轉(zhuǎn)爐氧槍電氣控制系統(tǒng)

1、煉鋼廠轉(zhuǎn)爐氧槍電氣控制系統(tǒng)煉鋼廠轉(zhuǎn)爐氧槍電氣控制系統(tǒng)目目 錄錄引言引言.3 3一、設(shè)備構(gòu)成一、設(shè)備構(gòu)成.3 31 1、氧槍系統(tǒng)設(shè)備概述、氧槍系統(tǒng)設(shè)備概述 .3 32 2、主要電氣設(shè)備構(gòu)成、主要電氣設(shè)備構(gòu)成 .3 3二、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方案二、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方案.4 41 1、控制地點(diǎn)、控制地點(diǎn) .4 42 2、氧槍的基本控制要求、氧槍的基本控制要求 .5 53 3、操作方式、操作方式 .6 64 4、氧槍操作控制流程、氧槍操作控制流程 .7 7三、轉(zhuǎn)爐氧槍硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)圖三、轉(zhuǎn)爐氧槍硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)圖.1515四、氧槍的電氣傳動(dòng)及其自動(dòng)控制四、氧槍的電氣傳動(dòng)及其自動(dòng)控制.1515 1 1、氧槍的電氣傳動(dòng)、氧槍的電氣傳

2、動(dòng)16162 2、氧槍升降的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、氧槍升降的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)1616 3 3、氧槍的自動(dòng)控制、氧槍的自動(dòng)控制1717 4 4、氧槍?xiě)?yīng)急電源、氧槍?xiě)?yīng)急電源1818五、變頻器常見(jiàn)的十大故障現(xiàn)象及故障分析五、變頻器常見(jiàn)的十大故障現(xiàn)象及故障分析 2020附錄（一）附錄（一） 2323附錄（二）附錄（二） 2424引言引言氧槍是轉(zhuǎn)爐的核心設(shè)備之一，在整個(gè)煉鋼過(guò)程中，氧槍槍位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，也是煉鋼工藝控制的關(guān)鍵，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到煉鋼過(guò)程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發(fā)生，但由于氧槍定位控制系統(tǒng)工藝復(fù)雜、操作繁瑣、聯(lián)鎖保護(hù)較多，因此，氧槍運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、操作簡(jiǎn)單以及定位的準(zhǔn)

3、確性都是順利完成冶煉的先決條件，控制必須體現(xiàn)上述特點(diǎn)，才能使得煉鋼過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行。一、設(shè)備構(gòu)成一、設(shè)備構(gòu)成1、氧槍系統(tǒng)設(shè)備概述、氧槍系統(tǒng)設(shè)備概述一座轉(zhuǎn)爐的氧槍系統(tǒng)由機(jī)械設(shè)備和介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成。氧槍系統(tǒng)設(shè)備包括氧槍升降小車、氧槍橫移小車和氧槍橫移小車鎖定電液推桿。其中兩臺(tái)氧槍橫移車和兩臺(tái)氧槍升降小車（左右裝配） ，正常生產(chǎn)時(shí)，一臺(tái)工作（位于轉(zhuǎn)爐中心上方） ，一臺(tái)備用（位于待機(jī)位） ，交替使用；介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)包括氧槍冷卻水、氧氣、氮?dú)忾y門站及管道等。氧槍橫移車行走采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在工作位設(shè)有電液缸定位鎖緊裝置。升降小車采用交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)升降，氧槍升降過(guò)程中速度可控制變化。升降卷?yè)P(yáng)鋼絲繩裝

4、有測(cè)力傳感器。氧槍設(shè)備系統(tǒng)組成見(jiàn)下表：1升降卷?yè)P(yáng)裝置2橫移臺(tái)車本體3電纜拖鏈4升降小車5橫移臺(tái)車下部軌道6橫移臺(tái)車上部軌道7橫移臺(tái)車定位裝置8升降小車導(dǎo)軌9氧槍本體10升降小車緩沖器11氧槍供氧供排水軟管接頭12事故驅(qū)動(dòng)裝置2 2、主要電氣設(shè)備構(gòu)成、主要電氣設(shè)備構(gòu)成氧槍系統(tǒng)電氣傳動(dòng)設(shè)備配置為：2 臺(tái)升降用變頻電動(dòng)機(jī)、2 臺(tái)升降用電動(dòng)機(jī)抱閘電動(dòng)機(jī)、2 臺(tái)氧槍橫移小車電動(dòng)機(jī)、1 臺(tái)氧槍橫移小車鎖定電液推桿電動(dòng)機(jī)。氧槍升降用變頻電動(dòng)機(jī)（即變頻器專用電動(dòng)機(jī)）由西門子變頻調(diào)速裝置供電，其余設(shè)備均由 MCC供電，電壓等級(jí)為 AC380V。變頻電動(dòng)機(jī)是適用于變頻器的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，它有以下主要特點(diǎn)：（1）散熱風(fēng)

