菱科變頻調(diào)速技術(shù)在煉鋼廠20噸轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降上的應(yīng)用
承鋼煉鋼廠于是1986年建成投產(chǎn),該廠有3座20噸頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐和2臺(tái)方坯連鑄機(jī),設(shè)計(jì)時(shí)采用了當(dāng)時(shí)國內(nèi)外的一些新工藝、新設(shè)備,如頂?shù)讖?fù)合吹煉、吹氬、廢氣回收等。電控系統(tǒng)是當(dāng)時(shí)國內(nèi)比較先進(jìn)的模擬量恒磁通邏輯無環(huán)流直流拖動(dòng)系統(tǒng)。該廠建成后使承鋼的煉鋼生產(chǎn)能力大幅度提高,從而也使該廠的生產(chǎn)在承鋼占有舉足輕重的地位。1994年5月,意外事故造成3座20噸轉(zhuǎn)爐全部停產(chǎn)。在這種萬分緊急的情況下,為恢復(fù)生產(chǎn),在有關(guān)專家的指導(dǎo)下,承鋼率先在鋼鐵冶金轉(zhuǎn)爐上大膽采用了具有最大轉(zhuǎn)矩限定功能的全數(shù)字式交流變頻調(diào)速技術(shù),用以取代原來的直流拖動(dòng)系統(tǒng),并獲得了成功。調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明,新采用的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有完全可以與原直流系統(tǒng)相媲美的平滑調(diào)速特性,完全滿足工藝要求。而且,調(diào)速裝置體積較小、功能全、集成度高,相當(dāng)于國際90年代水平。盡管操作人員習(xí)慣沒有改變,但由于裝備水平提高,裝置集成度高,且其自診斷和保護(hù)功能可靠,因此大大降低了熱停工時(shí)間。
一、轉(zhuǎn)爐原直流拖動(dòng)系統(tǒng)簡介
1986年建成投產(chǎn)的3座轉(zhuǎn)爐,爐子傾動(dòng)和氧槍升降的拖動(dòng)系統(tǒng)采用的是模擬量恒磁通邏輯無環(huán)流直流拖動(dòng)系統(tǒng),恒磁通調(diào)壓調(diào)節(jié)器速,該系統(tǒng)具有兩個(gè)閉環(huán)、一個(gè)速度環(huán)、一個(gè)電流環(huán),每座轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)由四臺(tái)22kW、650r/min直流電動(dòng)機(jī)集中傳動(dòng),每座轉(zhuǎn)爐有兩根氧槍,每根氧槍由一臺(tái)22kW、650r/min直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。由于80年代初期我國電控配套水平所限(盡管該直流系統(tǒng)當(dāng)時(shí)是國內(nèi)較先進(jìn)的拖動(dòng)系統(tǒng)),該系統(tǒng)十分龐大。每座轉(zhuǎn)爐的電控柜達(dá)14臺(tái)之多,繼電器、接觸器多達(dá)160個(gè)。因插件為分立元件,且系統(tǒng)是模擬控制方式,因此調(diào)試周期很能夠長(達(dá)3個(gè)月)。由于原系統(tǒng)存在先天性的不足,所以運(yùn)行一段時(shí)間后熱停工時(shí)間增加,維護(hù)難度越來越大。尤其是繼電聯(lián)鎖部分和插件部分故障率相當(dāng)高,不但維護(hù)費(fèi)用高(達(dá)0.45元/噸鋼),而且嚴(yán)重制約著生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
二、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)負(fù)載和氧槍升降負(fù)載特性及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)分析
1.氧槍負(fù)載特性及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)狀態(tài)分析
(1)氧槍負(fù)載是典型的位能負(fù)載。
氧槍機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。氧槍工藝要求如下:
高速40m/min,低速3.5m/min,行程10.9m,氧槍靜載4.8t,氧槍靜力矩0.6tf·m。
(2)氧槍電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)分析。
氧槍電機(jī)機(jī)械特性和負(fù)載特性示圖2。氧槍提升時(shí),電動(dòng)機(jī)制電磁轉(zhuǎn)矩要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩,即電動(dòng)機(jī)制電磁轉(zhuǎn)矩M的方向與旋轉(zhuǎn)的方向相同,故電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),工作于第一象限。氧槍下降時(shí),由于氧槍屬重載,在該重載的作用下,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速要高于電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,而電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反,因此電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)工作于第四象限。
