Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
https://wos-scopus.com
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Электротехника
Размещена 04.12.2017. Последняя правка: 03.12.2017.

Модернизация электропривода лебедки конусов доменной печи №1 АО «Уральская Сталь»

Каракулова Жанслу Навиолловна

студент

Новотроицкий филиал Национальный исследовательский технологический университет Московский институт стали и сплава

3 курс

Лицин Константин Владимирович, кандидат технических наук, доцент


Аннотация:
Рассмотрена модернизация электропривода лебедки конусов доменной печи №1 АО «Уральская Сталь». Произведена замена двигателя постоянного тока на асинхронный двигатель. Проведен выбор возможных вариантов асинхронных двигателей. Выполнена проверка двигателей пе-ременного тока по условиям нагрева. На основании технико-экономических показателей осуществлен выбор наиболее подходящего асинхронного двигателя.


Abstract:
The modernization of the electric drive of the winch of the cones of blast furnace № 1 of JSC "Ural Steel" is considered. The DC motor was replaced with an induction motor. The choice of possible variants of asynchronous engines is made. The check of the AC motors on the heating conditions was carried out. Based on the technical and economic indicators, the most suitable asynchronous motor was selected.


Ключевые слова:
двигатель постоянного тока; асинхронный двигатель; лебедка конусов; доменная печь.

Keywords:
DC motor; asynchronous motor; winch cones; blast furnace.


УДК 62-83

Введение.
Для маневрирования конусами засыпного аппарата домен­ной печи, т.е. подъема и опускания конусов, предусмотрены балансирные устройс­тва с приводом от электрических лебедок. Комбинированная электриче­ская лебедка служит для последовательного маневрирования обо­ими конусами.

В типовой лебедке вращение от электродвигателя через цилиндрический редуктор и шестерню на валу редуктора передается зубчатому колесу, насаженному на грузовой вал, на котором свободно вращаются на подшипниках скольжения барабаны. Электродвигатель соединен с редуктором втулочно-пальцевой муфтой, являющейся одновременно тормозным шкивом колодочного тормоза. Барабаны цепями и канатами соединены с балансирами конусов. Цепи, прикрепленные к барабанам с помощью пальцев, наматываются на их цилиндрическую поверхность. К каждой цепи прикреплены по два каната, направленных к балансирам большого и малого конусов. На зубчатом колесе с двух сторон находятся кулаки, из которых один связывает колесо с одним барабаном, а другой (с другой стороны колеса) – с другим барабаном при помощи аналогичных кулаков на барабанах. При вращении зубчатого колеса по часовой стрелке кулак зубчатого колеса зацепляет за кулак и поворачивает его на определенный угол. При этом открывается малый конус. При обратном повороте колеса до исходного положения этот конус закрывается. При вращении против часовой стрелки от исходного положения вследствие соприкосновения кулаков с другой стороны колеса происходят поворот другого барабана и опускание большого конуса.

Актуальность. Замена двигателя постоянного тока (ДПТ) на асинхронный двигатель (АД) является актуальным направлением по причине экономически доступного управления АД. Кроме того, двигатель переменного тока, имеет такие преимущества, как:

– упрощенное обслуживание;

– уменьшенные потери электроэнергии;

– улучшенные весогабаритные показатели.

В данной статьей предполагается, что управление асинхронным двигателем также будет выполняться с помощью релейно-контакторной схемы. Поэтому предполагается осуществить только замену двигателя.

Цель работы. Модернизация электродвигателя лебедки конусов.

Задачи:

-       произвести расчет АД;

-       произвести выбор АД;

-       проверить на нагрев.

           Основная часть.

          В настоящее время управление лебедкой конусов доменной печи осуществляется с помощью ДП42/36-4К, технические параметры которого представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические параметры ДП42/36-4К

Наименование

Тип

Мощность, кВт

ПВ,%

Число об/мин

Лебедка управления конусами ЛК-45

ДП42/36-4K

150

60

1000

 

Исходя из значений мощности при номинальной частоте вращения, приведенной в таблице 1, выберем аналогичный по мощности асинхронный двигатель.

