Evaluation of power losses during stochastic changes in the current of the main drives of cold rolling mills

Evaluación de las pérdidas de potencia durante los cambios estocásticos de la corriente de los accionamientos principales de los trenes de laminación en frío

En este trabajo se presenta el análisis del impacto adverso de las oscilaciones de corriente en las pérdidas de energía eléctrica en la fabricación de productos laminados planos. Se discuten los resultados del procesamiento matemático de datos experimentales para el estudio de la influencia de los procesos transitorios en los sistemas electromecánicos del tren de laminación en frío sobre la tasa de pérdidas de energía durante la laminación. Se ha evaluado el efecto negativo causado por las pérdidas de potencia y se han identificado áreas de interés para reducir los costes operativos. Además, se han propuesto medidas técnicas destinadas a minimizar los procesos de oscilación durante la laminación.

INTRODUCCIÓN

En general, los sistemas electromecánicos (EMS) -sistemas de accionamiento eléctrico que incluyen un convertidor de potencia, un motor eléctrico, una transmisión mecánica y un actuador- se encuentran entre las herramientas más eficaces para controlar las variables de proceso de las plantas industriales, que están directamente relacionadas con la calidad y la cantidad de los productos fabricados.

Cuando los accionamientos eléctricos automáticos funcionan en un entorno de fabricación real de fábricas de productos planos, se producen oscilaciones estocásticas forzadas de la corriente debido a la naturaleza no estacionaria e inestable de las variables del proceso. En la desviación de la corriente influyen diversas acciones de control en sistemas de accionamiento complejos, oscilaciones de sistemas multimasa, absorción de holguras en transmisiones mecánicas, etc. Las elevadas sobretensiones de la corriente de inducido de los accionamientos principales tienen un efecto adverso en la eficiencia energética del proceso de laminación, ya que provocan pérdidas adicionales de energía eléctrica y reducen la fiabilidad y la eficiencia de los equipos eléctricos, lo que se traduce en una menor calidad y un mayor coste de producción de los productos fabricados.

Las vibraciones en los trenes de laminación influyen considerablemente en el comportamiento de la corriente transitoria en los accionamientos eléctricos de los trenes. Son las vibraciones las que dificultan el aumento de la producción de productos planos en los trenes de laminación en frío continuos. Para alejarse de las vibraciones de resonancia hay que reducir la velocidad de laminación, lo que provoca desviaciones dinámicas de la corriente.

Como se indica en los artículos [1, 2], una de las posibles formas de eliminar el efecto adverso de las desviaciones de la corriente es mejorar el rendimiento del sistema de control de los accionamientos eléctricos principales automáticos de las cajas de laminación y optimizar el ajuste del regulador del accionamiento según los criterios de calidad de los procesos transitorios y ahorro de energía en estados estacionarios y transitorios.