5、扇由一個(gè)獨(dú)立的恒速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，風(fēng)量恒定，與變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。（2）設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度能確保最高速使用時(shí)安全可靠。（3）磁路設(shè)計(jì)既能適合最高使用頻率的要求，也能適合最低使用頻率。（4）設(shè)計(jì)絕緣結(jié)構(gòu)比普通電動(dòng)機(jī)更能經(jīng)受高溫和較高沖擊電壓。（5）高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、損耗等都不高于同規(guī)格的普通電動(dòng)機(jī)。二、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方案二、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方案1 1、控制地點(diǎn)、控制地點(diǎn)氧槍控制系統(tǒng)共設(shè)兩個(gè)操作地點(diǎn)，分別為：轉(zhuǎn)爐主控室操作（HMI 及緊急操作臺(tái)） 、現(xiàn)場(chǎng)操作箱操作。主控室緊急操作臺(tái)上設(shè)緊急停止和緊急提升按鈕，不進(jìn)行氧槍正常提升操作。各操作地點(diǎn)的操作權(quán)限為：（1） 現(xiàn)場(chǎng)具有優(yōu)先操作權(quán)，現(xiàn)場(chǎng)操作箱上設(shè)置操作權(quán)選擇

6、開(kāi)關(guān)。（2） 氧槍系統(tǒng)控制同時(shí)只能有一個(gè)操作點(diǎn)具有操作權(quán)。（3） 在主控室緊急操作臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)操作緊急提槍不受操作地點(diǎn)選擇控制。（4） 設(shè)備運(yùn)行中，不能進(jìn)行操作地點(diǎn)選擇。氧槍系統(tǒng)各設(shè)備具體操作地點(diǎn)見(jiàn)下表：電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)序號(hào)序號(hào)設(shè)設(shè) 備備 名名 稱稱型號(hào)容量（kW）電壓（V）轉(zhuǎn)速（rpm）1 1氧槍升降電動(dòng)機(jī)進(jìn)口1103809882 2冷卻風(fēng)機(jī)0.63803 3抱閘電機(jī)Ed1250-600.333804 4電液鎖定電動(dòng)機(jī)Y90L-4-1.51.53802 2、氧槍的基本控制要求、氧槍的基本控制要求（1） 為防止電動(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊，氧槍開(kāi)始升降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)從零開(kāi)始逐漸加速，從零到正常

7、速度的加速時(shí)間是約 3 秒，制動(dòng)器延時(shí)打開(kāi)，延時(shí)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)調(diào)定。（2） 由于制動(dòng)器制動(dòng)力矩較大，為了防止制動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備的沖擊，氧槍制動(dòng)時(shí)應(yīng)先通過(guò)電力柔性制動(dòng)將電動(dòng)機(jī)減速，當(dāng)氧槍升降速度接近零時(shí)，制動(dòng)器失電制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間為 3 秒。（3） 每輛橫移車上提升卷筒的兩個(gè)鋼絲繩張力傳感器受力應(yīng)相同，如果在使用過(guò)程中兩個(gè)傳感器受力誤差超過(guò) 5則報(bào)警，操作工人應(yīng)立即檢修。（4） 氧槍在升降過(guò)程中設(shè)有以下幾個(gè)控制點(diǎn)：HH：氧槍換槍超限位氧槍換槍的保護(hù)限位，與氧槍換槍位極限共同作用使氧槍換槍上升時(shí)停止在換槍位置。H0：氧槍換槍位氧槍換槍上升到此位時(shí)自動(dòng)停止，工作位和檢修位的氧槍橫移車可交換位置，實(shí)現(xiàn)新舊氧槍的更換

