Сым созатын машиналар

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Ғ. ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА

ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электр машиналары және электр жетегі кафедрасы

«Қорғауға жіберілді»

Кафедра меңгерушісі

PhD, доцент Шыныбай Ж. С.

^{(аты-жөні, ғылыми дәрежесі, атағы)}

«»2022 ж.

^(қолы)

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы __ Сым созу орнағының электр жетегін басқару жүйесін жаңғырту

5В071800 - «Электр энергетика» мамандығы бойынша

Орындаған ___ ___ Нұржанұлы Рамазан ЭПЦк-18-10

^{(аты - жөні) (тобы )}

Жетекші ЭМЭЖ кафедрасының PhD, доценті Алмуратова Нургуль Канаевна __

^{(ғылыми дәрежесі, атағы, аты-жөні)}

«» 2022 ж.

^(қолы)

Кеңесшілер:

Техникалық бөлімі бойынша:

ЭМЭЖ кафедрасының PhD докторы, доцент Алмуратова Нургуль Канаевна

^{(ғылыми дәрежесі, атағы, аты-жөні)}

«» 2022 ж.

^(қолы)

Экономикалық бөлім бойынша:

ИМжК кафедрасының доценті, э. ғ. к. Нұрпейіс Еділ Мейірханұлы

^{(ғылыми дәрежесі, атағы, аты-жөні)}

«» 2022 ж.

^(қолы)

Өмір тіршілігі қауіпсіздігі бойынша:

ИЭЕҚ кафедрасының аға оқытушы Байзакова Саягуль Мухтаровна

^{(ғылыми дәрежесі, атағы, аты-жөні)}

«» 2022 ж.

^(қолы)

Пікір жазушы:

^{(ғылыми дәрежесі, атағы, аты-жөні)}

«» 2022 ж.

Алматы 2022

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА

ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электр энергетика және электр техника институты

5В071800 - «Электр энергетикасы» мамандығы

Электр машиналары және электр жетегі кафедрасы

жұмысты орындауға берілген

ТАПСЫРМА

Студент Нұржанұлы Рамазан

(аты - жөні)

Жұмыс тақырыбы Сым созу орнағының электр жетегін басқару жүйесін жаңғырту

Ректордың «» 10. 2022 ж. № бұйрығы бойынша бекітілген.

Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі: _ «20» мамыр 2022 ж.

Жұмысқа бастапқы деректер (талап етілетін жұмыс нәтижелерінің параметрлері және нысанның бастапқы деректері) M2AA250M қозғалтқышының Рн=55кВт; Uн=400В; Iн=95А; n=1500айн/мин; cosφ=0, 9; 2р=2; сым созу станының шеткі және аралық барабандарының диаметрі 350мм; Шығысындағы сым созу жылдамдығы 900-1200 м/мин;

Дипломдық жұмыста әзірлеуге жататын сұрақтар тізімі немесе қысқаша мазмұны:

Негізгі бөлімде сым созу станының динамикасын зерттеуге және оны динамикалық бағдарламалау әдісімен басқару заңын анықтау үшін пайдалануға мүмкіндік беретін сым созу станының математикалық моделі жасалды, оптималдылық критерийі таңдалды, станның динамикасының тұрақтылығын анықтау бағдарламасы жасалып, басқару заңының өзгеру коэффициенттері анықталды .

Арнайы бөлімде сымды созудың технологиялық үрдісі, созу стандарының конструкциясы қарастырылады, АҚ фазалық ротормен басқару жүйесі ЖТ - АҚ жүйесіне ауыстыру негізінде, электр энергиясын үнемдеуді, соғу моменттері мен іске қосу токтарын шектеу кезінде станның өнімділігі мен сенімділігін арттыруды қамтамасыз ететін созу стандарының түрлері салыстырылады .

