Автоматизированные ЭлектроТехнологические Установки и Системы

Лабораторный стенд для моделирования привода перемещения электрода дуговой печи

Cтенд позволяет исследовать системы автоматизированного управления дуговыми печами как постоянного, так и переменного тока в лабораторных условиях и получать зависимости основных показателей качества и точности регулирования от параметров привода, а также данные для уточнения аналитических моделей системы.

Особенностью данного стенда является использование двух асинхронных двигателей, соединенных выходными валами. При этом двигатель, обозначенный как «приводной», моделирует двигатель в приводе перемещения электрода, а двигатель, обозначенный как «тормозной» моделирует нагрузку, состоящую из редуктора, перемещающейся стойки с закрепленными на ней электрододержателем и электродом. Созданный стенд позволяет исследовать различные режимы работы, как механизма перемещения электрода, так и системы в целом, а именно:

  • Работа с отключенным питанием «тормозного» двигателя позволяет моделировать увеличение инерционности системы привода за счет момента инерции вертикально перемещающегося электрода, который составляет величину, сравнимую с моментом инерции приводного двигателя.
  • Работа «тормозного» двигателя в двигательном режиме приводит к приложению к валу «приводного» двигателя постоянного активного момента, направленного в одну сторону. Такая модель правомерна для дуговой печи, где основной нагрузкой двигателя является момент, создаваемый весом вертикально перемещающихся элементов (телескопических стоек, кареток, рукавов, электрододержателей и т.д.). Особенность данного режима заключается в том, что при движении электрода вниз приводной двигатель работает в тормозном режиме, ограничивая свободное падение электрода, а при движении электрода вверх - в двигательном режиме с активным нагрузочным моментом. Кроме того, такой режим позволяет моделировать работу при наличии электромагнитного тормоза.
  • Работа «тормозного» двигателя в режиме динамического торможения (с этой целью осуществляется питание обмотки «тормозного» двигателя постоянным током) позволяет имитировать работу привода при наличии реактивного момента, к которому можно отнести силы трения в опорах механизма перемещения и т.д.

И тормозной, и приводной двигатели могут работать как в нерегулируемом режиме, так и с регулированием скорости с использованием преобразователей частоты, установленных на стенде. 
Программируемый логический контроллер (ПЛК) является частью исследуемой системы управления дуговой печью и несет в себе алгоритмы, определяющие законы управления. В качестве ПЛК к стенду могут быть подключены решения, основанные на различных платформах – универсальные ПЛК, узкоспециализированные, промышленные компьютеры, микропроцессоры и т.д.

Блок схема стенда для моделирования привода перемещения электрода Cтенд для моделирования привода перемещения электрода
На основе поставленной задачи по исследованию механизмов и приводов перемещения электродов дуговой печи инженерным бюро ООО "АЭТУС" разработаны способ моделирования данного объекта, методика проведения исследований, конструкторская документация для изготовления данного стенда, документация на электротехническую часть, а также выбраны средства управления и разработаны соответствующие алгоритмы.

Даннный лабораторый стенд в настоящее время используется в ходе решения научно-исследовательских и учебных задач в НИУ "МЭИ".