8、。H1：氧槍升降速度變速點(diǎn)氧槍升降經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，升降速度由高變低（上升時(shí)）或由低變高速（下降時(shí)） 。H11：下降減速點(diǎn)氧槍下降經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，速度由高變低。H2：氧槍等待位主控室設(shè)備名稱HMI緊急操作臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)操作箱氧槍升降小車OOO氧槍橫移小車OO氧槍橫移小車鎖定電液推桿OO轉(zhuǎn)爐不吹氧時(shí)，氧槍在此處等待。H21：上升減速點(diǎn)氧槍上升經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，速度由高變低。H3：氧槍開(kāi)閉氧點(diǎn)氧槍下降到此點(diǎn)時(shí)，氧氣切斷閥自動(dòng)打開(kāi)，氧槍上升到此點(diǎn)時(shí)，氧氣切斷閥自動(dòng)關(guān)閉H12：定位變速點(diǎn)氧槍下降經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，速度由高變低。H：吹煉位（設(shè)定值）自動(dòng)操作時(shí)氧槍下降到此點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)停止進(jìn)行吹氧冶煉，本高度由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前各系統(tǒng)數(shù)據(jù)

9、計(jì)算給出，或由操作工根據(jù)具體情況設(shè)定。H4：氧槍最低吹氧位（氧槍工藝下限， ）氧槍槍位設(shè)定最低點(diǎn)，槍位設(shè)定值不能低于此點(diǎn)，否則設(shè)定無(wú)效。H5：氧槍清零位，氧槍每經(jīng)過(guò)此位置，位置編碼器將清零。該位置比氧槍待吹位高 100mm。hh: 氧槍下極限氧槍下降保護(hù)極限，氧槍下降經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)停止下降。防止吹氧噴頭插入熔池。通常情況下，氧槍處于等待位（H2） 。當(dāng)需要換槍時(shí)，首先提升到氧槍更換位（H0） ，進(jìn)行橫移臺(tái)車的交換。而后新氧槍下降，氧槍停在待吹位，等待下槍吹氧的指令。氧槍升降導(dǎo)軌上設(shè)有 2 個(gè)限位開(kāi)關(guān)，從上至下分別為：氧槍清零位（H5）和氧槍機(jī)械下極限（hh） ，兩個(gè)氧槍橫移臺(tái)車上分別設(shè)有氧槍

10、換槍位（H0）限位開(kāi)關(guān)和氧槍機(jī)械上極限（HH）限位開(kāi)關(guān)。氧槍其余控制點(diǎn)的位置變化通過(guò)位置編碼器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。3 3、操作方式、操作方式氧槍操作方式設(shè)二級(jí)全自動(dòng)方式、HMI 自動(dòng)、HMI 手動(dòng)、機(jī)旁手動(dòng)、緊急操作五種方式，正常冶煉時(shí)采用二級(jí)全自動(dòng)方式（二級(jí)系統(tǒng)需投入） 、HMI 自動(dòng)或 HMI 手動(dòng)方式，當(dāng)調(diào)試或設(shè)備故障檢修時(shí)采用機(jī)旁手動(dòng)方式，在操作臺(tái)上設(shè) “緊急停止”按鈕，以處理緊急情況發(fā)生。氧槍提升要求有高低速，速度控制采用西門子變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)，每臺(tái)氧槍提升卷?yè)P(yáng)裝置上都配有編碼器，并將信號(hào)送入 PLC。氧槍提升下降速度應(yīng)按照氧槍速度曲線進(jìn)行，但機(jī)旁操作時(shí)不受速度曲線控制，在機(jī)旁操作箱上有高低

11、速提槍下槍選擇，選擇高速即按高速 40m/min 運(yùn)行，選擇低速即按低速 4m/min 運(yùn)行。HMI 操作受氧槍速度曲線控制，二級(jí)全自動(dòng)方式、HMI 自動(dòng)方式、HMI 手動(dòng)時(shí)，氧槍升降速度根據(jù)速度曲線自動(dòng)調(diào)整。4 4、氧槍操作控制流程、氧槍操作控制流程氧槍操作有吹煉、濺渣和換槍三種。換槍操作在 HMI 和機(jī)旁手動(dòng)有效。吹煉操作一般為二級(jí)全自動(dòng)和 HMI 自動(dòng)操作。濺渣在 HMI 自動(dòng)方式和 HMI 手動(dòng)方式下有效。正常吹煉時(shí)，氧槍停在等待位（H2）點(diǎn)，采用二級(jí)全自動(dòng)方式時(shí)，由二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)分析，然后當(dāng)條件成熟發(fā)出吹煉命令，一級(jí)系統(tǒng)根據(jù)二級(jí)命令自動(dòng)變化氧槍槍位；采用 HMI 自動(dòng)方式

