Выбор оптимальной конструкции электродвигателя привода пильгерстана для технологии изготовления бесшовных труб

Abstract

Статья посвящена выбору оптимального варианта электродвигателя для привода пильгерстана, производящего бесшовные трубы большого диаметра. Представлены четыре группы вариантов: с использованием высокоскоростного электродвигателя с редуктором, с применением тихоходного электродвигателя без редуктора, заменяющего существующий электродвигатель, с использованием маховика в качестве ротора нового электродвигателя, с исключением маховика и заменой его на электродвигатель с эквивалентной инерционной массой. 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. This paper dwells upon optimizing the design of motors for pilger mills making seamless pipes of large diameter. The options are grouped into four types: high-speed motor with a reduction drive; low-speed motor, no reduction drive (replaces the existing motor); a motor that uses the flywheel as the rotor of another motor; no flywheel, a motor of equivalent inertial mass used instead. This research applies ANSYS Electronics Desktop: special software for computing electric machines which employs finite-element analysis. The options are compared against each other. Energy indicators coupled with a minimum use of active materials is the criterion applied to choose the best option. The replace the existing obsolete DC commutator motor, the paper proposes a drive based on a brushless claw-pole permanent-magnet motor that is more reliable thanks to contactless current feed while also using less copper and offering better energy indicators due to zero excitation loss.