Экспериментальное определение параметров двухмассовой электромеханической системы прокатного стана
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2021-3-24-35Ключевые слова:
прокатный стан, электромеханическая система, двухмассовая модель, параметры, определение, методика, эксперимент, моделирование, адекватность, рекомендации.Аннотация
Адекватное моделирование переходных процессов электромеханических систем - ключевое условие создания новых и совершенствования существующих алгоритмов управления электроприводами, что является актуальной задачей для электроприводов клетей прокатных станов. При их исследовании приходится находить компромисс между сложностью математического описания процессов в частотно-регулируемых электроприводах, составленного на основе уравнений Парка-Горева, и возможностями более простых моделей, достоверно описывающих процессы, рассмотрение которых актуально при решении конкретной задачи. К последним относится известная двухмассовая модель электромеханической системы прокатной клети с упругим валом и зазорами в передачах. Предметом исследований в представленной публикации являются параметры этой модели, которые подлежат определению по результатам экспериментов. Наиболее достоверным является определение параметров модели по осциллограммам исследуемого объекта, зафиксированным в характерных динамических режимах. Задача решена на примере электромеханической системы горизонтальной клети толстолистового стана 5000 ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО «ММК»). Обоснована методика определения ее параметров, показано вычисление моментов инерции вращающихся масс по осциллограммам ускорения электроприводов без нагрузки. Приведен пример определения коэффициента жесткости упругой связи по переходным процессам, зафиксированным в режиме стопорения электропривода. Значительное внимание уделено определению постоянных времени внутреннего контура регулирования момента при аппроксимации фильтрами первого либо второго порядков. Методом сопоставления результатов моделирования с осциллограммами, полученными на стане, подтверждена адекватность модели при рассчитанных параметрах исследуемому объекту. Даны рекомендации по использованию разработанной методики определения параметров двухмассовой системы при разработке моделей электроприводов прокатных станов.Библиографические ссылки
Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1971. 320 с.
Машины и агрегаты металлургических заводов. Машины и агрегаты для производства проката / А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребеник и др. М.: Металлургия, 1988. 680 с. 3 т.
Разработка математической модели взаимосвязанных электротехнических систем клети толстолистового про-катного стана / С.Н. Басков, В.Р. Гасияров, Б.М. Логинов, В.Р. Храмшин, К.Э. Одинцов // Изв. вузов. Электромеханика. 2017. № 6. С. 55 - 64. DOI: 10.17213/0136-3360-2017-6-55-64.
Гасияров В.Р. Способ компенсации динами-ческих нагрузок электропривода прокатной клети за счет опережающего увеличения скорости // Электротехнические системы и комплексы. 2019. № 3(44). С. 39 - 46. DOI: 10.18503/2311-8318-2019-3(44)-39-46.
Mathematical modeling of mechatronics system «hydraulic screwdown mechanism - electric drive of rolling mill stand» / A.A. Radionov, V.R. Gasiyarov, S.N. Baskov, A.S. Ka-randaev, V.R. Khramshin // 9th International Conference on Mechatronics and Manufacturing (ICMM 2018). IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018, Vol. 361, DOI: 10.1088/1757-899X/361/1/012020.
Modeling and research of electromechanical systems of cold rolling mills. Monograph / O. Sadovoi, O. Nazarova, V. Bondarenko, A. Pirozhok, Т. Hutsol, T. Nurek, Sz. Glowacki. Krakow: 2020. 138 p.
Nazarova O. Computer Modeling of Multi-Mass Electromechanical Systems - Режим доступа: https://dblp.org/ rec/conf/cmis/Nazarova20.html
Kozhevnikov A., Kozhevnikova I., Bolo-banova N. Dynamic model of cold strip rolling // Metalurgija. 2018. (57) №1-2. Pp. 99 - 102.
Putnoki A.Yu. Mathematical model of rolling dynamics when filling finishing train of wide-strip mill with strip // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No. 11. Pp. 218 - 222.
