Области применения и особенности эксплуатации

Машины постоянного тока большой мощности

Основными установками, использующими крупные машины постоянного тока, являются прокатные станы, крупные шагающие экскаваторы, шахтные подъемники, гребные установки и различные испытательные стенды, в которых применяется мощный электропривод с регулируемой частотой вращения.

Применение в этих приводах ДПТ обеспечивает большую производительность труда, что экономически оправдывает дополнительные ' затраты, связанные с использованием электрооборудования на постоянном токе. Развитие отраслей промышленности, в которых находят применение мощные ДПТ, приводит к необходимости непрерывного повышения их мощности и вращающего момента, улучшению динамических показателей. В настоящее время питание крупных ДПТ осуществляется от тири-сторных преобразователей. Однако существует и потребность в мощных, свыше 5000 кВт, генераторах постоянного тока.

Для питания мощных прокатных ДПТ применяют тиристорные преобразователи. Тиристорное питание из-за пульсации напряжения и тока якоря ухудшает коммутацию ДПТ, вызывает появление добавочных потерь от переменных составляющих тока и потока и дополнительную вибрацию. Применение тиристорных преобразователей обеспечивает возможность использования быстродействующих систем регулирования для форсировки напряжения якоря. В связи с этим к изоляции обмоток якорной цепи и коллектора ДПТ, питаемых от тиристорных преобразователей, предъявляются дополнительные требования: она должна допускать нормальную эксплуатацию с амплитудным значением напряжения вентильной обмотки трансформатора преобразователя. Для ДПТ с номинальным напряжением 930 В это напряжение составляет 1500 В. Такое напряжение оказывает неблагоприятное влияние на потенциальные условия на коллекторе.

Для ограничения вредного воздействия тиристорного преобразователя ДПТ выполняют с шихтованным магнитопроводом и применяют 12-фазные схемы выпрямления (реже 6-фазные полностью управляемые). Для станов горячей прокатки реверсирование ДПТ осуществляется путем изменения знака напряжения на якоре. Из числа возможных схем реверсирования применяют встречно-параллельную и перекрестную схемы без уравнительных реакторов.

При проектировании ДПТ задаются допустимыми пульсациями тока якоря, как правило, в пределах от 2 до 7 %. В большинстве случаев индуктивность якорной цепи оказывается достаточной для ограничения заданного значения пульсации. В противном случае применяют дополнительные сглаживающие реакторы.

Крупные ДПТ работают в системе автоматизированного привода, и основное требо-

вание, предъявляемое к ним со стороны эксплуатации, — надежность работы. Поэтому ДПТ комплектуются вспомогательными устройствами, обеспечивающими, с одной стороны, работу в автоматизированном приводе, с другой — контроль за параметрами ДПТ во время эксплуатации.

Комплектно с ДПТ поставляются тахо-генератор типа ПТ-32 или ПТ-42, реле скорости типа РМН7011, воздухоохладители типа ВО-100-2 или ВО-150А, ящик резисторов.

Для контроля температуры входящего и выходящего из ДПТ воздуха поставляются два термометра сопротивления, для контроля работы подшипников — термометр манометрический сигнализирующий и указатель уровня масла. Обмотки возбуждения и компенсационная снабжены термоэлектрическими преобразователями, которые позволяют производить контроль температур этих обмоток. Термометры сопротивления, заложенные в обмотку якоря, выводятся на контактные кольца и траверсу, что позволяет следить за температурой обмотки якоря при работе. К каждому крупному ДПТ постоянного тока завод-изготовитель поставляет запасные части (комплекты катушек главных и дополнительных полюсов, секции обмотки якоря, щетки, щеткодержатели, вкладыш подшипника и др.), а также наборы специальных приспособлений, устройств и инструмента, необходимых для монтажа, эксплуатации и ремонта.

10.13.2. Двигатели для прокатных станов

Реверсивные и нереверсивные ДПТ, предназначенные для главных электроприводов прокатных станов, выпускаются ЛПЭО «Электросила» им. С. М. Кирова, заводом «Электротяжмаш» (г. Харьков) и ПО ХЭМЗ.

