高爐上料主卷揚電動機變頻調速設計

高爐上料主卷揚電動機變頻調速設計

0主卷揚的液壓控制在經(jīng)過加固的高塊中，由雙料車從料底運輸至爐頂?shù)牡仔?。料車由上料卷場機傳動。主卷揚的傳動過程為:電動機經(jīng)減速機減速后,帶動繩筒正向或反向轉動。兩臺料車在鋼絲繩的牽引下,沿上料斜橋的鋼軌上行或下行。其中,一上一下,料車到爐頂時停車,這時料車處于后輪懸起依附在副軌的卸料狀態(tài)。煉鐵工藝要求主卷揚故障小,可靠性高,做到料車不翻車和沖頂掛車,關鍵是在離爐頂二十米左右就進行減速,消除高速運行慣性;在離爐頂八米左右低速爬行。要求料車起動要快和穩(wěn);中間段速度要快,盡量縮短運行時間;快到爐頂時,速度盡量慢,防止料車在慣性作用下沖出副軌,使料車掉道或掛車。囯內中小型高爐主卷揚調速經(jīng)歷了四個階段:主卷揚電機使用JZR型或YZR型繞線電機,轉子串四段電阻改變轉差率調速。主卷揚電機使用Z型直流電機,釆用直流調速柜調速。主卷揚電機仍然使用JZR型或YZR型繞線電機,采用不帶速度負反饋的變頻調速。主卷揚電機使用YBP型變頻電機,釆用帶速度負反饋的變頻調速。目前,2500M3高爐雖然大多數(shù)采用皮帶上料,但仍然有釆用料車上料,變頻調速。變頻調速在高爐主卷揚的應用具有投資小,調速范圍大,可靠性高,接線簡單的優(yōu)點。新鋼二期技改2X350M3高爐上料主卷揚應用了西門子6SE70型變頻器,利用變頻器的多步調速功能,使上料料車在運行到35s后即開始多步減速,以消除上料卷揚的高速慣性。料車在接近停車點時慢速爬行,料車能夠準確地停車,杜絕電阻調速高速停車不準以及易掉道掛車的亊故。西門子6SE70型變頻器信號源選擇要應用BICO技術,用功能圖進行信號源及輸出端內容的選擇。1670消息源段的命令和輸出線的內容設置1.16命令源選擇系統(tǒng)6SE70型變頻器有以下幾種命令源:PMU(變頻器操作鍵盤端子排)、M0P(BOCO)、USS1、SLB、CBP、OPS1和經(jīng)過SCOM1的固定設定。通過參數(shù)P368進行命令源選擇。命令源選擇如表1所示。一般應用較多的是0,1,2方式。1.26開關量連接器控制裝置6SE70型變頻器應用時要用到軟件連接技術(BinaryConnector)即BICO技術。在6SE70型變頻器應用時,X101端子排七個接線端子在軟件上,每個端子對應一個開關量連接器。3、4、5、6、7、8、9共七個端子的開關量連接器分別是B0010、B0012、B0014、B0016、B0018、B0020、B0022。開關量連接器是接收X101端子排的外部開關量信號.輸入開關量連接器有B0010、B0012、B0014、B0016、B0018、B0020、B0022。輸出開關連接器有B0100到B0162共計60個輸出開關量連接器。其中單數(shù)開關量編號的連接器是對雙數(shù)開關量編號的連接器內的值取反。實際上是輸出了30個開關量信息。輸出開關量連接器功能定義如表2所示。這些輸出開關量連接器可以和X101端子排的3、4、5、6號端子的開關量連接器參數(shù)P651.1、P652.1、P653.1、P654.1進行軟連接。這是書本型6SE70型矢量控制變頻器。柜式工程型6SE70型矢量控制變頻器還帶有X9端子排,有2個帶轉換結點的輸出繼電器,可以用開關量連接器和以上輸出開關量連接器進行連接。具體參數(shù)號在功能圖中可以査到。開關量連接器參數(shù)和開關量連接器軟件連接方法:給定義功能參數(shù)設置為開關量連接器編號即可。例如,“運行”開關量連接器參數(shù)P652.1需要在軟件上與開關量連接器B0014連接,只需要設定P652.1=14即可。26se70型收割機在主卷揚中應用的控制電路2.1主卷揚電動從機控制板出口至控制部分主卷揚電動機型號為YPBF355L1—8,額定功率為200kW,額定電壓380V,額定電流382A,額定轉速為728r/min。