12、時(shí)，由操作工根據(jù)畫(huà)面顯示數(shù)據(jù)手動(dòng)設(shè)定氧槍槍位，發(fā)出吹煉指令。氧槍接到吹煉指令后，從等待位高速下降，到開(kāi)閉氧點(diǎn)時(shí)，氧氣切斷閥打開(kāi)，開(kāi)始吹氧，氧槍下降到定位變速點(diǎn)（H12）時(shí)，減速運(yùn)行，以低速下降到吹煉位停止，開(kāi)始吹煉，如果吹煉過(guò)程中有槍位調(diào)整命令，氧槍就按照新的槍位調(diào)整，繼續(xù)吹煉，直到氧氣量達(dá)到設(shè)定值或發(fā)出提槍指令，氧槍即自動(dòng)提升。然后氧槍由吹煉位高速提升，到上升減速點(diǎn)時(shí)自動(dòng)減為低速運(yùn)行，到等待位停止，吹煉結(jié)束。在整個(gè)吹煉過(guò)程中，有外部工藝故障（見(jiàn)聯(lián)鎖關(guān)系表）影響安全時(shí)，若為輕故障則下槍停止，若為重故障則氧槍緊急提槍。氧槍原理圖（1） 正常吹煉模式（1#氧槍為南槍，2#氧槍為北槍）操作場(chǎng)所“中央

13、”氧槍升降MCC電氣條件吹煉PATTERN設(shè)定完了正常吹煉模式設(shè)定完了11 Lance爐芯位置11 Lance升降條件1ANDAND儀表“Lance升降條件成立”本吹煉終了再吹煉開(kāi)始吹煉開(kāi)始AND A Lance下降Step1A Lance下降條件ANDANDORAND吹煉設(shè)定高度到達(dá)A Lance停止TC1吹煉Pattern Step1 終了ANDORA 1A 2OR停止位置CHECKA1-1A1-2A5-1A3-1A2-1A2-2mm25誤差mm25誤差輕ANN“Lance 停止位置異?！盇ND本吹煉終了AND吹煉終了ORLance H1點(diǎn)Lance 上限Lance 非常上限*Lance吹

14、煉高度的設(shè)定和變更，都要進(jìn)行上下限數(shù)值判斷，“設(shè)定值正?！钡贸鲈O(shè)定完了信號(hào)。H4(下限)H(本次吹煉高度)H(上次吹煉高度)*在吹煉過(guò)程中不能改變正常吹煉模式。AND Lance開(kāi)閉氧點(diǎn)儀表“開(kāi)氧氣切斷閥”Lance 升降速度曲線控制（吹煉中斷）A 1Step 2ANDAND*A-25mmLance 下降條件Lance 下降Lance 升降速度曲線Step 2 Lance 吹煉設(shè)定高度ANDLance 停止T停止位置CHECKA1-2-25mm*A25mmLance 上升條件Lance 上升Lance 升降速度曲線控制ANDStep 2 Lance 吹煉設(shè)定高度Lance 停止T停止位置CHE

15、CKA1-2C1C2C9C10ORAND吹煉Pattern Step 2 終了ANDAND吹煉Pattern Step 10終了Step 3至Step 10處理相同A 3A 4（吹煉中斷）備注：*A=（吹煉Pattern下一個(gè)Step的Lance吹煉高度）-（現(xiàn)Step的Lance高度）吹煉Pattern運(yùn)行完了吹煉開(kāi)始指令。（2）吹煉終了提槍A 3Lance 上升條件Lance 升降速度曲線控制ANDANDLance 開(kāi)閉氧點(diǎn)ANDLance 等待位H2轉(zhuǎn)爐 A-Lance 停 止停止位置CHECKA3-1本吹煉終了儀表“閉氧氣切斷閥” A-Lance 上升（3）吹煉中斷后提槍A 2A 4O

16、RAND儀表“吹煉終止”Lance A上升條件ANDLance 升降速度曲線控制ANDLance 等待位H2Lance 上限Lance 非常上限OR A-Lance 上升A-Lance 停止停止位置CHECKA2-1AND儀表“吹煉開(kāi)始指令”ANDA-Lance下降條件 Lance 升降速度曲線控制 A-Lance 下降A(chǔ)NDLance 停止停止位置CHECKA2-2吹煉中斷時(shí)Step高度到達(dá)C3Step3吹煉中斷C2Step2吹煉中斷C 1Step1吹煉中斷C9Step9吹煉中斷C10Step10吹煉中斷ANDANDANDANDAND。ANDLance到達(dá)開(kāi)閉氧點(diǎn)儀表“閉氧氣切斷閥”Lanc