Сызба материалдарының (міндетті түрде дайындалатын сызуларды көрсету) тізімі

Сым созу станы механизмінің кинематикалық сұлбасы

Қозғалтқыштың жүктемелік диаграммасы

Қозғалтқыштың орынбасу сұлбасы

Қозғалтқыштың табиғи және жасанды сипаттамалары

Құрылымдық сұлба _ _

Жиіліктің түрлендіргіштің күш тiзбeгiнiң cұлбасы

Cым созу станы механизмінің электр жетегінің имитациялық моделі

Қозғалтқыштың имитациялық моделі және өтпелі үрдістер сипаты

Негізгі ұсынылатын әдебиеттер:

1. Пальмова Е. В., Гурьяновой М. К. Современные скоростные волочильные станки. - В сб. Расчёт и конструирование заводского оборудования. -М. : Машгиз, 2015.
2. Тарнавский А. Л. Эффективность волочения с противонатяжением. -М. : Металлургиздат, 2017.
3. Недовизий И. Н., Тарнавский А. Л. Скоростное волочение низкоуглеродистой стальной проволоки, -М. :Металлургиздат, 2020.
4. Красильников Л. А., Соколов Н. В. Влияние закручивания при волочении на механические свойства проволоки. - Сталь, 2018, №2.
5. Зудкин С. М., Пружан А. Г., Алалыкин Г. С. Электропривод и автоматика волочильных станов. -М. :Металлургия, 2021.
6. Афанасьев В. Д. Стан многократного волочения с противонатяжением. - Сталь 2020, №7.

Жұмыс бойынша бөлімшелерге қатысты белгіленген кеңесшілер

Дипломдық жұмысты дайындау

К Е С Т Е С І

Тапсырманың берілген уақыты « 01 » қараша 2022 ж.

Кафедра меңгерушісі Шыныбай Ж. С. PhD, доцент (қолы) (аты-жөні, ғылыми дәрежесі, атағы)

Жұмыс жетекшісі Алмуратова Н. К., PhD, доцент (қолы) (аты-жөні, ғылыми дәрежесі, атағы)

Орындалатын тапсырманы

қабылдаған студент Нұржанұлы Р. (қолы) (аты -жөні)

АНДАТПА

Дипломдық жұмыс "Сым созу орнағының электр жетегін басқару жүйесін жаңғырту" тақырыбына орындалған. Дипломға келесі бөлімдер кіреді: негізгі бөлім; арнайы бөлім; өмір қауіпсіздігі; экономикалық бөлім.

Негізгі бөлімде сым созу станының динамикасын зерттеуге және оны динамикалық бағдарламалау әдісімен басқару заңын анықтау үшін пайдалануға мүмкіндік беретін сым созу станының математикалық моделі жасалды, оптималдылық критерийі таңдалды, станның динамикасының тұрақтылығын анықтау бағдарламасы жасалып, басқару заңының өзгеру коэффициенттері анықталды.

Арнайы бөлімде сымды созудың технологиялық үрдісі, созу стандарының конструкциясы қарастырылады, АҚ фазалық ротормен басқару жүйесі ЖТ - АҚ жүйесіне ауыстыру негізінде, электр энергиясын үнемдеуді, соғу моменттері мен іске қосу токтарын шектеу кезінде станның өнімділігі мен сенімділігін арттыруды қамтамасыз ететін созу стандарының түрлері салыстырылады.

Қысқа тұйықталған роторы бар ТТ - АҚ жүйесі бойынша стан электр жетегінің математикалық моделі әзірленді, онда созу станының тарту және іске қосу режимдерінде технологиялық жүктемелерді қалыптастыру кезінде Matlab ортасында зерттеулер жүргізілді.

Экономикалық бөлімде екі жүйенің экономикалық тиімділігіне салыстырмалы талдау жасалады және басқару жүйесінің таңдалған нұсқасының өтелу мерзімі есептеледі.

Еңбек және тіршілік қауіпсіздігі мәселелері қаралды. Еңбек жағдайлары мен персоналды электр тогының соғуынан қорғауға талдау жүргізілді.

АННОТАЦИЯ

Дипломная работа выполнен на тему «Модернизация системы управления электропривода волочильного стана». В него входят следующие разделы: основная часть; специальная часть; безопасность жизнедеятельности; экономическая часть.