配置變頻器為西門子6SE7036—OEK60,額定輸出功率為315kW.為了確保變頻器可靠性,變頻器額定功率大于電動機額定功率二個檔位。由于主卷揚電動機工作于四個象限,在減速過程中,會出現(xiàn)再生發(fā)電工作狀態(tài)。所以,變頻器配套了制動單元,用于吸收減速過程中的發(fā)電能量。制動單元型號為6SE7031—6EB87—2DAO.制動單元的技術參數(shù)為66A,4Ω,1kW.變頻器內部有電流,電壓閉環(huán)負反饋,為了提高調速精度和動態(tài)響應,增加了速度負反饋閉環(huán)。速度檢測用徳國依爾切(Itra)增量型編碼器,型號為EH88P500Z15-110X3,3通道(A,B,Z),每轉1024個脈沖。編碼器安裝于主卷揚電動機非負載軸端。編碼器軸與電動機軸轉連接在軸中心線上,與電動機同步旋轉。2.2交流本系統(tǒng)所需資源料車上行的速度曲線(以頻率表達)如圖1所示。由于高爐煉鐵要求上料快速可靠。根據(jù)煉鐵設備的特點,變頻器啟動不采用多步速度,從0Hz經(jīng)6s加速后,直接升速到50Hz;升速到50Hz后,穩(wěn)定運行29s開始減速。減速一的頻率為25Hz,整個減速~運行時間為8s。減速一結束后,再進減速二運行,整個減速二運行時間為5s。停車采用自由停車方式,用抱閘制動。主卷揚變頻器主回路電路:變頻器R,S,T三相進電順序為:空氣斷路器→接觸器→電抗器→快熔→變頻(R,S,T)→變頻器逆變器→變頻器(U,V,W)→變頻器專用電力電纜→電動機(U,V,W)。空氣斷路器型號為施耐徳NS630H/3P,MA600;接觸器型號為施耐徳LC1-F600M7,線圈電壓為AC20V;快速熔斷器型號為RSF8-800LC(附熔斷指示器)。變頻器控制端子的接線:西門子6SE70型矢量變頻器有X101,X102,X103三個端子排。X101端子排是數(shù)字量輸入/輸出端。X102端子排是模擬量輸入/輸出端子。X103是編碼器接口端子。X101端子排的3,4,5,6為輸入/輸出雙向端子,在應用時要作開關量連接器參數(shù)選擇連接。X101控制端子安排如下:3號:故障報警輸出;4號:運行信號輸出;5號:開/停車;6號:正轉;7號:反轉;8號:減速一;9號:減速二。X102端子排只使用了模擬量輸入端子。19號端子為變頻器運行頻率輸出信號端子;21號端子為電動機工作電流輸出信號端子。X103端子排為絕對型脈沖編碼器接口端子,各端子接線如下:23號:0V;24號:A通道;25號:B通道;26號:Z通道;28號:+15V。變頻器制動單元接C,D端子。X9端子的1號端子接外加輔助電源+24V;2號端子接0V.4號端子接+24V,5號端子接AK26繼電器。5號端子為變頻器已送電輸出信號端子。主卷揚電動機變頻調速控制電氣原理圖如圖2所示。3參數(shù)配置3.1開關量連接器點在西門子6SE70型矢量控制變頻器中。X101端子排中,3、4、5、6號端子為輸入/輸出雙向端子。輸入/輸出雙向端子選擇設置命令源及輸入/輸出選擇,需要按照功能圖才能正確完成參數(shù)設置。相關功能圖如圖3所示。參數(shù)設置:P651.B=106,設定X101端子排的3號端為輸出端子。P651.B開關量連接器參數(shù)與開關量連接器B0106軟連接。開關量連接器B0106默認與故障報警Bit3控制字連接。B0104開關量連接器默認與變頻器運行Bit2控制字連接。X101端子排的5,6,7,8,9號五個端均為輸入端子,其中雙向端子5,6號端子必須斷開輸出軟連接,即P653.1=0,P654.1=0。根據(jù)控制要求,X101端子5定義為允許開機(ON/0FF1);端子6定義為正轉(FDW);端子7定義為反轉(RVE);端子八定義為減速一(即固定頻率1);端子9定義為減速二(即固定頻率2).