17、e到達(dá)開(kāi)閉氧點(diǎn)儀表“開(kāi)氧氣切斷閥”。（4） 再次吹煉下槍AND操作場(chǎng)所“中央”操作場(chǎng)所“中央”氧槍升降電氣條件吹煉PATTERN設(shè)定完了正常吹煉模式設(shè)定完了 A Lance爐芯位置LANCE A升降條件1ANDAND儀表“Lance升降條件成立” 再吹煉終了儀表“再吹煉開(kāi)始”ANDANDORAND再吹煉終了AND再吹煉終了ORLance H1點(diǎn)Lance 上限Lance 非常上限ANDLance A下降條件 A-Lance 下降Lance 升降速度曲線控制ANDLance 停止停止位置CHECKLance 再吹煉設(shè)定高度到達(dá)TAND儀表“再吹煉開(kāi)始”B 1mm25誤差mm25誤差輕ANN“La

18、nce 停止位置異常”Lance 到達(dá)開(kāi)閉氧點(diǎn)儀表“開(kāi)氧氣切斷閥”（5） 緊急情況提升Lance H1點(diǎn)點(diǎn)以以上上Lance 上上限限以以上上Lance 非非常常上上限限以以上上ORPBS操操作作場(chǎng)場(chǎng)所所“中中央央”Lance 升升降降裝裝置置電電氣氣條條件件Lance 上上 升升Lance 緊緊急急上上升升CRTANDLance 冷冷卻卻水水異異常常OG非非常常停停止止計(jì)計(jì)裝裝PLC重重故故障障Lance O2流流量量低低下下ANDORLance H1點(diǎn)點(diǎn)以以上上Lance 上上限限Lance 非非常常上上限限Lance 停停 止止ORLance 升升降降“緊緊急急停停止止”CS三、轉(zhuǎn)爐氧槍

19、硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)圖三、轉(zhuǎn)爐氧槍硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)圖四、氧槍的電氣傳動(dòng)及其自動(dòng)控制四、氧槍的電氣傳動(dòng)及其自動(dòng)控制1 1、電氣傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)每座轉(zhuǎn)爐設(shè)有 2 套氧槍升降機(jī)構(gòu)(A 槍和 B 槍)，配備 2 套變頻控制柜(A 槍電控柜和B 槍電控柜)和一套制動(dòng)控制柜，一套作為工作槍，另一套作為備用搶。變頻器選用西門子系列三相交流矢量控制變頻器。正常生產(chǎn)中，兩支氧槍的變頻器、升降電機(jī)可以做到互為備用。其鮮明的特點(diǎn)有：（1）機(jī)械故障時(shí)，在臺(tái)車不移動(dòng)的情況下，可以通過(guò)電氣快速切換氧槍；（2）電氣故障時(shí)，在不更換變頻器、臺(tái)車不移動(dòng)的情況下，可以快速實(shí)現(xiàn)氧槍的正?？刂?。另外，在氧槍制動(dòng)控制上，完善了氧槍電機(jī)的抱閘控制，實(shí)現(xiàn)了

20、變頻器合分閘、PLC 程序輸出、變頻器本身輸出三點(diǎn)聯(lián)鎖控制抱閘，使制動(dòng)控制技術(shù)更加完善，系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定及可靠。主要特點(diǎn)有：（1）當(dāng)變頻器因故跳閘后，制動(dòng)輸出自動(dòng)實(shí)現(xiàn)抱閘，確保了設(shè)備的安全；（2）當(dāng) PLC 故障時(shí)，無(wú)論變頻器工作在什么狀態(tài)，制動(dòng)輸出都處于抱閘狀態(tài)，絕對(duì)保證設(shè)備不失控，提高了控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。（3）正常生產(chǎn)過(guò)程中，因變頻器內(nèi)部或外部線路原因造成了變頻器不能正常工作和控制輸出，可通過(guò) PLC 輸出完成電機(jī)的抱閘，保證了系統(tǒng)、設(shè)備的安全、可靠與穩(wěn)定。2 2、氧槍升降的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、氧槍升降的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)變頻器是把電壓，頻率固定的交流電變換成電壓，頻率分別可調(diào)的交流

21、電的變換器。變頻調(diào)速器與外界的聯(lián)系點(diǎn)基本上分三部分：一是主電路接線端，包括工頻電網(wǎng)的輸入端（R，S，T） ，接電機(jī)的頻率，電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（U，V，W） 。二是控制端子，包括外部信號(hào)控制變頻調(diào)速器工作的端子，變頻帶調(diào)速器工作狀態(tài)指示端子，變頻器與微機(jī)或其他變頻的通訊接口。三是操作面板包括液晶顯示屏和鍵盤(pán)。變頻器是現(xiàn)代最先進(jìn)的一種異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置，能實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停車、無(wú)級(jí)調(diào)速以及特殊要求的增、減速特性等，具有顯著的節(jié)電效果。它具有過(guò)載、過(guò)壓、欠壓、短路、接地等保護(hù)功能，具有各種預(yù)警、預(yù)報(bào)信息和狀態(tài)信息及診斷功能，便于調(diào)試和監(jiān)控，可用于恒轉(zhuǎn)矩、平方轉(zhuǎn)矩和恒功率等各種負(fù)載。變頻器的功用是將頻

22、率固定的交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。變頻器的輸入端（R.S.T）接至頻率固定的三相交流電源，輸出端（U.V.W）輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速通常稱為同步0n轉(zhuǎn)速，由下式?jīng)Q定：060 fnp式中 電流的頻率f 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)p當(dāng)頻率連續(xù)可調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速f0n總是比同步轉(zhuǎn)速低一些。所以，當(dāng)連續(xù)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也是可調(diào)的。0n由于磁極對(duì)數(shù)不同的異步電動(dòng)機(jī)在相同頻率時(shí)的轉(zhuǎn)速是不同的，所以即使頻率的調(diào)節(jié)范圍相同，轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍也是各不相同的，今將磁極對(duì)數(shù)不同的異步電動(dòng)機(jī)在兩倍頻率范圍內(nèi)

23、調(diào)頻。氧槍升降的變頻調(diào)速系統(tǒng)，氧槍升降是典型的位能性負(fù)載，按照煉鋼工藝的要求，氧槍在升降過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)由慢速到快速和由快速到慢速的轉(zhuǎn)換，檢測(cè)點(diǎn)不僅多而且定位必須準(zhǔn)確，否則直接影響到煉鋼質(zhì)量和氧槍的損壞。因此氧槍的檢測(cè)及定位由脈沖編碼器和 PLC 實(shí)現(xiàn)。一備一用的兩套氧槍系統(tǒng)確保了煉鋼系統(tǒng)的可靠性；當(dāng)一只氧槍發(fā)生故障時(shí)，可快速提升此氧槍、橫移至一側(cè)，然后將另一只氧槍橫移、對(duì)中、下降來(lái)替換故障氧槍。3 3、氧槍的自動(dòng)控制氧槍的自動(dòng)控制氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)控制中，氧槍高度的正確是一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。采用先進(jìn)的吹氧量自動(dòng)控制槍位定位技術(shù)對(duì)氧槍的吹煉點(diǎn)進(jìn)行控制，可使氧槍準(zhǔn)確地停止在工藝操作要求的位置上，其定

24、位的精度相當(dāng)高，從而更好地保證了煉鋼過(guò)程計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。副槍作為另一重要設(shè)備，在氧槍下槍吹煉前測(cè)液面高度，在吹煉周期中測(cè)溫取樣，其同樣對(duì)速度、位置控制有嚴(yán)格的要求。它們的高度位置控制基本是相同的，下面以氧槍為例，著重列舉其控制要點(diǎn)。（1） 位置控制氧槍上下移動(dòng)的距離通過(guò)與電動(dòng)機(jī)、卷筒同軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)絕對(duì)編碼器來(lái)計(jì)測(cè)，即把垂直的位移量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。正常生產(chǎn)中，以其中一個(gè)為主，另外一個(gè)絕對(duì)編碼器與之比較作為校準(zhǔn)信號(hào)，偏差超出設(shè)定范圍時(shí)發(fā)出報(bào)警，過(guò)大時(shí)急停。氧槍在多次上下移動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生突發(fā)性數(shù)字誤差及編碼器數(shù)值換算時(shí)的累計(jì)誤差，如不加以修正則會(huì)發(fā)生氧槍檢測(cè)位置與實(shí)際位置的偏差。為解決這一難

