Введение к работе
Актуальность теми. Агрегаты бумагоделательного производства характеризуются довольно широким разнообразием технологических процессов, однако, по существу их можно разделить на две группы: бумагоделательные агрегаты и отделочные агрегаты, различающиеся между собой технологией обработки полотна, структурой, режимами работы и построением механической и электрической частей приводов. Важное значение для качественной работы бумагоделательных и отделочных агрегатов имеет автоматизированный электропривод.
В связи с интенсификацией технологических процессов за последнее время резко возросли требования к системам электропривода и автоматики, что обусловило применение новых принципов построения автоматических систем регулирования и более совершенного силового оборудования.
В поточных линиях бумагоделательного производства и отделочных агрегатах получили распространение многодвигательные тири-сторные системы электроприводов (СЭП) постоянного тока. Регулируемый электропривод отделочных агрегатов, построенный по такому принципу, является в настоящее время более дешевым, экономичным и имеет лучшие динамические характеристики по сравнению с приводом переменного тока. Развитие электропривода характеризуется широким внедрением вентильных преобразователей и унифицированных систем подчиненного регулирования. Электроприводы отделочных агрегатов выполняются многодвигательными с индивидуальными тиристорними преобразователями, что обеспечивает более гибкое управление технологическими процессами и унификацию оборудования.
Внедрение в технику электропривода вентильных преобразователей и быстродействующих АСР поставило перед разработчиками, наладчиками и эксплуатационным персоналом приводов ряд новых задач, имеющих как теоретическое, так и практическое значение. Одной из них явилось создание теории работы многодвигательных регулируемых электроприводов агрегатов отрасли с учетом взаимосвязи электрических, механических и технологических факторов, изменения параметров АСР и действия различных внешних возмущений. Важной задачей считается разработка общей методики системного проектирования электроприводов агрегатов, включающей рациональные требования к механической и электрической частям приводов. Крайне необходимой является разработка практических рекомендаций по оптимизации и наладке регулируемых'электроприводов, работающих в условиях влияния упругостей и зазоров механических передач, взаимосвязи секций агрегатов через обрабатываемое бумажное полотно и естественной вариации параметров систем. Актуальной является разработка рекомендаций по совершенствованию механической части отделочных агрегатов бумагоделательного производства. Создание САПР СЭП отделочных агрегатов дает возможность сократить время проектных работ и автоматизировать их, используя ЭВМ на всех этапах проектирования.
Цель работы. Целью диссертационной работы является создание методологии автоматизированного синтеза и совершенствование СЭП отделочных агрегатов отрасли с учетом заданного множества режимов функционирования и взаимосвязи электромеханических и технологических факторов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
разработка обобщенного математического описания взаимосвязанных ЭП продольно-резательных станков (ПРС) и суперкаландров (СК) и формирование эквивалентных динамических моделей СЭП агрегатов рассматриваемого класса;
исследование динамики СЭП отделочных агрегатов на ЭВМ с разработкой рекомендаций по построению и оптимизации электромеханических систем высокопроизводительных ПРС и СК;
совершенствование механической части приводов ПРС и СК;
разработка методологии построенияя САПР, позволяющей решать многофакторные задачи автоматизированного синтеза СЭП агрегатов;
разработка алгоритмического и программного обеспечения САПР ЭП ПРС иСК.
Научная новизна. Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:
сформированы обобщенные и эквивалентные динамические структурные схемы (ДСС) ЭП ПРС и СК с учетом влияния упругостей 1-го и 2-го рода и характерных возмущающих воздействий;
проведен поэтапный многофакторный анализ и синтез взаимосвязанных ЭП ПРС и СК с формулированием рекомендаций по построению и оптимизации электромеханических систем высокопроизводительных ПРС и СК;
на основе машинных исследований получены номограммы изменения натяжения бумажного полотна при различных возмущающих воздействиях и разработаны рекомендации по совершенствованию механической части отделочных агрегатов отрасли;
предложены рациональные способы построения алгоритмов САПР ЭППРСиСК;
создано унифицированное программное обеспечение САПР, обеспечивающее внедрение автоматизированных информационных технологий в процесс проектирования агрегатов рассматриваемого класса.
Практическая ценность. Практическая ценность результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:
- созданная САПР ЭП ПРС и СК позволяет значительно сократить
сроки разработки СЭП отделочных агрегатов и повысить качество
проектной документации;
многофакторные исследования СЭП ПРС и СК на ЭВМ позволили сформулировать рекомендации по совершенствованию механической части отделочных агрегатов;
разработанная САПР может быть встроена в современные оболочки ЭВМ, в частности в CAD/САМ систему Cimatron.
Реализация результатов работы. Рекомендации работы использованы при проектировании и режимной настройке СЭП в НПО "Электропривод", ЦНИИБУММАШ, а также на Светогорском и Сыктывкарском ЦБК.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Санкт-Петербургской секции ЭМС Международной Энергетической академии (1998 г.), на научно-техническом семинаре "75 лет отечественной школы электропривода" (СПбГЭТУ, 1997 г.), а также на научно-методических семинарах кафедры "ЭТ, ВТ и А" ПИМаш.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 111 страницах основной части (из них 26 рисунков). Состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 108 наименований и 4-х приложений. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