交流变频器在转炉炼钢控制系统中的应用0三角阀
发布时间:2022-07-20 21:29:52 来源:亚适五金网
交流变频器在转炉炼钢控制系统中的应用
交流变频器在转炉炼钢控制系统中的应用 2011年12月09日 来源: 交流变频器
在转炉炼钢控制系统中的应用
中国冶金建设集团
包头钢铁设计研究总院 自动化所
兰 波
2005年5月
交流变频器在转炉炼钢控制系统中的应用
兰 波 (中国冶金建设集团包头钢铁设计研究总院 014010)
关键词:转炉倾动、氧枪升降、一次除尘、1336 IMPACT系列变频器、PowerFlex7000系列中压变频器
1. 概述
交流电动机采用变频调速技术是当代电动机调速的潮流,它以体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富、保护齐全、操作方便等优点,优于以往的多种调速方式,如变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、液力偶合器调速等,因此,变频器的发展十分迅速,在工业领域的应用日益广泛。
它的主要作用有:
(1). 节约能源
利用变频器实现电动机调速运行,在诸多方面可以节约电能,尤其是在风机类、水泵类等机械设备运行过程中,节能效果最为明显。在当前我国电力供应普遍紧张的情况下,这一点显得尤为重要。
(2). 提高生产效率,保证产品质量
在生产线的流水作业控制等方面,往往存在快速运行、准确停车、重载恒速输送、轻载高速返回等许多工艺要求。采用交流变频调速,能很好地解决这些调速控制的要求,并逐步取代传统的直流电动机调速方式,使电气设备的结构更加合理简单,生产效率大幅度提高。
(3). 有效地防止冲击电流
由于变频器可以方便地实现软启动和软停止,因而可以有效地减少电动机启动、停止时对电网的冲击,改善电源容量裕度。尤其是电动机容量大,而变压器容量相对较小时,这种效果更加明显。
(4). 可以方便地实现电动机的正、反向运行
由于变频器都具有正、反向输入端子,因此,电动机的正、反向运行不需要主回路交流接触器之间交替切换,减少故障维修,减轻工人的劳动强度。
2. 变频器的应用
近几年,在我们的设计工作中大量地应用了交流变频调速控制系统,尤其是A-B品牌的交流变频器,在转炉、连铸以及风机、水泵类负载的自动控制中,都收到了良好的效果。下面,主要谈一谈交流变频器在转炉炼钢控制系统中的应用。
2.1 应用范围
交流变频器在转炉炼钢控制系统中,主要应用于转炉倾动、氧枪升降、一次除尘的风机运行、散状料给料机下料、运输车辆的行走等生产过程,近几年在炼钢车间大型吊车的行走控制中,也逐步使用了交流变频器。交流变频器的使用除了大量节约电能外,也极大地提高了转炉生产的安全可靠性。若交流变频器与基础级计算机(PLC)系统联网配合使用,效果会更好。
美国罗可韦尔自动化公司A-B品牌的1336 IMPACT系列变频器能够提供精确的电动机速度和转矩控制,具有独立控制电动机磁场和转矩的能力,在零速下仍能产生满转矩。因此,这种变频器特别适合于重载或满载启动的负载,例如转炉倾动、氧枪升降以及运输车辆行走等的控制。
2.2 具体应用
(1). 转炉倾动的变频调速控制系统
转炉倾动的变频调速控制系统,是转炉控制系统中变频技术应用的重点,由于负载的特性,此部分技术难度较大,同时,也是转炉本体控制系统中投资最大的部分。我们在青岛钢铁公司80吨转炉(2003年)、珠海粤裕丰钢铁公司65吨转炉(2003年)、青海西宁钢铁公司65吨转炉(2004年)的倾动控制系统设计中均采用了1336 IMPACT系列变频器。下面以青岛钢铁公司80吨转炉为例,说明1336 IMPACT系列变频器在转炉倾动设计中的应用:
青岛钢铁公司80吨转炉倾动装置采用4只齿轮传动的全悬挂结构形式,每个齿轮由一台YZPBF315M-10,75kW交流电动机传动,正常生产时4台电动机同步运行,当其中1台发生故障时,其余3台电动机仍可继续工作,以满足生产的要求。在每个电动机轴上安装1个编码器,在倾动机构耳轴上安装1个编码器及1个主令控制器。
根据炼钢工艺的要求,倾动的控制采用传统的主令控制器操作, 操作地点有三处,即操作室主操作台、转炉炉前操作台和转炉炉后操作台,其工作程序和联锁控制通过PLC实现。该转炉为全正力矩设计,当出钢或出渣过程停电时,可气动松开制动闸,炉子靠自重恢复到垂直位置。
根据近几年转炉倾动控制系统的设计和应用情况,我们针对1拖4控制方式(即1台变频器拖动4台电动机)和4拖4主从控制方式进行了认真的比较。1拖4的控制方式,系统简单,易编程调试和维护,但从安全、合理的角度考虑,每座转炉需增设一套变频器装置作为备用,以化解转炉正常生产时因变频器故障而带来的巨大风险,这样造价会相对较高,不经济。最终我们确定了4台电动机采用变频器1对1控制,既4拖4主从控制方式,变频器与PLC系统之间采用国际开放式的DEVICE NET网络进行通讯。
考虑到转炉倾动的负载性质和变频器的过载系数
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