25、題，可在氧槍的換槍位設(shè)置校正點(diǎn)。動(dòng)作周期大體如下：預(yù)先將換槍位的高度實(shí)際值存入主 PLC 內(nèi)存中；氧槍每次換槍提到換槍位時(shí)該信號(hào)讀入主 PLC 中，使此時(shí)氧槍實(shí)際高度檢測(cè)記憶值強(qiáng)制性修改。（2）自動(dòng)快速定位控制現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍在吹氧過(guò)程中是根據(jù)吹氧量的不同而自動(dòng)調(diào)整槍位的。吹煉過(guò)程中氧槍調(diào)整槍位的速度將直接影響到冶煉周期和鋼的質(zhì)量，因此希望氧槍能以最快速度準(zhǔn)確停止在指定位置。為了解決這一問(wèn)題，控制時(shí)可以采用位置閉環(huán)系統(tǒng)，將氧槍設(shè)定位置與實(shí)際位置的偏差值作為控制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)控制傳動(dòng)裝置的速度指令。為縮短氧槍上升與下降時(shí)間，在設(shè)定值與實(shí)際偏差較大時(shí)，以最大速度運(yùn)行，當(dāng)設(shè)定值與實(shí)際偏差

26、越來(lái)越小達(dá)到設(shè)定范圍時(shí)，控制速度給定按照預(yù)先給定的函數(shù)曲線減小，最終使氧槍準(zhǔn)確停止在所要求的位置上。4 4、氧槍?xiě)?yīng)急電源、氧槍?xiě)?yīng)急電源氧槍系統(tǒng)采用交流傳動(dòng)控制，配置緊急后備電源。在緊急情況下，保證設(shè)備的安全性。煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍電機(jī)目前多采用交流電動(dòng)機(jī)，交流電源正常時(shí)由變頻器供電，實(shí)現(xiàn)氧槍的下降、吹氧、提升的調(diào)速運(yùn)行;交流電源事故停電時(shí)必須由另一套應(yīng)急電源供電，緊急提升氧槍，防止發(fā)生設(shè)備事故。氧槍電機(jī)變頻器和應(yīng)急電源的可變頻逆變器分別通過(guò)兩臺(tái)輸出交流接觸器給氧槍電機(jī)供電，兩臺(tái)接觸器由操作連鎖系統(tǒng)控制，接觸器線圈分別由交流電源和應(yīng)急電源中的工頻正弦波逆變器供電，交流電源正常時(shí)，氧槍電機(jī)由原控制系統(tǒng)控制

27、工作，交流電源事故停電時(shí)在機(jī)旁箱操作事故氧槍提升按鈕和事故松轉(zhuǎn)爐抱閘按鈕。氧槍提升到上極限自動(dòng)停止，轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn)到零位停止。應(yīng)急電源系統(tǒng)主回路及控制回路見(jiàn)圖。三相交流電源提槍按鈕停止按鈕事故提槍啟動(dòng)按鈕事故松轉(zhuǎn)爐抱閘按鈕氧槍轉(zhuǎn)爐氧槍升降電機(jī)氧槍抱閘電機(jī)轉(zhuǎn)爐電機(jī)氧槍提升應(yīng)急電源應(yīng)急電源系統(tǒng)主回路及控制回路應(yīng)急電源的組成:控制電源氧槍抱閘電源氧槍電機(jī)轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)應(yīng)用電源的原理框圖(1) 斷路器:1QF:交流輸入斷路器;2QF:工頻逆變器輸入斷路器;3QF:工頻逆變器輸出斷路器;QS:可變頻逆變器輸入開(kāi)關(guān);(2) 接觸器:1KM:交流輸入接觸器;2KM、4KM:可變頻逆變器輸出接觸器;3KM:變頻器輸出

28、接觸器(用戶設(shè)備); 5KM:轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)輸入接觸器(用戶設(shè)備);(3) TR:隔離變壓器;(4) CM1、CM2:高頻開(kāi)關(guān)充電模塊;(5) DC1、DC2:免維護(hù)鉛酸蓄電池組;(6) 1NB:可變頻逆變器;(7) 2NB:工頻逆變器;(8) VF:變頻器(用戶設(shè)備)?？勺冾l應(yīng)急電源是專門用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源，和傳統(tǒng)的 UPS 或工頻應(yīng)急電源相比，可以大大減少電源的設(shè)計(jì)容量，過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性高。和傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)相比，啟動(dòng)時(shí)間快，無(wú)噪音、無(wú)污染，維護(hù)簡(jiǎn)單，可無(wú)人值守自動(dòng)操作，可計(jì)算機(jī)監(jiān)控。是一種值得推廣的新型工業(yè)電源。五、變頻器常見(jiàn)的十大故障現(xiàn)象和故障分析五