Мощность двигателя скиповой лебедки с учетом коэффициента запаса составляет:

                   Р=kз×Рнагр,            (1)

где kз - коэффициента запаса, составляет для двигателей в диапазоне мощностей от 100 до 250 кВт 1,12.

p=1,12×150000=168 кВт.

Были выбраны следующие АД, представленные в таблице 2.

Таблица 2 – Перечень подходящих асинхронных двигателей 

Наименование

Мощность, кВт

Число об/мин

КПД, %

Класс изоляции

Цена, руб.

АИР 355 S4

250

1500

95.3

F

420342

АИР 355 M6

200

1000

94

F

371300

АОДН-355M-6Y1

200

1000

94,5

F

460800

ДАЗО-200-0,38-1500Y1

200

1500

93.5

H(F)

438200

           Электродвигатели переменного тока  серий КО, МТМ, МТКН не подходят  для выбранного объекта согласно техническим требованиям.

Был выбран низковольтный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР 355 M6, т.к. представленная модель относится к группе силовых агрегатов с высоким показателем мощности - 200 кВт. Кроме того, из возможных АД, представленных в таблице 2, данный двигатель обладает наименьшей стоимость при прочих равных показателях.  Двигатель обеспечивает бесперебойное движение механизмов общепроизводственного назначения. При изготовлении всех частей мотора были использованы высокопрочные материалы, обеспечивающие продолжительный безаварийный срок службы изделия. Важными отличительными особенностями АИР 355 М6 являются надежность, безопасность, удобство эксплуатации и приемлемые цены.

Проведем расчет выбранного АД по нагреву. Для этого обратимся к таблице 3, где представлены допустимые температуры нагрева для различных классов нагревостойкости двигателей.

Таблица 3 – Классы нагревостойкости асинхронных двигателей

Обозначение класса нагревостойкости

Температура нагрева, Tнаг °С

Y

90

А

105

Е

120

В

130

F

155

Н

180

200

200

220

220

250

250

Двигатель работает в допустимом тепловом режиме при выполнении условия(2):

tраб<tдоп,                   (2)

где tдоп - допустимый (нормативный) перегрев двигателя, определяемый классом его изоляции;

tраб - перегрев двигателя при работе

Запишем следующее исходное уравнение теплового баланса(3):

DPdt=Adt+Cdt,           (3)

где DР – потери мощности в двигателе, Вт;

С – теплоемкость двигателя, Дж/°С.

Уравнение (3) имеет решение вида:

  (4)



Рисунок 1 – График нагрева двигателя: общий (а), в течение времен
и работы (б)

Вывод. На основании проведенных расчетов в проекте принят низковольтный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР 355 М6, со следующими данными:

-    номинальная мощность: Р =200 кВт;

-    синхронная скорость вращения: n=1000 об/мин;

-    КПД: h=0,94.

Проведенные проверочные расчеты двигателя по нагреву показали, что выполняется необходимое условие по нагреву, следовательно, выбранный электродвигатель АИР 355 М6 следует использовать при проектировании привода лебедки конусов доменной печи.

Библиографический список:

1. Безопасность производственных процессов.: Справочник/С.В.Белов, Б.С.Бринза, Б.С.Бекшин и др.; Под общ. ред. С.В.Белова. - М.Машиностроение, 1985. -448 с.
2. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - 6-е изд., испр. - М.: Энергия, 1977 - 432 с.
3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.-М.:Энергия, 1979-407 с.
4. Ключев В.И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 560 с.
5. Ключев В.Н., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учеб. Для вузов. - М.: Энергия, 1980 - 359 с.
6. Михайлов О.Л. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: Учеб. для студ. вузов. - М.: Машиностроение, 1990 -302 с.




Рецензии:

7.12.2017, 7:48 Ляховецкая Людмила Владимировна
Рецензия: Научная статья Каракуловой Ж.Н. "Модернизация электропривода лебедки конусов доменной печи №1 АО «Уральская Сталь» соответствует требованиям, предъявляемым к работам такого рода. Данная статья может быть рекомендована к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх