abb变频器在转炉倾动上的应用分析

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1、ABB变频器在转炉倾动上的应用分析ABB变频器在转炉倾动上的应用分析沈中朋1引言　　转炉的倾动和氧枪控制是转炉系统控制的核心，是关系产品质量和生产安全的关键环节，河北省某公司第二、三炼钢厂的60t转炉倾动装置，由4台电机驱动，低速轴刚性连接。于2008年12月份投产至今，做到了停车点、变速点的准确控制，最大限度地发挥了变频器的特长和优点，得到厂家的一致好评。来源:http://tede.cn2工艺要求　　转炉在炼钢时，是垂直的，炉口向上，当出钢时，需要倾斜一定的角度。炉体倾动部分采用4台电机驱动，低速轴刚性连接，炉体采用4点悬挂式，辅以扭力杆作

2、为力矩吸收。　　根据工艺要求，转炉炉体需能进行正反360°的倾动。一般情况转炉倾动机构处于正力矩工作状态，其重量主要集中在下部。这样就可以确保转炉事故状态下，炉体能自动复位。也就是说倾动机构具有势能负载特性。因此，对系统提出如下要求：　　1）电气控制系统须有足够的启动力矩，以适应满载启动的要求，启动须平稳，频繁启动/制动，无冲击；满足电机四象限运行的需要；　　2）针对势能负载的特点，电气系统最好在低速甚至零速时有较大的力矩输出；　　3）为了保证转炉在摇炉及出钢、出渣时准确、平稳停车定位，机械制动器必须和电控系统紧密配合，在电机建立足够的输出力矩

3、时，才能松开，需要制动时，立即使电机停止；　　　　4）4台电动机须保持同步运行，无论是启动、制动和正常工作状态，4台电机的负荷要尽量保持平衡；4台电机转速,转矩输出基本一致。来源:http://www.tede.cn3变频器选择与设计3.1控制系统选择根据厂家提供电机数据4台55KW变频电机，我给配的110KW的ACS800变频器。变频器的类型很多，就控制方式而言，有U/f恒定控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩（DTC）控制，不同的控制系统其性能不尽相同，适应的负载也有区别。前已述及，转炉具有势能负载的特性。因此，要求系统在动态过程中具有较

4、快的转矩响应，且具有较大的启动转矩，最好在零速时能具有最大的转矩输出。根据这些特点，我们经过技术比较，认为选用直接转矩控制（DTC）系统最为恰当。直接转矩控制技术，它不考虑如何使定子电流解耦，而是直接着眼于对电磁力矩的直接控制，利用空间矢量的方法，在定子磁场坐标下计算和控制交流电机的转矩、即采用定子磁场定向，借助于离散俩种式调节（Bang-Bang控制），产生PWM信号直接对逆变器的开关状态进行最佳的调节，以获得转矩的高动态性能的控制，它省去了复杂的矢量变换，没有固定的载波频率，该控制系统转矩响应速度快，限制在一拍以内，且无超调。据资料介绍，无

5、速度传感器的矢量控制系统的转矩阶跃响应，大约为8-10ms，建立满转矩需2.2s左右；而直接转矩控制系统的转矩阶跃响应可以达到1-5ms，建立满转矩只需480ms左右。由此可知，它可以做到力矩的建立优先于速度。标准内置的交流电抗器明显地降低了进线电源稳压器的高次谐波含量，　大大降低了变频器的电磁辐射，同时保护整流二极管和滤波电容器免受电压、电流的冲击。这正是我们所需要的。　以上分析可知，对于转炉倾动的驱动选用直接转矩控制系统最佳。为此，我们选用了ACS800的变频器。该变频器可以应用在有较高的过载能力要求的场所，其传动的核心是直接转矩控制（DT

6、C）；具有高精度的动、静态指标和大的启动转矩；速度的静态精度可以到0.01%，动态精度可以到0.1%；在零速时可以输出1.5～2倍的额定转矩；具有方便灵活的编程功能和多级速度设定功能；具有电磁制动、直流注入方式的能耗制动和专用的机械制动器的控制功能。还可以设定不同的启动转矩和速度曲线，并可通过数字量输入来设定多级速度，有利于平稳起动、制动和准确停车，可以很好地满足转炉倾动机构的特殊要求。请登陆:输配电设备网浏览更多信息3.2变频器控制方式选择4台变频器采用主从控制方式、增量式编码器闭环反馈、和昆腾PLC走DP通讯，即PLC发送控制字给主变频器（

7、初始化、起停，速度4级给定），变频器的状态字送给PLC（实际电流、实际转矩、实际转速）；正常生产为1主3从，如果从出现故障，可到1主1从把这炉钢出去，如果主出现故障，可切换令1台为主，1主2从可以继续生产，以上处理完故障后，恢复1主3从，都在画面上操作；1主3从炉体的转速控制在0.13-1.22rpm、1主2从炉体的转速控制在0.13-0.55rpm、1主3从炉体的转速控制在0.13-0.21rpm。每台变频器通过开关量点对用户宏1、2作主从选择。3.3变频器容量选择　　电机为变频电机，电机参数如下：电压380V，功率55kW，电流105A，转

8、速985r/min，效率0.9,功率因数0.8。对于转炉倾动系统，要求启动转矩大，且在零速时能有克服炉体重量的能力，因此在选型时，加大了二级，变频器的