29、、變頻器常見(jiàn)的十大故障現(xiàn)象和故障分析一、過(guò)流（OC）過(guò)流是變頻器報(bào)警最為頻繁的現(xiàn)象?，F(xiàn)象：(1) 重新啟動(dòng)時(shí)，一升速就跳閘。這是過(guò)電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象。主要原因有:負(fù)載短路，機(jī)械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩過(guò)小等現(xiàn)象引起。(2) 上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有:模塊壞、驅(qū)動(dòng)電路壞、電流檢測(cè)電路壞。(3) 重新啟動(dòng)時(shí)并不立即跳閘而是在加速時(shí)，主要原因有:加速時(shí)間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(V/F)設(shè)定較高。二、 過(guò)壓（OU）過(guò)電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元有問(wèn)題。三、欠壓（Uu）欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問(wèn)題。主要是

30、因?yàn)橹骰芈冯妷禾?220V 系列低于 200V，380V 系列低于 400V)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓.還有就是電壓檢測(cè)電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓?jiǎn)栴}。四、過(guò)熱（OH）過(guò)熱也是一種比較常見(jiàn)的故障，主要原因:周圍溫度過(guò)高，風(fēng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達(dá)過(guò)熱。通常采用以下方法: （1） 采用風(fēng)扇散熱:變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，若風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器運(yùn)行。 （2）降低安裝環(huán)境溫度:由于變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元、電解電容等，所以溫度對(duì)

31、其壽命影響比較大。變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求-10-50，如果能夠采取措施盡可能降低變頻器運(yùn)行溫度，那么變頻器的使用壽命就延長(zhǎng)，性能也比較穩(wěn)定。五、輸出不平衡輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達(dá)抖動(dòng)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因:模塊壞，驅(qū)動(dòng)電路壞，電抗器壞等。六、過(guò)載過(guò)載也是變頻器跳動(dòng)比較頻繁的故障之一，平時(shí)看到過(guò)載現(xiàn)象我們其實(shí)首先應(yīng)該分析一下到底是馬達(dá)過(guò)載還是變頻器自身過(guò)載,一般來(lái)講馬達(dá)由于過(guò)載能力較強(qiáng),只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不大會(huì)出現(xiàn)馬達(dá)過(guò)載.而變頻器本身由于過(guò)載能力較差很容易出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警.我們可以檢測(cè)變頻器輸出電壓。七、開(kāi)關(guān)電源損壞這是眾多變頻器最常見(jiàn)的故障，通常是由于開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載發(fā)生

32、短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器 UC2844 來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)電源的輸出，同時(shí) UC2844 還帶有電流檢測(cè)，電壓反饋等功能，當(dāng)發(fā)生無(wú)顯示，控制端子無(wú)電壓，DC12V,24V 風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時(shí)我們首先應(yīng)該考慮是否開(kāi)關(guān)電源損壞了。八、SC 故障SC 故障是安川變頻器較常見(jiàn)的故障。IGBT 模塊損壞，這是引起 SC 故障報(bào)警的原因之一。此外驅(qū)動(dòng)電路損壞也容易導(dǎo)致 SC 故障報(bào)警。安川在驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)上，上橋使用了驅(qū)動(dòng)光耦 PC923，這是專用于驅(qū)動(dòng) IGBT 模塊的帶有放大電路的一款光耦，安川的下橋驅(qū)動(dòng)電路則是采用了光耦 PC929，這是一款內(nèi)部帶有放大電路，及檢測(cè)電路的光耦。此外電

33、機(jī)抖動(dòng)，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無(wú)電壓輸出，這些現(xiàn)象都有可能是 IGBT 模塊損壞。IGBT 模塊損壞的原因有多種，首先是外部負(fù)載發(fā)生故障而導(dǎo)致 IGBT 模塊的損壞如負(fù)載發(fā)生短路，堵轉(zhuǎn)等。其次驅(qū)動(dòng)電路老化也有可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)波形失真，或驅(qū)動(dòng)電壓波動(dòng)太大而導(dǎo)致 IGBT 損壞,從而導(dǎo)致 SC 故障報(bào)警。九、GF接地故障接地故障也是平時(shí)會(huì)碰到的故障，在排除電機(jī)接地存在問(wèn)題的原因外，最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因數(shù)的影響，工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致 GF 報(bào)警。十、限流運(yùn)行在平時(shí)運(yùn)行中我們可能會(huì)碰到變頻器提示電流極限。對(duì)于一般的變頻器在限流報(bào)警出現(xiàn)時(shí)不能正常平滑的工作，電壓(頻率)首先要降下