Показатели регулирования скорости приводов

Под регулированием скорости приводов понимают принудительное целенаправленное изменение скорости движения рабочего органа в зависимости от требований технологического процесса. Необходимость в регулировании скорости приводов в ЭТУ возникает часто. Так, длительность пребывания изделий в печах при термообработке регулируется изменением скорости печных рольгангов. Приводы перемещения переплавляемых электродов на печах переплава имеют регулируемую малую технологическую скорость, зависящую от этапа переплава и вводимой в печь мощности, и весьма высокую, в 500 и более раз выше технологической, маршевую скорость возврата электрододержателя. Регулирования скорости требуют приводы как механизмов электрических печей, так и различных цеховых машин, обслуживающих печи: кранов, перегружателей, загрузочных и разливочных машин и т. д.
На некоторых печах старой конструкции регулирование скорости приводов обеспечивается механическим путем с помощью громоздких переключаемых коробок скоростей, вариаторов и т. д. В настоящее время та же цель достигается более совершенным способом с более высокими технико-экономическими показателями путем изменения характеристик электродвигателей. Конкретный путь задачи регулирования скорости зависит от типа применяемого двигателя и требований к показателям регулирования скорости. Основными показателями регулирования скорости являются: диапазон, стабильность, плавность, экономичность, надежность, направление.
Под диапазоном регулирования скорости понимают отношение максимальной и минимальной скоростей двигателя. Диапазон ограничен, поскольку ограничены значения максимальной и минимальной скоростей. Максимальная скорость ограничена прочностью машин и элементов кинематической цепи привода; ограничение минимальной скорости связано с жесткостью характеристик двигателей. Так, для характеристик рис. 4.1 т. е. со снижением жесткости характеристик диапазон регулирования скорости снижается. Для характеристик, определяющих соте» при заданном диапазоне, часто принимают значение пускового момента Л1п=(1,5-5-2).Мс, чем учитываются возможные колебания момента нагрузки.
С жесткостью механических характеристик связана стабильность регулирования скорости, которая тем выше, чем 'меньше отклонение скорости на регулировочной характеристике при изменении момента сопротивления, т. е. чем выше жесткость характеристик. Для ЭТУ стабильность регулирования скорости нередко является одним из решающих факторов, ибо высокоточные технологические процессы переплава, термообработки и другие выполнимы только при высокой стабильности. На ход технологического процесса не должны влиять изменения момента сопротивления, вызванные различием в массе термообрабатываемых деталей, изменением массы электродов в процессе переплава и т. д.
Отношение скоростей верхней ступени регулирования сОг и ближайшей нижней ступени, называется плавностью регулирования регулирование плавное. Некоторые способы регулирования принципиально не могут обеспечить плавного регулирования, например при переключении числа пар полюсов асинхронных двигателей. При других способах регулирования приближение коэффициента плавности к единице сопряжено с дополнительными затратами.
Важнейшим показателем является экономичность регулирования. В большинстве случаев одни и те же цели при регулировании скорости могут быть достигнуты при использовании различных систем привода и способов регулирования. Задача выбора экономичного типа регулируемого привода и способа регулирования решается в каждом конкретном случае на основании технико-экономических сопоставлений вариантов. В экономические показатели входят капитальные затраты, необходимые для установки соответствующего оборудования, и эксплуатационные расходы. При этом широко используются косвенные методы оценки экономической эффективности регулируемого привода.
В ряде случаев капитальные затраты оцениваются по установленной мощности оборудования, отнесенной к номинальной мощности двигателя, а эксплуатационные расходы— по энергетическим показателям: КПД, коэффициенту мощности.
Важное значение имеет обеспечение надежности работы привода. В тех случаях, когда отказ в его работе влечет за собой большие материальные потери или опасен для обслуживающего персонала, может быть отдано предпочтением более дорогой, но более надежной системе привода. В некоторых ЭТУ для повышения надежности привода обеспечивают резервирование двигателей, систем управления и другие мероприятия.
Регулирование скорости в приводах ЭТУ можно вести в двух направлениях — вверх и вниз от основной скорости, обусловленной естественными свойствами двигателя. Обычно задачу регулирования скорости рассматривают комплексно, стремясь наиболее полно удовлетворить всем выше перечисленным показателям регулирования исходя в первую очередь из требований технологического процесса. Конкретные технические решения при регулировании скорости будут приведены ниже для каждого рассматриваемого типа привода.