В основной части создана математическая модель стана, позволяющая исследовать динамику стана и использовать её для определения закона управления методом динамического программирования, выбран критерий оптимальности, разработана программа определения устойчивости динамики стана, определены коэффициенты изменения закона управления.

В специальной части рассматривается технологический процесс волочения проволоки, конструкция волочильных станов, сравниваются типы волочильных станов, на основе замены АД с фазным ротором на сис­тему ТП -АД, обеспечивающую экономию электроэнергии, повышение производительности и надежности стана при ограничении ударных мо­ментов и пусковых токов.

Разработана математическая модель электропривода стана по системе ТП-АД с короткозамкнутым ротором, на которой проведены исследования в среде Matlab при формировании технологических нагрузок в заправочных и пусковых режимах волочильного стана.

В экономической части приведен сравнительный анализ экономической эффективности двух систем и рассчитан срок окупаемости выбранного варианта системы управления.

Рассмотрены вопросы по безопасности труда и жизнедеятельности. Произведен анализ условий труда и защиты персонала от поражения электрическим током.

ANNOTATION

The thesis was carried out on the topic "Development of a control system for the electric drive of the drawing mill". It includes the following sections: main part; special part; life safety; economic part.

In the main part, a mathematical model of the mill was created, which allows to study the dynamics of the mill and use it to determine the control law by dynamic programming, an optimality criterion was selected, a program for determining the stability of the dynamics of the mill was developed, the coefficients of change in the control law were determined.

In a special part, the technological process of wire drawing, the design of drawing mills is considered, the types of drawing mills are compared, based on the replacement of the AD with a phase rotor with the TP -AD system, which provides energy savings, increased productivity and reliability of the mill while limiting shock moments and starting currents.

A mathematical model of the electric drive of the mill according to the TP-AD system with a short-circuited rotor has been developed, on which studies have been carried out in the Matlab environment during the formation of technological loads in the filling and starting modes of the drawing mill.

In the economic part, a comparative analysis of the economic efficiency of the two systems is given and the payback period of the selected control system option is calculated.

The issues of labor and life safety are considered. The analysis of working conditions and protection of personnel from electric shock was carried out.

Мазмұны

Кіріспе

Тақырыптың өзектілігі. Технологиялық механизмдердің жұмыс істеу тәртібі бір-бірінен айтарлықтай ерекшеленеді. Бұл механизмдердің көпшілігі технологиялық үрдістердің шарттары бойынша өнімнің қажет сапасын қамтамасыз ету үшін 1:2 -ден 1:10 -ға дейінгі ауқымда жылдамдықты реттеуді талап етеді. Бүгінде механизмдердің басым көпшілігінің электр жетегі жиіліктің статикалық түрлендіргішін басқаратын асинхронды қысқа тұйықталған қозғалтқыш негізінде орындалуы мүмкін. Жылдамдықтың жиілігін реттеу бірқалыпты, кең ауқымда жүзеге асады. Сонымен қатар, реттеу сипаттамалары жоғары қаттылыққа ие, ал қозғалтқыш шамадан тыс жүктемелі қабілетін сақтайды. Белгіленген жоғары көрсеткіштерге байланысты жиілік әдісі кең қолданысқа ие болып келе жатыр. Сонымен қатар, әртүрлі өндірістерде жиілікті түрлендіру жүйесі - асинхронды қозғалтқыш сенсорсыз басқарылатын электр жетегін құрудың мүмкінді тәсілдерінің бірі. Векторлы басқарудың сенсорсыз жүйелері - салыстырмалы түрде үлкен емес (10%-дан аз), бірақ жиілікті басқарылатын электр жетегінің өте маңызды және үнемі кеңейетін секторы. Осы қорытынды біліктік жұмысының аясында асинхронды электр қозғалтқышын датчиксіз векторлы басқару жүйесі синтезі мен аталмыш жүйені кабель өндірісіне енгізу міндеттерін шешудің бірнеше нұсқасы келтірілген.

Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасында металл бұйымдары кәсіпорындарының көпшілігінде сым созғыш қайта балқытудың жабдықтары өз ресурстарын өндіріп болған, тозығы жеткен және кешенді қайта жаңғыртуды талап етіп тұр. Сым созатын машиналардың басым көпшілігі тозығы жеткен басқару жүйелерімен якорьдің параллель немесе тізбектей жалғайтын тұрақты тогы бар топтық электр жетектерімен жабдықталған (көп жағдайда қозғалтқышты қыздыру тізбегі бойынша)

Сым созатын машиналарын пайдалану - бұл сым жинақтау машиналары (дүкенде сатылатын түрі) . Мұндай машиналар жоғары энергияны тұтынып қана қоймай, сымның жоғары жылдамдықпен созылу процестерін жүзеге асыра алмайды. Металл бұйымы зауыттарындағы әр түрлі машиналардың технико-экономикалық көрсеткіштерін зерттеу сым созу машиналарының техникалық қолданысының коэффициенті 0, 5-тен аз екенін көрсетті.

Машиналардың өнімділігін төмендететін негізгі факторлар - сымның үзілуі, көмекші операцияларға (машинаға жанармай құю, орау аппараттарының катушкаларын ауыстыру үшін тоқтату) жұмсалған көп уақыт.

Барлық тарту барабандарына ортақ бәсеңдеткіші бар машиналарды қолдану арқылы сым тарту процесінің тиімділігін арттыруға болады. Алайда қазіргі уақытта қолданыстағы ортақ бәсеңдеткіші бар машиналарда сымдардың тым көп үзілгіштігі байқалады. Соның салдарынан кейбір жағдайларда жұмыс уақыты 44%-ға дейін жоғалады. Жоғары үзілгіштіктің негізгі себебі - электр жетекті басқару жүйесінің .

Сым орау машиналарының автоматтандырылған электр жетегіне арналған жұмыстардың басым көпшілігінде зәкірді тізбектей немесе параллель жалғайтын тұрақты ток қозғалтқыштары негізінде құрастырылған топтық электр жетегі әзірленіп немесе жетілдіріліп жатыр. Негізгі еңбектер өткен ғасырдың 60-шы . . . 80-ші жылдармен белгіленген.

Бүгінде қолданылып жүрген сым орау машиналарының электр жетегінің жүйесі үнемі дамып отыратын технологиялық талаптарға сай емес.

Осы жағдайға байланысты сым өндіруге арналған бар агрегаттарды модернизациялау мен жаңасын құруға бағытталған заманауи ғылыми-техникалық әзірлеудің қажеттілігі туындады.

Жұмыстың мақсаты: жалпы беріліс қорабы бар сым созатын машинаға арналған қысқа тұйықталған (ҚТ) роторы бар асинхронды қозғалтқышты сенсорсыз векторлық басқару жүйесін (СВБЖ) әзірлеу және математикалық, алгоритмдік негіздеу.

Жұмыстың мақсатын орындау үшін мынадай міндеттер қойылды және шешілді:

- Технологиялық процестің талаптарын ескере отырып, сым созатын машинаны векторлы басқару жүйесі әзірленді және орнатылды;

- Технологиялық жабдықтардың әртүрлі жұмыс істеу режимдерінде асинхронды қозғалтқышты басқару жүйесінің өнімділігіне зерттеу жүргізілді;

Сенсорсыз векторлық басқарудың жүйелерін құруға арналған жағдайды бақылаушы синтезделді және басқарудың сенсорсыз жүйелерінің бар құрылымдарына талдау жасалды.

- Әзірленген векторлық басқару жүйесінің жұмыс істеу сапасына зерттеу жүргізілді.

Зерттеу әдістері. Қорытынды біліктілік жұмысында қолданылды:

- электр машиналарының математикалық теориясының ережелері;

- энергияның электр механикалық түрленуінің динамикалық процестерін сипаттау кезінде қолданылатын әдістер;

- Эйлер сандық әдістері;

- MathCad бағдарламалық жасақтамасы мен Simulink MatLab модельдеу ортасында математикалық бағдарламалау және модельдеу.