2.轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)負(fù)載特性及電動(dòng)機(jī)支轉(zhuǎn)狀態(tài)分析
轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)方式為全懸掛四點(diǎn)嚙合柔性傳動(dòng),原設(shè)計(jì)最大傾動(dòng)力矩為85rf·m,傾動(dòng)速度為0.1~1r/min,傾動(dòng)角度為正反360°,減速比為1:802.3。
據(jù)工藝要求,轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)角度為正反360°。轉(zhuǎn)爐爐口和爐底方向軸線與地平面垂直時(shí)為零位狀態(tài)。故爐子傾動(dòng)負(fù)載力矩為角度的函數(shù)Mfz=f(θ),屬于反陰性的位能負(fù)載。
另外,據(jù)工藝設(shè)計(jì)說明,該轉(zhuǎn)爐按正力矩設(shè)計(jì),卻爐子耳軸下部比上部高,下部比上部重。從而確保轉(zhuǎn)爐電控系統(tǒng)失靈或抱閘力不夠時(shí),能靠爐體自身的正力矩來確保爐口向上,這樣不至于發(fā)生倒鋼等事故。但當(dāng)為修爐拆除爐底后能入爐口粘鋼渣太多(達(dá)到或超過8噸)時(shí),爐體可能出現(xiàn)上部較下部重,由于液體鋼水重心隨轉(zhuǎn)爐傾角的變化而變化,這樣在修爐和出渣或出鋼時(shí),可能出現(xiàn)負(fù)力矩。當(dāng)爐體處于正力矩狀態(tài)時(shí),電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)爐體處于負(fù)力矩狀態(tài)時(shí),電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài),電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載特性風(fēng)圖3。
正常時(shí)爐體重W1=170t,最大鐵水重W2=40t,總重約為W=W1+W2=170+40=210t。爐體全記為6.4m,耳軸中心距爐口為3.1m(上部),耳軸中心距爐底為3.3m(下部)。
三、變頻調(diào)速的原理及用于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降負(fù)載的可行性分析
1.變頻調(diào)速的原理及機(jī)械特性
由于異(同)步電動(dòng)機(jī)的同頻轉(zhuǎn)速n1與電源頻率成正比,所以改變電源頻率就能改變同步轉(zhuǎn)速n1,并從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速,這就是變頻調(diào)速。
在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí),一個(gè)重要的因素是希望保持每極磁通量ρm為不變額定值。磁通太弱,沒有充分利用電機(jī)的鐵芯,是一種浪費(fèi);磁通太大,又會(huì)使鐵芯飽和,從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流,嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。對(duì)于直流電機(jī),勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的,只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適,保持ρm不變是容易做到的。在交流異步電機(jī)中,磁能是由定子和轉(zhuǎn)子磁勢合成產(chǎn)生的,怎樣才能保證磁通恒定呢?
我們知道,異步電動(dòng)機(jī)的電勢方程為
E1= 4.44f1W1Kw1ρm
因?yàn)殡妷篤1=E1+IZ1,如果忽略定子壓降,則上式可近似表示為
E1= 4.44f1W1Kw1ρm≈V1
所以
ρm =C1V1/f1
式中,E1為定子每相感應(yīng)電勢的有效值,f1為定子頻率,W1為定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù),KW1 為基波繞組系數(shù),ρm為每極氣隙磁通量,C1=1/4.44KW1W1,是一常數(shù)。
由ρm的表達(dá)式可見,要保持電機(jī)磁通恒定,必須使定子電壓隨定子頻率成正比變化。即:V1/f1=V'1/f'1 ,這種V1與f1的配合變化稱為恒磁通變頻調(diào)速中的協(xié)調(diào)控制。根據(jù)V1/f1協(xié)調(diào)控制的方式不同,可以得到不同的調(diào)速成特性。
(1)基頻以下調(diào)速。
(a)恒電壓頻率比調(diào)速。由電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式 M=CmρmI'2COSρZ 可知,M 與ρm, I'2 成正比,要保持M不變,則必須ρm 不變,即要不V1與f1成正比變化。即
