режимах роботи. Показники якості регулювання електроприводу механізму завантаження доменної печі залишаються доволі високі у всьому діапазоні зміни параметрів. Таким чином запропонована система регульованого електроприводу механізму завантаження доменної печі є надійною та забезпечує належні показники якості регулювання параметрів технологічної установки.