1. Сым созу теориясының негізгі ережелері мен сым созу машиналарының қолданыстағы электр жетек жүйелерін шолу

1. 1 Сым созудың технологиялық үрдісі

Сым созу үрдісі сым дайындаудың негізгі технологиялық операциялары қатарына жатады.

1. 1 суретте көрсетілген сызбадан F тарту күшінің әсерінен тарту нәтижесінде сымның көлденең қимасы азайып, ұзындығы артқанын, ал тартылғаннан кейін (созу) металдың көлемі тұрақты болып қалатынын көруге болады.

Сәйкесінше көлденең қиманың созуға дейінгі диаметрін, ұзындығы мен ауданын d0, l0, s0 деп белгілеп, ал көлденең қиманың созып болғаннан кейінгі диаметрі, ұзындығы мен ауданын d1, l1, s1 деп белгілеп қарастырып отырған процестің негізгі параметрлерін анықтаймыз. Бұл параметрлерге жатады: қысу, ұзарту және созу коэффициенті. Қысу деген сөзді созуға дейінгі және созудан кейінгі қималар арасындағы айырмашылық деп түсінуге болады.

Абсолютті қысу

$\delta_{абс} = S_{0} - S_{1}$ (1. 1)

және салыстырмалы қысуды ажырату

$\delta = \frac{(S_{0}{- S}_{1}) }{S_{0}} = \frac{(d_{0}^{2} - d_{1}^{2}) }{d_{0}^{2}}$ (1. 2)

Салыстырмалы қысуды пайызбен көрсетуге болады. Ұзарту деп созуға дейінгі және созудан кейінгі айырмашылықты түсінуге болады.

Абсолютті ұзарту

$\lambda_{абс} = l_{1} - l_{0}$ (1. 3)

Салыстырмалы ұзарту

$\lambda = \frac{l_{1}^{} - l_{0}^{}) }{l_{0}^{}}$ (1. 4)

Салыстырмалы ұзартуды пайызбен көрсетуге болады.

Монолитті сымдауыш

Мысты өзекше

Сурет 1. 1 - Сым созу үрдісі

Созу коэффициентінің шамасы созуға дейінгі ұзындығы мен созуға дейінгі ұзындықтың қатынасынан анықталады

$µ = \frac{l_{1}^{}}{l_{0}^{}} = \frac{S_{0}}{S_{1}} = \frac{d_{0}^{2}}{d_{1}^{2}}$ (1. 5)

Созуға ұшырайтын сымның тұрақтылық көлемінің шартына сүйене отырып, жоғарыда келтірілген тәуелділіктер арасындағы байланыс анықталады

$\delta = \frac{(d_{0}^{2} - d_{1}^{2}) }{d_{0}^{2}} = \frac{S_{0}}{S_{1}} = \frac{d_{0}^{2}}{d_{1}^{2}}$ (1. 6)

$\lambda = \frac{(d_{0}^{2} - d_{1}^{2}) }{d_{0}^{2}} = \frac{S_{0}}{S_{1}} = µ - 1$ (1. 7)

$µ = \frac{l_{0}}{l_{1}} = \frac{d_{0}^{2}}{d_{1}^{2}} = \lambda + 1$ (1. 8)

Бір сымдауыш арқылы дайындаманы созу нәтижесінде алынатын сығу, ұзарту, созу шамаларының мәні δ _бір , λ _бір, µ _бір бірліктер деп аталады.

... жалғасы

Сым созу процеснің сұлбасы

Күмісші шебер алуан түрлі бұйымдар жасайтын

1960 ж. екінші жартысымен 1980 ж. бірінші жартысындағы Қазақстанның дамуы

«Камшат» атты қыздар әшекей бұйымдарының жиынтығы

Темірбетон бұйымдарын арматуралау

Зергерлік өнердің тарихы

Болат арматура

1970—1985 жылдары Қазақстанда өнеркәсіптің жоспарларын орындаудың барысы және оның дағдарысқа ұшырауы

Технологиялық карта

Тегістеп кесетін станоктар

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс