CC BY
62
Расчет и оптимизация фильтрокомпенсирующих устройств... А. Ю. Мещеряков, АА.Николаев, А.И.Боков и др.
УДК 621.771
С. И. Лукьянов, Р. С. Пишнограев, Н. В. Шввдченко, А. П. Мухин, А. С. Лазаренко,
А. А. Юдина, Е. В. Астафьев
СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ОТВОДЯЩЕГО РОЛЬГАНГА СТАНА 2000 ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
Отводящий рольганг стана 2000 предназначен для транспортировки горячекатаной полосы от последней катающей клети до моталки и охлаждения проката до температуры смотки. Конструктивно рольганг состоит из 9 роликовых секций, в каждой из которых установлено по 58-60 приводных роликов. На стане 2000 горячей прокатки (ГП) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК») применяется индивидуальная схе -ма привода роликов от отдельных электродвигате-лей постоянного тока. В линиях электропривода чередуются соединения валов роликов и электродвигателей через промежуточный вал либо без него. Все механические соединения валов выполнены при помощи резиновых муфт. Электродвигатели одной секции получают силовое питание от одного тиристорного преоб-разователя по групповой схеме.
По данным цеховой службы контроля продукции, в месяц происходит до 10 аварийных остановок полосы на отводящем рольганге, а всего за год количество застреваний листа на отводящем рольганге достигает 20% от общего числа остановок голосы на стане [1].
В результате исследований, проведённых на стане 2000 ГП, установлено, что некоторые неисправности механического и электрического оборудования электропривода рольганга можно диагностировать по форме измене -ния и величине токов якоря электродвигате -лей рольганга. На основе проведённых исследований разработана Автоматизированная система токовой диагностики (АСТД), позволяющая непосредственно во время прокатки выявить следующие неисправности:
- эксцентриситет бочки ролика отводящего рольганга;
- разрушение соединительных муфт в линии привода ролика;
- разрушение щёточно-коллекторного ме -ханизма приводных электродвигателей;
- неисправность подшипников линии привода ролика или подклинивание его бочки;
- перегрев приводных электродвигателей;
- отклонение выставки роликов относительно горизонтальной плоскости отводящего рольганга;
- износ бочки ролика отводящего рольганга.
На рис. 1 представлены временные диаграммы токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга, характеризующие появление различных неисправностей в линии привода ролика. Согласно рис. 1, эксцентриситет бочки ролика отводящего рольганга (рис. 1, а), разрушение соединительной муфты (рис. 1, в) и неисправность щёточно-коллекторного механизма электродвига-теля ролика (рис. 1, б) приводят к появлению в токе нагрузки электродвигателя периодических ко-
і, А 22 -18 -14 10 ' 6 ' 2 -2 Л
ролик 144
0,15
. і, с
0,2
Рис. 1. Временная диаграммаизменения токанагрузки электродвигателя ролика: при эксцентриситетебочки ролика; б - при неисправности щёточно-коллекторного механизма электродвигателя; в - при неисправности соединительной муфты
ЭНЕРГЕТИКА МЕТАЛЛУРГИИ, ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-19
-20
-21
Рис. 2. Изменениетоков холостого хода электродвигателей в течение межремонтного периода при постоянной скорости прокатки 1ххк = д
Рис. 3. Зависимости токахолостого хода электродвигателей первой секции отводящего рольганга от линейной скорости рольганга Іххк = \ (V)
Рис. 4. Структурная схемадинамической модели электропривода отводящего рольганга
лебаний различной частоты и формы. В результате статистического анализа временных диаграмм рис. 1 установлено, что указанные неисправности с достаточной достоверностью можно диагностировать на основе анализа частотного спектра, параметров изменения и корреляционного анализа временной диаграммы изменения тока нагрузки электродвигателя ролика. Длительность диагностического массива должна быть больше времени трёх оборотов ролика. Установлено, что для адекватного отображения процессов, происходящих в
электроприводе рольганга, временная дискрета считывания мгновенных значений токов не должна превышать 2,38 мс [2].