Условия эксплуатации двигателей:

Высота над уровнем моря, м, не более......... 1000

Температура охлаждающего воздуха, °С:

исполнение УХЛ4.... 1—40

исполнение О4..... 1—45

Температура охлаждащего воздуха, °С........ 5-40

Относительная влажность воздуха при 25 °С (исполнение УХЛ4), %, не более.... 80

То же при 35 °С (исполнение

О4), %, не более..... 98

Запыленность охлаждающего воздуха, мг/м³, не более.... 0,2

Количество охлаждающего воздуха на 1 кВт фактических потерь, м³/мин, не более......3,5—4,0

Охлаждающий воздух не содержит химически агрессивных и токопроводящих примесей. Окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая агрессивных примесей и токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих параметры двигателей ДПТ. Степень защиты ДПТ горизонтальных: IP20 — выше перекрытия фундаментной плиты, IPOX — ниже перекрытия фундаментной плиты по ГОСТ 14254-80.

Основные технические данные ДПТ и их габаритные, установочные и присоединительные размеры приведены в табл. 10.44 — 10.51 и на рис. 10.14.

Привод механизмов прокатных станов требует регулирования частоты вращения в широких пределах, частых реверсов и сопровождается большими кратковременными перегрузками по току при условии, что среднеквадратичный (за время технологического цикла) ток не превышает номинального. Допустимая рабочая перегрузка, как правило, 1,8 —2,25J_HOM (не более 15 с) в зависимости от частоты вращения и назначения ДПТ. От-

Рис. 10.14. Обозначения габаритных и установочных размеров двигателей постоянного

тока большой мощности

Таблица 10.44. Технические данные реверсивных двигателей постоянного тока серии П2 21-25-го габаритов производства ПО ХЭМЗ Ш_ном = 930 В)

					Динами-
Типоразмер	Мощность,	Ток,	Частота	Момент,	ческий	Масса,	КПД,
двигателя	кВт	А	вращения, об/мин	кНм	MUMCrt 1 инерции, 10^3 КГ-М2	103 кг	%
П2-630-215-86			90/150	334,25	13,63	69,4	92,5
П2-630-216-8С			71/125	423,7	16,68	65,4	91,7
ПВ2-630-217-8К			56/100	537,2	19,5		91,1
ПВ2-630-217-14К			125/150	542,4	20,05		94,3
П2-800-217-8С			56/100	537,2	19,6	107,35	91,1
П2-800-217-14С			125/150	542,4	20,05	108,15	94,3
П2-800-218-8С			45/80	668,5	22,4	125,5	90,1
П2-800-218-14С			90/125	753,4	22,85		93,7
П2-800-227-8С			50/100		29,8		90,9
П2-800-227-14С			100/125		30,25		94,4
П2-800-228-8С			40/80		38,5		89,3
П2-800-228-14С			80/125				93,7
П2-800-237-8С			45/90		43,8		90,9
П2-800-237-14С			90/100				94,5
П2-1000-238-8С			36/71	1193,7	53,8		89,8
П2-1000-238-14С			71/100	1210,6			94,0
П2-1000-247-8С			40/80	1074,4		162,5	90,8

Продолжение табл. 10.44

					Динами-
Типоразмер двигателя	Мощность, кВт	Ток, А	Частота вращения, об/мин	Момент, кНм	ческий момент инерции	Масса, 103 кг	КПД, %
					10^3 кг-м2
П2-1000-247-14С			80/90	1193,7	63,5	164,5	94,5
П2-1000-248-8С			32/63		80,25	189,5	89,9
П2-1000-248-14С			63/90	1515,9	83,45	191,5	93,7
П2-800-253-8С			90/125	530,5	52,5		93,7
П2-800-255-8С			63/100				93,2
П2-1000-257-8С			36/71	1485,5	82,3		90,7
П2-1000-257-14С	12 500		71/90	1681,3	85,8		94,3

