Применение электропривода в электротермических установках

Подробности

Опубликовано 12.01.2014 08:08

Просмотров: 3084

Технологические процессы в ЭТУ в ряде случаев выдвигают перед приводными двигателями такие требования, удовлетворение которых более рационально оказывается обеспечить с помощью гидродвигателей. В каждом конкретном случае вопрос применения того или иного типа привода решается на основании технико-экономических сопоставлений возможных вариантов.

Из особенностей технологических процессов, существенно влияющих на выбор типа привода, в первую очередь следует отметить большие нагрузки на рабочих органах при малых скоростях их движения. Компактность некоторых видов оборудования в ЭТУ, позволяющая передавать энергию движения рабочего органа на небольшие расстояния от источника до потребителя, является одним из факторов, делающих силовой кабель конкурентоспособным с электромеханическим приводом, а в ряде случаев — предпочтительным.

Гидроприводы по своему выполнению делятся на гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах рабочая жидкость вращается под действием центробежного колеса и передает энергию ведомому турбинному колесу, которое, как правило, находится в одном корпусе с ведущим центробежным колесом. Таким образом, система насос — двигатель включает в себя гидродинамическую муфту сцепления, использование которой не исключает громоздких механических передач, поэтому такая система гидропривода не нашла применения для механизмов ЭТУ.

В объемных гидроприводах используются машины неизменного и переменного объемов, которые в совокупности с регулирующей, измерительной, контролирующей и другой аппаратурой позволяют получить большие усилия на рабочих органах при широком диапазоне изменения скорости. Применение электро-гидропривода для механизмов ЭТУ позволяет исключить сложные кинематические передачи и получить сравнительно простыми средствами вращательное или поступательное движение рабочего органа. Объемный гидропривод удовлетворяет требованиям, предъявляемым многими механизмами ЭТУ. Он нашел широкое распространение.

В зависимости от характера движения рабочего органа объемные гидроприводы в ЭТУ делятся на приводы вращательного и поступательного движения. В ряде случаев при вращательном движении гидропривода ограничиваются угловые координаты — поворот рабочего органа. По возможности регулирования скорости движения рабочего органа различают регулируемые и нерегулируемые гидроприводы. Регулирование скорости в гидроприводах может выполняться бесступенчато, в больших диапазонах при высокой стабильности, обеспечиваемой жесткими механическими характеристиками, получаемыми как в разомкнутых, так и в замкнутых системах гидропривода.

По сравнению с электромеханическим приводом гидроприводы имеют более высокое быстродействие. Это обусловлено низким значением момента инерции гидромашин. Ускорение, определяемое отношением развиваемого на валу гидродвигателя момента к собственному моменту инерции, достигает значения 104 си более, что выше, чем в электродвигателях. Это свойство особенно важно для механизмов перемещения электродов дуговых сталеплавильных печей. Регуляторы мощности печей большой емкости, построенный на базе гидропривода» более компактные и быстродействующие, что положительно влияет как на производительность печи, так и на показатели работы энергетического оборудования и качество энергии в питающих сетях. Эксплуатационные короткие замыкания в печи, например для сети, являются ударной нагрузкой, значительно превосходящей номинальную и вызывающей снижение напряжения питающей сети. При этом электрическая нагрузка печи имеет почти индуктивный характер вследствие резкого снижения активного сопротивления вторичной цепи печного трансформатора. Скорость возврата электрического режима печи, а следовательно, и сети к номинальному определяется быстродействием регулятора мощности.

Во многих механизмах электропечей требуется обеспечение контрольными кабелями. Кроме перемещения электродов дуговых сталеплавильных, рудно-термических печей и печей переплава к ним относятся толкатели и таскатели, механизмы наклона печей для слива металла, подъема сводов, заслонок и т. д. Поступательное перемещение может быть осуществлено электромеханическим приводом, но при этом неизбежна потребность в громоздких механических передачах, уравновешивающих устройствах при активной нагрузке на рабочем органе. Использование гидропривода для таких механизмов в ряде случаев оказывается более выгодным. Предпочтение при этом отдается линейным гидродвигателям — силовым гидроцилиндрам.

Телефонный кабель сравнительно простыми средствами позволяет обеспечить так называемый стопорный режим работы. Он обеспечивается специальными гидрозамками, перекрывающими подачу и слив жидкости в гидродвигателях. При этом двигатель остается неподвижным при наличии нагрузки на его валу или штоке. Этот режим работы гидроприводов широко используется при необходимости удержания неподвижными механизмов с активными нагрузками — наклоненных ванн, поднятых сводов электропечей, электродов и т. д.

Следует учитывать, что наряду с достоинствами гидроприводы обладают и существенными недостатками. Гидроприводы имеют громоздкие коммуникационные устройства — трубопроводы. Свойства гидропривода сильно зависят от способа прокладки и конфигурации трубопроводов, в то время как прокладка кабеля в электроприводах не ограничивается столь жесткими условиями. Характеристики гидроприводов зависят от вязкости рабочих жидкостей, которая в свою очередь является функцией температуры. Этим определяется зависимость свойств гидропривода от температуры окружающей среды, которая в условиях ЭТУ может изменяться в довольно широких пределах, вызывая существенное увеличение утечек жидкости. Изменение вязкости рабочих жидкостей особенно неблагоприятно в приводах автоматических устройств повышенной точности, к которым относятся регуляторы мощности электрических печей. Растворимость в рабочих жидкостях воздуха приводит к изменению их упругих свойств, что также влияет на режимы работы гидроприводов. Многие рабочие жидкости являются пожароопасными, их хранение требует отдельных специальных помещений. Возможные аварийные ситуации в гидроприводах ликвидируются более сложным путем, чем в электромеханических приводах.

В ЭТУ находит применение электрогидравлический привод. Движение жидкости под давлением обеспечивается гидронасосами с приводными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Воздействие на управляющие гидроэлементы — золотниковые распределители осуществляется электромеханическими устройствами — электро-

Магнитами и Электрическими исполнительными двигателями. Ё замкнутых системах электрогидропривода также широко представлены электрические и электромеханические элементы — тахогенераторы, усилители, корректирующие цепи и т. д. Все это позволяет решить задачи автоматизации механизмов ЭТУ с гидроприводом на высоком техническом уровне.

В некоторых механизмах ЭТУ, оборудованных электро-гидроприводом, используется система насос — гидродвигатель. При использовании нескольких гидродвигателей на одной ЭТУ широко распространены разветвленные системы гидропривода, когда гидронасос работает на магистраль, от которой питается несколько гидродвигателей. На выбор той или иной системы гидропривода влияют как свойства механизмов печи, так и конструктивные соображения, определяющие целесообразность построения единой гидромагистрали для комплекса механизмов одной установки.