V1/f1=V1e/f1e=常數(shù)
帶下標(biāo)e表示額定頻率時(shí)的相應(yīng)數(shù)值。
這是恒電壓頻率比的協(xié)調(diào)控制方式(簡稱恒壓頻比),其機(jī)械特性曲線簇(以某一臺(tái)8極電機(jī)為例)如圖4所示。由圖可見,從同步轉(zhuǎn)速(M=0)到最大轉(zhuǎn)矩(Mmax)的特性可近似看作是線性關(guān)系,且線性段基本平行,類似于直流電機(jī)的調(diào)壓特性。但最大轉(zhuǎn)矩陣Mmax卻隨f1下降而減少,這是因?yàn)閒1高時(shí),V1和E1數(shù)值都較大,定子阻抗壓降的比例很小,所以V1≈=E1;而f1低時(shí),V1和E1數(shù)值較小,定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著,不能再忽略了。E1與V1相差較大,E1小于V1很多,所以ρm小很多,Mmax就很小。這對(duì)于風(fēng)機(jī)水泵類機(jī)械負(fù)載起動(dòng)還是合適的。
(b)恒最大轉(zhuǎn)矩調(diào)速。用V1/F1=常數(shù)協(xié)調(diào)控制,在低速時(shí)最大轉(zhuǎn)矩Mmax減小。降低了起動(dòng)與過載能力,低速時(shí)為了保持Mmax不變,提高起動(dòng)能力,就必須采用
定子電勢/定子頻率=常數(shù)
的協(xié)調(diào)控制。如前所述,因?yàn)榈皖l時(shí),V1和E1都較小,定子阻抗壓降的份量就比較顯著,不能忽略。這時(shí)隨轉(zhuǎn)速的降低,定子電壓應(yīng)適當(dāng)提高,以近似補(bǔ)償定子阻抗引起的壓降,從而保證電機(jī)具有恒最大轉(zhuǎn)矩Mmax。這時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性如圖5所示。恒壓頻比控制特性和恒電勢頻率比控制特性如圖6所示。
(2)基頻以上調(diào)速(恒功率調(diào)速)。
有時(shí)為了擴(kuò)大調(diào)速范圍,可以使f1>f1e,從而得到n>ne的調(diào)速。但是定子電壓V1卻不能增加得比額定電壓V1e還要大,最多只能保持V1=V1e由式ρm =C1(V1e/f1e)可知,這將迫使磁通與頻率成反比地降低,相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。弱磁后額定電流時(shí)的轉(zhuǎn)矩減小,特性也變軟。則可得到近似恒功率的調(diào)速特性如圖7中fe=50HZ以上的特性。
把基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速兩種情況結(jié)合起來,可得圖8所示的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性和圖7所示的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的機(jī)械特性。如果電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都不超過額定電流,則電機(jī)都在溫升允許條件下長期運(yùn)行,這時(shí)轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。按照電力拖動(dòng)原理,在基頻以下屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”,而在基頻以上,基本上屬于“恒功功率調(diào)速”。
由于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降屬重起動(dòng)或滿載起動(dòng)負(fù)載,故要求電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)要有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和足夠大的過載能力。通過以上分析可知,采用恒磁通變頻調(diào)速,在低頻時(shí)(低速時(shí))可通過人為地提高電壓來保證電機(jī)具有最大恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性,因而可以滿足重載起動(dòng)負(fù)載要求。另外由于氧槍和轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)均能負(fù)載,故有發(fā)電制動(dòng)工作狀態(tài)。而變頻器可通過另加一反向逆變橋或加一“過壓保護(hù)放電阻”提供這種“回饋”通路。從上述分析還可看出,變頻調(diào)速可得幾乎與直流電機(jī)調(diào)速相同“硬度”的機(jī)械特性。因而可以說,這種變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)完全具備了用于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降這種位能負(fù)載上的可能性。
四、承鋼20噸轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)情況介紹