Примечание. Структура условного обозначения двигателей:

Таблица 10.45. Габаритные, установочные и присоединительные размеры реверсивных двигателей постоянного тока производства ПО ХЭМЗ (рис. 10.14)

Типоразмер двигателя	Размеры, мм
					/зз		'47	/48	h		^r30
П2-630-215-8С П2-630-216-8С П2-800-217-8С П2-800-217-14С П2-800-218-8С П2-800-218-14С			500 530 600 600 650 650	650 680 800 800 850 850	4000 4300 5405 5625 5705 5925	4960 5300 6200 6420 6550 6770	1700 1850 2230 2230 2380 2380	1650 1800 1960 2180 2110 2330	1140 1145 1310 1310 1360 1360
П2-800-227-8С П2-800-227-14С П2-800-228-8С П2-800-228-14С			650 650 710 710	850 850 1030 1030	5430 5650 5745 5955	6200 6420 6835 7055	2080 2080 2230 2230	2060 2280 2280 2500	1360 1360 1550 1550
П2-800-237-8С П2-800-237-14С П2-1000-238-8С П2-1000-238-14С			710 710 750 750	1030 1030 1060 1060	5395 5615 5810 6030	6495 6715 6935 7155	2100 2100 2300 2300	2070 2290 2220 2440	1550 1550 1640 1640
П2-1000-247-8С П2-1000-247-14С П2-1000-248-8С П2-1000-248- 14С			750 750 800 800	1060 1060 1090 1090	5920 6140 6110 6330	6830 7050 7220 7440	2280 2280 2460 2460	2170 2390 2320 2540	1640 1640 1700 1700
П2-800-253-8С П2-800-255-8С П2-1000-257-8С П2-1000-257- 14С			630 630 840 840	800 800 1100 1100	3960 4175 5630 5850	5210 5410 6780 7000	1550 1650 2260 2260	1650 1750 2000 2220	1340 1340 1750 1750	800 800 1000 1000

Примечание. См. примеч. к табл. 10.44.

где 1 — серия двигателей — П2; 2 — высота оси вращения, мм; 3 — условный диаметр якоря (габарит); 4-условная длина сердечника якоря; 5 - количество щеток на каждом бракете; 6 - буква С - исполнение на подшипниках скольжения; буква К — исполнение на подшипниках качения; 7 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.

Таблица 10.46. Технические данные нереверсивных двигателей постоянного тока серии П2 20, 21-го и 24-го габаритов производства ПО ХЭМЗ

Типоразмер двигателя	Мощность, кВт	Напряжение, В	Ток, А	Частота вращения, об/мин	Момент, кНм	Динамический момент инерции, 1О'кг-м2	Масса, 103 кг	КПД, %
П2-630-201-5С П2-630-202-8С П2-630-203-5С П2-630-212-НС П2-630-213-6С П2-630-214-6С П2-630-241-8С П2-630-243-8С	1600 3150 1600 5000 2500 2500 4000 4000	930 930 930 930 930 930 930 930	1855 3565 1865 5640 2860 2870 4570 4600	250/500 400/600 160/500 400/500 160/315 125/315 160/320 100/260	61,1 75,2 95,5 119,4 149,2 191 238,8 382	3,75 4,07 4,95 7,33 9 9,85 30 37,8	22,9 28,1 30,6 36 43,7 48,8 56,8 74,6	93,3 94,8 92,4 95,3 93,9 93,3 94 93,4

Примечание. См. примеч. к табл. 10.44.