Zadorozhniaia I.N., Zadorozhniy N.A. Synthesis of a two-mass electric drive with an astatic system of subordinate regulation at the action of variable friction forces // Electrical Engineering & Electromechanics. 2018, No. 3, pp. 23 - 27.
Технологические схемы управления электроприводами чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев // Труды VII конгресса прокатчиков. Т.1. (Москва 15-18 октября 2007 г.). 2007. С. 71 - 75.
Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храм-шин и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 5 - 11.
Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С. 31 - 35.
Головин В.В., Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Оценка эффективности применения тиристорного электропривода с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. №4. С. 40 - 45.
Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана. Часть 1. Разработка математической модели / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, А.С. Евдокимов, И.Ю. Андрюшин, А.Н. Гостев, А.Г. Шубин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2015. Т. 15, № 1. С. 59 - 73. DOI: 10.14529/ power150108.
Алгоритм расчета скоростных и нагрузочных режимов электроприводов клетей прокатного стана при прокатке толстых полос / В.В. Галкин, А.С. Карандаев, В.В. Головин, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин, В.Р. Гасияров, О.А. Залогин // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 2. С. 12 - 17.
Dynamic torque limitation principle in the main line of a mill stand: explanation and rationale for use / V.R. Gasiyarov, V.R. Khramshin, S.S. Voronin, T.A. Lisovskaya, O.A. Ga-siyarova // Machines. 2019. No. 7(4). 76. DOI: 10.3390/ machines7040076.
Гасияров В.Р., Маклакова Е.А. Матема-тическое описание главного электропривода толстолистового стана 5000 горячей прокатки // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2015. Т. 2. № 3. С. 62 - 66. Разработка цифрового наблюдателя углового зазора в шпиндельных соединениях главной линии прокатной клети / В.Р. Гасияров, С.Н. Басков, О.А. Гасиярова, Б.М. Логинов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2020. Т. 20, № 3. С. 137 - 147. DOI:10.14529/power200314.
Морозова З.Г. Изучение затухающих колебаний крутильного маятника и колебательного разряда конденсатора: учеб.-мет. пособие. Киров: Изд-во ВятГУ, 2015. 20с. Режим доступа: https://poisk-ru.ru/s170t17.html
Гасияров В.Р. Способ повышения быстродействия системы управления электроприводами горизонтальной клети прокатного стана в режиме лыжеобразования // Изв. вузов. Электромеханика. 2019. Т. 62, № 3. С. 33 - 43. DOI: 10.17213/0136-3360-2019-3-33-43.
Radionov A.A., Gasiyarov V.R., Karan-daev A.S., Loginov B.M., Khramshin V.R. Controlling the Electric Drives of the Reversing Rolling Stand Rolls of a Rolling Mill to Form a Curvature at the Workpiece Front End. IEEE 13th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS). 2019. 7 р. DOI: 10.1109/PEDS44367. 2019.8998801.
Гасияров В.Р. Способ согласования нагрузок электроприводов горизонтальных валков клети толстолистового прокатного стана // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2019. Т. 19, № 2. С. 107 - 117. DOI: 10.14529/power190212.
Логинов Б.М. Ограничение динамических нагрузок электроприводов горизонтальной клети толстолистового прокатного стана: дис. … канд. техн. наук. Челябинск: ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», 2019. 164 с.
Гасияров В.Р. Совершенствование электротехнических систем реверсивной клети толстолистового прокатного стана: дис. … д-ра техн. наук. Челябинск: ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», 2021. 358 с.
Математическое моделирование синхронного электропривода реверсивной прокатной клети / А.С. Маклаков, Е.А. Маклакова, В.Р. Гасияров // В сб.: Труды междунар. шестнадцатой научно-технической конф. ""Электроприводы переменного тока (ЭППТ 2015)"". 2015. С. 131 - 136.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