1.電動(dòng)機(jī)的選擇
(1)工藝要求。
轉(zhuǎn)爐最大傾動(dòng)力矩:Mmax =85tf·m
轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)速度:0.1~1r/min
減速比:1:802.3
氧槍重量:W=4.8t (有一動(dòng)滑輪)
卷揚(yáng)速度:高速40m/min;低速3.5m/min
卷筒直徑:D=500mm
減速比:1:19.24
(2)電動(dòng)機(jī)的選用。
轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)原來采用四臺(tái)2kW,ne=650r/min直流電機(jī)傳動(dòng),考慮到原設(shè)備四點(diǎn)嚙合,故仍選用四臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)集中傳動(dòng)。每座轉(zhuǎn)爐有兩根氧槍(分為左右槍),原來各由一臺(tái)22kW,ne=650r/min直流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)傳動(dòng),此次仍保留單獨(dú)傳動(dòng)方式,即兩臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)左右氧槍。其主回路如圖9所示。
主電動(dòng)機(jī)均選用YZ225M1 8型,22kW、AC380V、730r/min。每座轉(zhuǎn)爐各用六臺(tái),其中傾動(dòng)用四臺(tái),氧槍用兩臺(tái)。由于YZ系列電機(jī)短期采購有困難,故先采用Y225M 8同容量電機(jī)(盡管過載能力小些)在3號(hào)轉(zhuǎn)爐上試用。
1)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算。
額定轉(zhuǎn)矩:Me=9550Pe/ ne=9550*22/730=287.38(N·m)=29.37(kgf·m)
最大轉(zhuǎn)矩:Mmax/ Me=2.0(Y225M-8 電機(jī))
Mmax =2 Me=2*29.37=58.74(kgf·m)
(a)由于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)用四臺(tái)電機(jī),故合轉(zhuǎn)矩為
4 Me=4*29.37=117.4694(kgf·m)
傳遞到爐子軸上的額定轉(zhuǎn)矩為
17.4694*802.3=94246.362(kgf·m)>85 tf·m
即電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)矩最大傾動(dòng)力矩。
若考慮電動(dòng)機(jī)的過載能力,
對(duì)Y系列電機(jī):入= Mmax/ Me≈2.0,則最大轉(zhuǎn)矩為2*94.25=188.5 tf·m
對(duì)YZ系列電機(jī):入= Mmax/ Me=(2.2~2.8),則最大轉(zhuǎn)矩將更大。
(b)氧槍電機(jī)傳遞到卷筒上的額定轉(zhuǎn)矩為
29.37*19.24=0.565( tf·m)
略小于氧槍負(fù)載轉(zhuǎn)矩0.6t·m,但考慮到電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為
2*29.37*19.24=1.13 tf·m
遠(yuǎn)大于氧槍負(fù)載0.6t·m,故仍采用22kW電機(jī)試驗(yàn)。
2)極數(shù)選擇。
由于原直流機(jī)的ne=650r/min,故選用8極交流電機(jī),盡管額定轉(zhuǎn)速稍高一些(730r/min)。但若選用10極電機(jī),其同步轉(zhuǎn)速僅為600r/min,要提高轉(zhuǎn)速必須提高頻率(50Hz以上),這樣,特性將會(huì)變?yōu)楹愎β?,這不適用于此種負(fù)載。
(3)變頻器的選用及其工作原理。
對(duì)于爐子傾動(dòng)這種負(fù)載,變頻器選用的最重要原則之一是:所選變頻器必須具有在滿載或過載時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩恒定的功能,也就是要用具有轉(zhuǎn)矩限定的無跳閘變頻器。另外要具有再生發(fā)電制動(dòng)功能。還要注意到普通電機(jī)長期工作于低頻狀態(tài)時(shí)電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象(因低頻時(shí)電機(jī)風(fēng)扇通風(fēng)能力降低所致)?;谏鲜隹紤],我們選用了FUJI FRENIC5000G7型變頻器。
爐子傾動(dòng)電機(jī)總?cè)萘繛?*22=88kW,故選用FREN110G7 4型、400V系列變頻器。另配制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻以及繼電單元。
氧槍升降電機(jī)容量為22kW,故選用FRN30G7-4型、400V系列變頻器。另配制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻及繼電單元。