Таблица 10.47. Габаритные, установочные и присоединительные размеры нереверсивных двигателей постоянного тока производства ПО ХЭМЗ (рис. 10Л4)

Типоразмер	Размеры, мм
двигателя				h	'п		'46	/47	и»	h		^r30
П2-630-201-5С П2-630-202-8С П2-630-203-5С			260 280 300	410 470 470	3060 3230 3270	3600 3850 3870	1300 1300 1400	1200 1350 1280	710 800 800
П2-630-212-11С П2-630-213-6С П2-630-214-6С			360 360 380	450 450 550	3270 3350 3390	4000 4080 4300	1300 1450 1460	1450 1350 1400	825 825 925
П2-630-241-8С П2-630-243-8С			420 480	540 650	3390 3620	4210 4580	1320 1450	1450 1550	950 1090

Примечание. См. примеч. к табл. 10.44.

Таблица 10.48. Технические данные двигателей постоянного тока производства завода

«Электротяжмаш»

						Динами-
Типоразмер двигателя	Мощность, кВт	Напряжение, В	Ток, А	Частота вращения, об/мин	Момент, кНм	ческий момент инерции,	Масса, 103 кг	кпд, %
						103кг-м2
П2-18/70-0.315					83,6	1,2	25,8	78,2
П2-21/90-4				100/250		12,5	80,0	93,2
П2-23/85-7,1				100/180		32,2	102,5
П2-23/106-7,1				80/125	847,6	38,8		94,3
П2-23/170-8				50/80				93,4
П2-24/71-6,3				160/315		—	81,8
П2-25/130-9				63/120		77,5		94,8
П2-26/150-10				50/100		121,2		94,7

Примечание. Структура условного обозначения двигателей:

где 1 — серия П2; 2 — условный диаметр якоря (габарит)/длина сердечника якоря, мм; 3 — мощность, МВт; 4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.

Таблица 10.49. Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей постоянного тока производства завода «Электротяжмаш» (рис. 10.14)

Типоразмер	Размеры, мм
двигателя			h	'зз	иб	hi	и»	h	^гзо
П2-18/70-0,315
П2-21/90-2
П2-23/85-7,1	—				—	—	—		—
П2-23/106-7Д
П2-23/170-8	—
П2-24/71-6,3
П2-24/130-9
П2-26/150-10			—		—	—	—

Примечание. См. примеч. к табл. 10.48.

Таблица 10.50. Технические данные двигателей постоянного тока производства ЛПЭО

«Электросила»

						Динами-
Типоразмер двигателя	Мощность, кВт	Напряжение, В	Ток, А	Частота вращения, об/мин	Момент, кНм	ческий момент инерции,	Масса, 103 кг	кпд, %
						10^3 КГ-М2
МП4000-32				32/80	1193,8
МП6300-63				63/80		42,5
МП6300-40				40/80				91,9
МП9000-63				50/80			^у208	93,7
МП 12500-63				63/90
МШООО-315				315/800	30,3	0,45		93,6
МП5600-300				300/400	178,3			95,2
МП7100-125				125/250	542,4	42,5	110,6	95,4
2МП2000-315	2 х 1000		2 х 2480	315/800	2 х 30,3	0,91	27,2	93,6
ЗМП3000-315	3 х 1000		3 х 2480	315/800	3 х 30,3	1,4	39,6	93,3
2МП3200-300	2x1600		2 х 3660	300/500	2 х 50,9	2,5		93,9
2МП11200-300	2 х 5600		2 х 6325	300/500	2x178,3	27,5		95,2
2МП14200-200	2x7100		2 х 7985	200/400	2x339			95,6
2МШ4200-125	2x7100		2 х 8000	125/250	2x542	95,0		95,4
2МШ4200-50	2 х 6300		2 х 7280	50/100	2x1203	212,5		92,8

Примечание. Структура условного обозначения двигателей:

Таблица 10.51. Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей постоянного тока ЛПЭО «Электросила» (рис. 10.14)

Типоразмер					'азмеры,	ММ
двигателя	*зо		',	'is	'зз		'47	'48	h	'30
МП4000-32У4		__	__		_	___	___	___	__	__
МП6300-63У4
МП6300-40										—
МП9000-63						—	—	—
МП 12500-63						-	-	-

где 1 — серия МП; 2 — мощность, кВт; 3 — частота вращения, об/мин; 4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.