Неисправность подшипниковых узлов и под -клинивание бочки ролика определяются по изме -нению тока холостого хода электродвигателей роликов. Анализ изменения токов холостого хода электродвигателей роликов отводящего рольганга во времени (рис. 2) и в зависимости от скорости прокатки (рис. 3) показал, что ток холостого хода электродвигателей изменяется случайно при из -
Система диагностирования оборудования электропривода... С.ИЛукьянов, Р.С.Пишнограев, Н.В.Швидченко идр.
менении скорости прокатки, не изменяя своего значения при данной скорости прокатки в течение межремонтного периода при неизменном состоя -нии линии привода. Диагностирование неисправ-ности подшипников линии привода осуществля-ется по величине отношения текущего значения тока холостого хода электродвигателя и значения тока холостого хода после ремонта или замены ролика или электродвигателя [3].
Диагностирование перегрева электродвигателей роликов отводящего рольганга выполняет -ся на основе динамической модели нагрева якоря электродвигателей Необходимые параметры модели определены экспериментально [4].
Диагностирование отклонений выставки ро-ликов относительно горизонтальной плоскости отводящего рольганга и износ бочек роликов определяются по величине продольного усилия, сообщаемого роликами рольганга полосе - усилия транспортирования.
Задача определения усилия транспортирования потребовала разработки математической модели, учитывающей значения моментов сопротив-ления в линии привода роликов от воздействия силы тяжести полосы, изменения коэффициента трения на контакте ролик-полоса, усилия давле-
ния воды ламинарного охлаждения и изменения тока холостого хода электродвигателей при изме-нении скорости прокатки [5]. Расчёт динамиче-ской составляющей тока нагрузки электродвигателя ролика выполняется по разработанной дина-мической модели электропривода роликов отводящего рольганга, структурная схема которой представлена на рис. 4 [6].
Анализ распределения усилия транспортиро-вания по роликам отводящего рольганга показал, что распределение не является равномерным и стационарным во времени Суммарное усилие снижается при увеличении толщины проката, одной из причин чего является увеличение количества роликов, не имеющих контакта с полосой. На основе анализа изменения усилия транспор-тирования, сообщаемого роликом отводящего рольганга полосе для случаев прокатки полос различной толщины, а также данных о времени установки ролика на отводящий рольганг, АСТД делает вывод о правильности выставки ролика относительно горизонтальной плоскости стола отводящего рольганга и степени износа ролика.
В настоящее время система АСТД внедряется на стане 2000 ГП ОАО «ММК».
Библиографический список
1. Исследование аварийных остановок полосы на роликах отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки ЛПЦ № 10 ОАО ММК / Лукьянов С.И., Швидченко Д.В., Пишнограев Р.С., Швидченко Н.В.; ГОУ ВПО «Магнитогорск. гос. техн. ун-т». Магнитогорск, 2005. 36 с. Деп. в ВИНИТИ 20.06.05, № 871-В2005.
2. Анализ токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга стана 2000 ОАО ММК / Пишнограев Р.С., Сус-пицын Е.С.; ГОУ ВПО «Магнитогорск. гос. техн. ун-т.» Магнитогорск, 2005. 33 с. Деп. в ВИНИТИ 20.06.05, № 868-В2005.
3. Пишнограев Р.С. Исследование токов холостого хода электродвигателей роликов отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки ОАО «ММК» // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск:: МГТУ, 2005. Вып. 10. С. 167-172.
4. Разработка общего алгоритма диагностирования неисправностей в линиях электропривода отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки / Лукьянов С.И., Пишнограев Р.С., Лазаренко А.С. и др. // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2005. Вып. 10. С. 74-84.
5. М етодика расчета усилий транспортировки полосы на роликах отводящего рольганга стана горячей прокатки / Лукьянов С.И., ШвидченкоД.В., Пишнограев Р.С., ШвидченкоН.В. // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2005. Вып. 10. С. 39-45.
6. Разработка динамической модели электропривода отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки / Лукьянов С.И., Мухин А.П., Белый А.В. // Электротехнические комплексы и системы. Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск:: МГТУ, 2005. Вып. 10. С. 52-57.