該型號(hào)變頻器是全數(shù)字大功率晶體管(GTR)變頻器。它具有兩個(gè)別16位CPU,通過它們可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制、瞬時(shí)電源故障后的平穩(wěn)恢復(fù)以及自動(dòng)加/減速控制,并具有低噪音、高可靠保護(hù)和錯(cuò)誤診斷等功能。
(4)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和安裝調(diào)試情況簡介。
1)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及就注意的問題。
·轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)仍采用三地可選操作(操作室、爐前、爐后),以滿足工藝要求,操作開關(guān)仍采用原來的無觸點(diǎn)主令開關(guān),從而可不改變原來的操作習(xí)慣。
·無觸點(diǎn)主令開關(guān)后加一相敏整流插件,經(jīng)得到0~10V的模擬量控制電壓。
·變頻器的頻率控制信號(hào)為0~±10V模擬量電壓信號(hào)的極性來改變電動(dòng)機(jī)的正反運(yùn)行方向。
·變頻器的運(yùn)行命令需在主電源接通幾秒后方能接通,否則,若在主電源接通前該命令已接通,逆變器將診斷為故障,不工作。即FWD或REV與CM端子之間的接通應(yīng)在主電源接通幾秒后才能接通。
·該變頻器設(shè)有的0.5~5Hz 起動(dòng)頻率可維持0~10秒。5Hz以下由于諧波分量相對(duì)較大,會(huì)造成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小,故不易使用。
·為確保電機(jī)起動(dòng)時(shí)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來確保重載起動(dòng)的安全性,利用其頻率水平檢測信號(hào)端子FDT打開抱閘。即FDT和CME端子的輸出信號(hào)控制繼電單元,利用繼電單元的動(dòng)合點(diǎn)去控制抱閘接觸器線卷(FDT和CME是無源點(diǎn),當(dāng)變頻器輸出頻率超過設(shè)定的檢測水平時(shí),此信號(hào)有,否則無)。
·制動(dòng)單元和變頻器之間的連線需注意不能接反極性和線號(hào),否則制動(dòng)單元將不能正常工作或不起制動(dòng)作用。
·輔助控制電源R。、T。端子應(yīng)從主電源接觸器電源側(cè)引接,以確保在變頻器故障跳閘或人為停運(yùn)時(shí),變頻器能正確顯示故障類型。
·除主回路和輔助控制電源外,變頻器的所有輸入和輸出端子的接線均應(yīng)采用屏蔽,以解決電磁干擾問題,而屏蔽層一端要做良好接地。
·標(biāo)有E(G),END的端子均應(yīng)單獨(dú)良好接地,不要跨接。
·將主令開關(guān)零位時(shí)的閉點(diǎn)接到變頻器的滑行停止信號(hào)端子BX和CM端子上,從而使變頻器的主令開關(guān)回零位時(shí)或在零位時(shí)立即封鎖無輸出。
2)安裝調(diào)試情況。
變頻器運(yùn)行期間,其環(huán)境溫度應(yīng)在-10~+50°C之內(nèi)。垂直安裝時(shí),振動(dòng)要低于0.5G。周圍應(yīng)無腐蝕性氣體。柜內(nèi)安裝時(shí),應(yīng)確保柜內(nèi)溫度不超過50°C。
調(diào)試時(shí)遇到的主要問題如下:
·設(shè)定完有關(guān)數(shù)據(jù)后,起車時(shí)抱閘打開,負(fù)載有溜車現(xiàn)象,且變頻器經(jīng)常出現(xiàn)過流封鎖。根據(jù)現(xiàn)象判斷是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠。另外也說明了起動(dòng)電流大并不等于起轉(zhuǎn)矩大。解決的方法是提高低頻率時(shí)的電壓,從而補(bǔ)償?shù)退贂r(shí)的轉(zhuǎn)矩。
·開始時(shí)以及用RUN和CME端子信號(hào)來控制抱閘開合時(shí)(即輸出輸出頻率達(dá)到5Hz時(shí)RUN為通,從而打開抱閘),發(fā)生負(fù)載下滑溜車現(xiàn)象,后改為用FDT頻率水平檢測信號(hào)端子來控制抱閘,提高了低頻時(shí)的電壓,使上述問題得以解決。當(dāng)輸出頻率比設(shè)定頻率大時(shí)(FDT設(shè)定頻率為8Hz),F(xiàn)DT-CME之間為通,可通過繼電單元的動(dòng)合接點(diǎn)接通抱閘接觸器打開抱閘。利用FDT功能就是讓電動(dòng)機(jī)先堵轉(zhuǎn)建立起足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩后,抱閘才打開。從而保持在重載起動(dòng)時(shí)的安全,避免了倒鋼或溜車事故的發(fā)生。
·3號(hào)轉(zhuǎn)爐調(diào)試時(shí),主令開關(guān)均在零位(即未加頻率給定信號(hào)),但變頻器仍有3~7Hz的變化輸出。也就是說存在干擾輸入信號(hào)。檢查后發(fā)現(xiàn)0~±10V控制信號(hào)和主令二次輸出信號(hào)(約48V)在一根電纜里,將它們分開后此現(xiàn)象消失。由此可見,在施工中一定要注意做好屏蔽,強(qiáng)弱信號(hào)絕不能混用一根電纜。
