Аннотация
При расширении сортамента проката толстолистовых станов за счет производства листов из труднодеформируемых марок стали возникают задачи проверки теплового состояния двигателей клети и оценки ограничений, накладываемых электроприводом на технологический процесс. На основании проведенного литературного обзора показано, что в методиках, известных из теории электропривода, расчет эквивалентных нагрузок (эквивалентирование моментов и токов) выполняется по упрощенным тахограммам и нагрузочным диаграммам, построенным для наиболее «тяжелого» прохода, который не всегда удается определить. К тому же не учитывается различие усилий прокатки и, соответственно, моментов двигателей главных электроприводов верхнего и нижнего валков (ВГП и НГП), характерное для клетей с индивидуальным электроприводом валков. В представленной статье это доказывается путем анализа осциллограмм, полученных на толстолистовом стане 5000. Дана характеристика ранее разработанной методики эквивалентирования скоростей и моментов, основанной на обработке данных, восстановленных с помощью наблюдателя координат. В ней окончательная оценка теплового состояния двигателей осуществляется во время прокатки, что при некорректном задании обжатий может привести к нарушению тепловых режимов двигателей. В этой связи обоснована методика расчета эквивалентных параметров, применимая на стадии виртуальной разработки тахограмм до их внедрения на стане. Нагрузочные режимы относительно просто рассчитываются по эмпирическим зависимостям, учитывающим статический момент либо ток, а также продолжительность и темпы ускорения и замедления под нагрузкой. Выполнено сравнение эквивалентного момента, полученного за 9 проходов чистовой прокатки путем обработки экспериментальных данных наблюдателем (по ранее разработанной методике) и путем их расчета по аналитическим зависимостям. Подтверждена удовлетворительная сходимость результатов. Даны рекомендации по внедрению новой методики на действующих прокатных станах. Ее преимуществом является высокая эффективность при минимальных рисках перегрева двигателей.
Ключевые слова
индивидуальный электропривод, прокатная клеть, толстолистовой прокатный стан, двигатель, нагрузка, эквивалентирование, методика, эмпирические зависимости, результаты, анализ, рекомендации
1. Front end bending in plate rolling influenced by circumferential speed mismatch and geometry / M. Philipp, W. Schwenzfeier, F.D. Fischer, R. Wodlinger, C. Fischer // Journal of Materials Processing Technology. 2007. No. 184. Рp. 224-232. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2006.11.027
2. Prediction and control of front-end curvature in hot finish rolling process / K. Lee, J. Han, J. Park, B. Kim, D. Ko // Advances in Mechanical Engineering. 2015. Vol. 7(11). Pp. 1-10. doi: 10.1177/1687814015615043
3. Technological Causes of Vertical Workpiece Asymmetry in Plate Rolling Mills / A.S. Karandaev, M.A. Zinchenko, A.Y. Semitko, S.A. Evdokimov, O.I. Petukhova // Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering (ICIE). Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. 2023. doi: 10.1007/978-3-031-14125-6_74
4. Motor Temperature Observer for Four-Mass Thermal Model Based Rolling Mills / B.M. Loginov, S.S. Voronin, R.A. Lisovskiy, V.R. Khramshin, L.V. Radionova // Sensors. 2025. No. 25(14). 4458. doi: 10.3390/s25144458
5. Improving the Load Balancing System of the Rolling Mill Stand Drives / V.R. Gasiyarov, B.M. Loginov, M. A. Zinchenko, A.Yu. Semitko // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2021. Рp. 1067-1073. doi: 10.1109/RusAutoCon52004.2021.9537462
6. Justifying and Implementing Concept of Object-Oriented Observers of Thermal State of Rolling Mill Motors / S.S. Voronin, A.A. Radionov, A.S. Karandaev, I.N. Erdakov, B.M. Loginov, V.R. Khramshin // Energies. 2024. 17(16). 3878. doi: 10.3390/en17163878
7. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981. 576 с.
8. Loginov B.M., Lisovsky R.A., Khramshin R.R. Observer of Equivalent Loads in Electrical Motors of the Stand of Plate Rolling Mills // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, 2025. Pp. 1090-1095. doi: 10.1109/ICIEAM65163.2025.11028282
9. Substantiating and Implementing Concept of Digital Twins for Virtual Commissioning of Industrial Mechatronic Complexes Exemplified by Rolling Mill Coilers / V.R. Gasiyarov, P.A. Bovshik, B.M. Loginov, A.S. Karandaev, V.R. Khramshin, A.A. Radionov // Machines. 2023. No. 11(2). 276. doi: 10.3390/machines11020276
10. Development and Practical Implementation of Digital Observer for Elastic Torque of Rolling Mill Electromechanical System / V.R. Gasiyarov, A.A. Radionov, B.M. Loginov, A.S. Karandaev, O.A. Gasiyarova, V.R. Khramshin // J. Manuf. Mater. Process. 2023. No. 7(1). 41. doi: 10.3390/jmmp7010041
11. Головин В.В., Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Энергосберегающие тиристорные электроприводы с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 35-39.
12. Математическое моделирование тиристорного электропривода с переключающейся структурой / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.А. Лукин // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 3. С. 47-53.
13. Головин В.В., Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Оценка эффективности применения тиристорного электропривода с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 40-45.
14. Бурьянов В.Ф., Рокотян Е.С., Гуревич А.Е. Расчет мощности двигателей главных приводов прокатных станов. М.: Наука, 1962. 355 с.
15. Басков С.Н., Карандаев А.С., Осипов О.И. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800 // Приводная техника. 1999. № 1-2. С. 21-24.
16. Оганьян В.П. Алгоритм расчета на ЦВМ загрузки прокатных двигателей непрерывных листовых станов // Электричество. 1971. № 9. С. 56-60.
17. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1998. 704 с.
18. Lisovsky R.A., Odintsov K.E. Equivalent Load Calculation Method for Rolling Mill Motors Based on Empirical Dependencies // International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). IEEE, 2025. Pp. 829-833. doi: 10.1109/UralCon67204.2025.11206645
Методика расчета эквивалентных нагрузок двигателей клети прокатного стана / Лисовский Р.А., Воронин С.С., Радионов А.А., Храмшин Р.Р., Одинцов К.Э. // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 1(70). С. 11-21. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-1(70)-11-21
© Лисовский Р.А., Воронин С.С., Радионов А.А., Храмшин Р.Р., Одинцов К.Э. 2026 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License