Comparative Analysis of Electric Motors of Pilger Mill Drive for Technology of Manufacturing Seamless Pipes. Choice Optimal Design

Abstract

Одним из наиболее перспективных способов изготовления бесшовных труб являются так называемые пилигримовые станы. Это объясняется тем, что переход на разные диаметры труб можно осуществить в минимальные сроки. На данный момент концепция этого способа производства морально не устарела, но существующие станы, построенные несколько десятилетий назад, физически изношены и требуют замены. Данная статья посвящена этой актуальной проблеме. Заказчиком работы является Челябинский трубопрокатный завод, на котором пилигримовый стан работает с 1928 г. По требованию руководства предприятия необходимо заменить существующий коллекторный двигатель на современный высоконадежный привод, при этом повысить энергетические показатели. Требуется рассмотреть варианты разделения существующего привода, работающего одновременно на два цеха, на два раздельных привода, обслуживающего каждый цех. В статье проведен анализ различных вариантов электроприводов на базе асинхронных и синхронных двигателей. Для всех вариантов была использована программа точного расчета электрических машин на основе метода конечных элементов ANSYS Electronics Desktop. Проведен сравнительный анализ выбранных вариантов. В качестве показателей наилучшего варианта были выбраны минимальный расход активных материалов и энергетические показатели. Для замены существующего морально и физически устаревшего коллекторного электродвигателя постоянного тока предложен привод на базе вентильного электродвигателя с когтеобразными полюсами с постоянными магнитами, который имеет более высокую надежность за счет бесконтактного токоподвода, минимальный расход меди, лучшие энергетические показатели за счет исключения потерь на возбуждение.Ключевые слова: пильгерстан, асинхронный электродвигатель, синхронный электродвигатель, тихоходный электродвигатель, постоянные магниты, электромагнитное возбуждение, когтеобразные полюса.