·在2號(hào)轉(zhuǎn)爐氧槍試車時(shí),曾發(fā)生一加給定,抱閘打開后,逆變器就立即故障封鎖,并顯示“F01 OU”的現(xiàn)象。查表可知是主電路直流過電壓。經(jīng)分析懷疑是制動(dòng)單元未投入工作所致。檢查后發(fā)現(xiàn),是THR和CM端子與制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻的1和2端子連線接反,誤將THR接到制動(dòng)單元的2端子上(應(yīng)接制動(dòng)單元的10端子)所致,將線改接后此現(xiàn)象消失。
·調(diào)試中發(fā)現(xiàn),用YZR繞線電機(jī)換Y系列鼠籠形電機(jī),并將轉(zhuǎn)子直接短接后使用,亦能滿足工藝要求。目前均應(yīng)用YZR繞線電機(jī)。
·在3號(hào)轉(zhuǎn)爐調(diào)試中,開始未加主令開關(guān)零位封鎖逆變器功能時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)主令開關(guān)回零后,抱閘合上,但電機(jī)有較大響聲。分析認(rèn)為,當(dāng)主令開關(guān)回零后,變頻器不是立即無輸出,而是按照預(yù)先設(shè)定好的減速曲線逐漸降到零輸出,故電機(jī)有響聲。后來加上主令開關(guān)零位封鎖后,此現(xiàn)象消失。
·由于3號(hào)轉(zhuǎn)爐由于事故停產(chǎn),爐內(nèi)有26噸鐵水,已在爐底凝成大塊。因此負(fù)載的最大力矩遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的最在傾動(dòng)力矩(85 tf·m),初步估算約為150 tf·m,而交流調(diào)速裝置仍能拖動(dòng)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng),可見恒轉(zhuǎn)矩變頻器能將交流電機(jī)的過載能力充分發(fā)揮出來。
五、有待解決的問題
(1)由于時(shí)間太匆忙,未選用接地錯(cuò)誤檢測單元,而煉鋼生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境又比較惡劣,因此經(jīng)常發(fā)生電機(jī)主電源電纜接地故障。對(duì)接地故障而言,若無檢測單元,變頻器將無保護(hù)功能,因此應(yīng)及時(shí)完善功能。
(2)目前由于尚沒有PLC,當(dāng)發(fā)生三地操作,主令只要有一個(gè)不在零位,而又恰需選擇該主令操作時(shí),相當(dāng)于人為加上頻率給定信號(hào),因此將發(fā)生“自動(dòng)”開車現(xiàn)象,十分危險(xiǎn)。當(dāng)然用繼電器亦可實(shí)現(xiàn),但較復(fù)雜,因此應(yīng)用早用PLC。
(3)目前三座轉(zhuǎn)爐均應(yīng)用YZR繞線電機(jī),應(yīng)盡早更換YZ鼠籠電機(jī)。
在承鋼20噸轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降上應(yīng)用變頻器的實(shí)踐表明:
(1)具有最大轉(zhuǎn)矩限定的無跳閘變頻調(diào)速裝置完全適用于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降這樣的位能負(fù)載,且適用于沖擊性負(fù)載。
(2)交流變頻調(diào)速具有可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的調(diào)速特性,盡管我們所使用的FUJI G7交流調(diào)速裝置是開環(huán)控制,但它的功能相當(dāng)于原來的雙閉環(huán)直流系統(tǒng)。
(3)由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和大量應(yīng)用軟件的開發(fā),以及電力電子器件的發(fā)展,使靜止變頻體積很少。因此目前的1面柜相當(dāng)于原來直流系統(tǒng)14面柜的功能,從而使施工量大大減小,占地面積大大減小。
(4)調(diào)試周期大大縮短,每個(gè)系統(tǒng)僅需兩個(gè)小時(shí)即可,而原來系統(tǒng)的調(diào)試,約需兩三個(gè)月。
(5)由于元器件大大減小,故障率將大大降低。預(yù)計(jì)熱停工時(shí)間將減小50%以上。相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用亦將有較大降低(原來每年維護(hù)費(fèi)用約為18萬元)。
(6)我們使用的G7型變頻器保護(hù)功能十分靈敏可靠。而且在某種意義上具有允許“誤操作”功能。比如,若將主令開關(guān)從零位迅速推到正最大給定位置(或負(fù)最大給定)或從正最大給定位置迅速推到負(fù)最大給定位置,若你的加/減速的速度比設(shè)定的快,變頻器將不跟隨你的命令,而是按照現(xiàn)場調(diào)試時(shí)已設(shè)定好的加/減速曲線自動(dòng)進(jìn)行加/減速。若速度比設(shè)定的慢,變頻器將執(zhí)行你的命令。這就是允許“誤操作”的含義。
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