Типоразмер					^>азмеры,	мм
двигателя	*зо	d\	h	'18	'33	'46	hi	'48	h	По
МП 1000-315
МП5600-300										_
МП7100-125										—
2МП2000-315
ЗМПЗООО-315				—
2МП3200-300						_	_	—		—
2МП11200-300					_					_
2МП14200-200
2МП14200-125										_
2МП14200-50										-

Примечание. См. примеч. к табл. 10.50.

ключающая перегрузка, как правило, 2,5/_ном. Режимы работы SI, S7 или S8 по ГОСТ 183-74. Двигатели допускают нагрузку по току 1,15/ном длительно во всем диапазоне регулирования частоты вращения при превышении температуры обмоток не выше допустимой для изоляции нагревостойкости класса F по ГОСТ 8865-70. Питание ДПТ осуществляется от статических и вращающихся преобразователей.

Двигатели допускают регулирование частоты вращения от нуля до номинальной изменением напряжения на якоре и от номинальной до максимальной ослаблением магнитного поля. Устойчивость работы ДПТ при частоте вращения, близкой к нулю, обеспечивается системой управления. Конструктивное исполнение ДПТ по способу монтажа - IM7312 по ГОСТ 2479-79.

Станины двигателей шихтованные, маг-нитопровод разъемный по горизонтали, состоит из листов электротехнической стали, запрессованных в стальной сварной корпус. Рабочий конец вала цилиндрический.

В ДПТ применены подшипники скольжения с комбинированной (кольцевой и принудительной проточной) системой смазки. При отказе принудительной системы смазки допускается работа ДПТ на кольцевой смазке не более 2 мин. Кожух ДПТ сварной, имеют люки и двери для обслуживания. Места прилегания кожуха и двери уплотнены резиной. Кожухи крепят прижимами. Посадку крестовины якоря и полумуфты на вал выполняют с гарантированным натягом без шпонок. Для повышения эксплуатационной надежности ДПТ для крепления активной стали якоря применяют системы клиньев радиального и тангенциального распоров.

Двигатели монтируют на стальных фундаментных плитах. Вентиляция ДПТ принудительная по замкнутому или разомкнутому циклу с применением воздухоохладителей. В замкнутом цикле вентиляции должно быть обеспечено избыточное давление 50 Па. Подвод охлаждающего воздуха осуществляется со стороны, противоположной коллектору, отвод — со стороны коллектора. Способ охлаждения — ICA97 или ICA37 по ГОСТ 20459-75.

Для ДПТ главных приводов реверсивных станов горячей прокатки (блюмингов, слябингов, толстолистовых станов) характерен режим с очень малой продолжительностью включения. Для достижения оптимальной производительности стремятся вести прокатку во время первых проходов с максимально возможными обжатиями. Когда сечение прокатываемого металла становится меньше, обжатие следует уменьшить, в связи с этим для сокращения длительности проходов повышают скорость прокатки, поэтому ДПТ должен обладать большой перегрузочной способностью во всем диапазоне частот вращения, способностью быстрого регулирования частоты вращения в большом диапазоне с малыми потерями в обоих направлениях.

Двигатели одноклетьевых станов холодной прокатки для привода моталок должны обеспечивать постоянное натяжение полосы и необходимое ускорение при растяге от заправочной до рабочей скорости прокатки. Основные требования, предъявляемые к ДПТ, — пониженный момент инерции якоря и большой диапазон регулирования частоты вращения ослаблением поля. Выбор ДПТ прокатной клети производят по требуемым моменту и скорости прокатки.

Продолжение табл. 10.51

Для малых обжатий при более высоких скоростях, как правило, допустимо изменение потока возбуждения в пределах от 1:2 до 1:2,5.

Аналогичные требования предъявляются к ДПТ привода непрерывных станов холодной прокатки. Часто выгодно распределить мощность каждого привода по нескольким двигателям, так как при этом можно существенно уменьшить ускоряемые массы.

Дата добавления: 2015-06-27