根據(jù)端子功能定義,要改變以上五個輸入端子開關量連接器參數(shù)的默認值,根據(jù)功能定義使端子對應的開關量連接器軟連接到所需要的開關量連接器參數(shù)。P554.B為開/停機(ON/OFF1)參數(shù);P571.B為正轉(FWD)參數(shù);P572.B為反轉(RVE)參數(shù);P580.1為固定頻率1(FixedzStepoint1)參數(shù);P581.1為固定頻率2(FixedzStepoint2)參數(shù)。以上都是開關量連接器參數(shù)。以上5個參數(shù)按定義功能連接設置如下:P554.B=14,與B0014連接;P571.B=16,與B0016連接;P572.B=18,與B0018連接;P580.1=20,與B0020連接;P581.1=22,與B0022連接。固定頻率參數(shù)設定:從西門子6SE70型矢量控制變頻器功能圖可知,固定頻率設定是以P417.B、P418.B、P580.1、P581.1四個參數(shù)進行給合獲得不同的固定頻率,有8種速度組合。減速-時,如圖2所示,K4繼電器結點閉合,直到料車到爐頂再返回到減-位置才斷開K4結點。減速二時,K5繼電器結點閉合,直到料車到爐頂再返回到減二位置才斷開K5結點。所以,減一時,K4=1,K5=0;減二時K4=1,K5=1.固定頻率1,P417.B、P418.B、P580.1、P581.1賦值組合排列為:0001,對應的設定頻率的參數(shù)為P405.F。由于P417.B和P418.B未連接端子,賦值始終為0.固定頻率2,P417.B、P418.B、P580.1、P581.1賦值組合排列為:0011,對應的設定頻率的參數(shù)為P402.F。設定為P405.F=50(%),P402.F=12(%)。當料車啟動時,減速一,減速二繼電器K4,K5均未吸合,這時加速后穩(wěn)定運行速度為50Hz.這個固定頻率是由P417.B,P418.B,P580.1,P581.1賦值組合排列為:0000,對應的固定頻率設定參數(shù)P401.F設定。設定為P401.F=100(%),基準頻率為50Hz。3.2工廠參數(shù)復位工廠參數(shù)為默認參數(shù),如果混亂或丟失會對變頻器應用造成意想不到的故障。所以,在參數(shù)設置前應進行工廠參數(shù)復位。P053=6,允許參數(shù)存取;P060=2,選擇固定設置菜單;P366=0,通過MOP設定;P970=O,參數(shù)復位。3.3電機模型計算系統(tǒng)參數(shù)設置是設置變頻器進線電壓、電機及編碼器參數(shù)、電機控制型式、脈沖頻率、電機的電壓電流、頻率、轉速。系統(tǒng)參數(shù)設置如下:PO65=5,選擇“系統(tǒng)設置”菜單;PO68=0,沒有輸出濾波器;P071,裝置輸入電壓,AC裝置380V,DC裝置540V;P095=2,異歩電動機;P097=1;P100=4,有測速機的速度控制;P115=1,計算電機模型“自動參數(shù)設置”(調試時斷開電機負載);P130=15,帶Z通道的脈沖編碼器;P151=1024,脈沖編碼器每轉脈沖數(shù);P39=0,釋放前緣調制系統(tǒng);P340=3(kHz),脈沖頻率;P350=382,參考電流,A;P351=380,參考電壓,V;P352=50,參考頻率,Hz;P353=P352*(60/P109)=750,參考轉速,r/min;P354=9550*(PN/nN)=3600,參考轉矩,Nm;P383=0;P384.02=0;P452=50,正向旋轉的最大頻率,Hz;P453=-50,反向旋轉的最大頻率;P060=1,回到參數(shù)菜單;P128=750,最大輸出電流;P462=6,從靜止到參考