HPVFC變頻器在煉鋼旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)爐上的應(yīng)用

摘要：本文介紹了HPVFC變頻器在福建鼎信實(shí)業(yè)有限公司煉鋼傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用情況，并對(duì)HPVFC變頻器的原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。HPVFC變頻器具有矢量閉環(huán)控制，低頻段力矩輸出可達(dá)150%，并設(shè)計(jì)有同步卡可選，通訊功能等，無需更多電氣設(shè)計(jì)便可滿足旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)爐的使用需求。此外，還可以在很多變力矩場(chǎng)合使用，譬如：絞車、起重、轉(zhuǎn)爐、破碎機(jī)、球磨機(jī)等。

關(guān)鍵詞：HPVFC變頻器驅(qū)動(dòng)傾動(dòng)力矩電機(jī)矢量閉環(huán)控制

1．引言

眾所周知，由于煉鋼的特殊性，高溫的鋼水要求轉(zhuǎn)爐在移動(dòng)過程中要平穩(wěn)運(yùn)行，防止鋼水溢出而造成事故。鋼爐在旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)過程中，運(yùn)行速度緩慢。隨著鋼水量的變化，傾角也會(huì)發(fā)生變化，這就要求變頻器必須具備調(diào)速控制靈敏精確、低頻輸出且力矩大的技術(shù)特性，才能在煉鋼傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用。

煉鋼傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由水平運(yùn)行和旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成，其一個(gè)周期的工作過程如下：

向爐體內(nèi)加料加熱→溫度加熱到工藝要求值→平移動(dòng)到指定位置→旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐將鋼水倒入模具→倒出鋼水后轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)回位→轉(zhuǎn)爐水平移動(dòng)的初始位置

轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)一般是由兩臺(tái)電機(jī)（或者是四臺(tái)電機(jī)）同步拖動(dòng)，旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐的變頻調(diào)速技術(shù)難點(diǎn)在于精準(zhǔn)地控制傾動(dòng)電機(jī)的輸出力矩。HPVFC變頻器具有以下功能：

1.1．精準(zhǔn)的同步功能，能精準(zhǔn)地控制兩臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行，才能保證傾倒鋼水準(zhǔn)確地倒入模具中；

1.2．閉環(huán)控制、控制精度高，傾倒鋼水過程中需要精準(zhǔn)控制電機(jī)的速度，進(jìn)而精準(zhǔn)地控制轉(zhuǎn)爐的傾角變化，最終能保證鋼爐的出水量準(zhǔn)確；

1.3．低頻大轉(zhuǎn)矩，傾倒鋼水是一個(gè)很緩慢的過程，電機(jī)運(yùn)行速度很慢，而電機(jī)所帶負(fù)載很大；

1.4．精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程通訊控制和監(jiān)控，鋼爐的溫度高，要求工作人員必須遠(yuǎn)距離操作。

2．控制方案

福建鼎信實(shí)業(yè)有限公司的傾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐滿載負(fù)荷可達(dá)150噸，傾動(dòng)裝置采用全懸掛扭力桿平衡裝置，扭力桿扭動(dòng)產(chǎn)生扭矩，扭矩轉(zhuǎn)化為壓力和拉力，并垂直作用于旋轉(zhuǎn)爐上，使之平穩(wěn)傾倒。

3．電氣原理

索肯和平(上海)電氣HPVFC變頻器具有矢量閉環(huán)控制，低頻段力矩輸出可達(dá)150%，并設(shè)計(jì)有同步卡可選，通訊功能等特點(diǎn)，可滿足旋轉(zhuǎn)傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐的所有功能的技術(shù)要求，無需更多的電氣設(shè)計(jì)和電氣裝置，從而為工程施工和工程改造節(jié)約了成本。

4參數(shù)調(diào)試注意事項(xiàng)

4.1、在電機(jī)啟動(dòng)過程，鋼水在爐體里呈液態(tài)，勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過程中容易形成震動(dòng)。為了避免震動(dòng)的發(fā)生，變頻器加速時(shí)間設(shè)計(jì)必須合理。

4.2、考慮到機(jī)械制動(dòng)的因素，制動(dòng)過程力矩過大，對(duì)機(jī)械沖擊較大。為了避免或減緩機(jī)械沖擊制動(dòng)時(shí)形成的沖擊，要先能耗制動(dòng)再電機(jī)減速。當(dāng)速度達(dá)到合理數(shù)值后再機(jī)械制動(dòng)，減速時(shí)間也要合理。

4.3、主變頻器采用雙臂環(huán)回路控制，速度由PLC和通訊給定，編碼器反饋?zhàn)鳛橄到y(tǒng)的速度反饋。

4.4、同步運(yùn)行要求，從機(jī)嚴(yán)格按照主機(jī)頻率運(yùn)行。

4.5、機(jī)械抱閘時(shí)間設(shè)計(jì)，可以由主機(jī)輸出模擬量供給PLC，PLC輸出控制抱閘速度，確保機(jī)械抱閘的安全。

5．其它注意事項(xiàng)

水平移動(dòng)由于只考慮啟動(dòng)和到位制動(dòng)時(shí)的力矩變化，中間勻速運(yùn)行，變化力矩和制動(dòng)力矩不是很大，對(duì)變頻器參數(shù)要求不是很高，參數(shù)調(diào)試只要考慮制動(dòng)時(shí)間，防止勢(shì)能轉(zhuǎn)化就可以滿足要求。

6．結(jié)束語

HPVFC為矢量變頻器，具有低頻力矩輸出，同步主從設(shè)計(jì)，多路模擬信號(hào)輸出，各種控制模式。所以，在很多變力矩場(chǎng)合，譬如：絞車、起重、轉(zhuǎn)爐、破碎機(jī)、球磨機(jī)等低頻力矩要求全力矩輸出、力矩變化復(fù)雜的設(shè)備上具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)于力矩變化大及制動(dòng)力矩復(fù)雜的場(chǎng)合，采用索肯和平HPVFV(矢量)、HPVFC(起重)、HPVFQ(四象限)變頻器可以大大簡(jiǎn)化電氣控制的要求，具有較強(qiáng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，可在一定程度上推動(dòng)國(guó)家節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介

朱福漢，男，高級(jí)工程師，現(xiàn)就職于索肯和平(上海)電氣技術(shù)工程部，從事變頻器現(xiàn)場(chǎng)工作16年。

注：索肯和平(上海)電氣技術(shù)工程部獨(dú)家供稿，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源“中國(guó)起重機(jī)械網(wǎng)”及“索肯和平(上海)電氣有限公司   朱福漢”，違反將依法追究責(zé)任！