变频器在高精度台车式电阻炉中的应用

齐婷婷（宝鸡钛业股份有限公司锻造厂，陕西　宝鸡　721006）

变频器在高精度台车式电阻炉中的应用

齐婷婷
（宝鸡钛业股份有限公司锻造厂，陕西宝鸡721006）

本文通过介绍高精度炉炉门及台车的结构，分析变频器在高精度台车式电阻炉中的应用，指出变频器应用在电阻炉上，具有十分重要的意义。

变频器；温度控制系统；继电-接触控制；PLC

电阻炉是有色金属加工行业热处理工序所必不可少的设备，公司依托多年的生产管理经验，在广泛学习借鉴同行先进经验的基础上，大胆引进2台1200kW高精度台车式电阻炉。该电阻炉炉温均匀性好，控温精度高，对于保证产品质量具有十分重要的意义。

一、电阻炉炉门、台车结构简介

1炉门升降机构

炉门的两侧立柱采用槽钢组焊成型，立柱上方横梁也采用槽钢组焊成型，装有链轮链条等传动机构，并采用带自锁装置的减速机，通过变频器作为升降驱动装置，以自锁电机为动力，通过链轮及链条牵引炉门，控制实现炉门上下移动（启动、停止）。立柱两侧安装自动压紧式导轨与炉门两侧装有的升降滚轮保证炉门在关闭时的密封性能。炉门上部装有一套行程开关，与炉门升降动作联锁。

2进出料台车

进出料台车采用优质A3钢板及H型钢密焊而成，行走机构为车轮式，通过变频减速机构，使得台车在导轨上运行平稳。

台车上装有耐热钢炉底板及料枕，以承载工件之用。

台车加热元件的供电是通过拖链来回走动实现的。

二、温度控制系统

该电炉与温度控制柜配合使用，分为8个区，装有8支S型双支热电偶（0℃～1600℃），作为炉温控制、记录检测及超温保护检测用。

该温控柜以S型双支热电偶作为感温元件；选用日本岛电生产的FP23作为控温仪表，温控柜以调功调压器作为主回路执行元件，采用调功调压方式，根据炉内温度的变化，加热功率随炉温自动变化而变化。控制柜设置了独立的超温与断偶报警并自动切断电源的保护电路，还设有过流保护线路。当炉温高于设定温度时，报警电路发出声光警报，并同时切断主回路电源，从而防止意外和避免“跑温”现象。

选用四川仪表厂生产的uR20000S型8通道多点记录仪作为温度记录仪表，以便生产工艺存档。

三、变频器在电阻炉

上的应用

1炉门变频器BP1控制三相交流电动机原理图（如图1所示）

在图1所示电路图中，炉门正转启动、反转启动、炉门高速、炉门低速、故障复位均是通过外部按钮给PLC数字量输入信号，PLC通过比较，计算通过PLC数字量输出模块将信号传递给外部继电器，由外部继电器对变频器进行控制，从而达到控制炉门升降的目的。

该电路图中，炉门升降变频器型号为博世力士乐FSCG0515K0，该变频器额定容量为21.7kVA，额定输出电流为33A，适配电机功率为15kW。该变频器带有液晶数码显示操作面板。操作面板对变频器进行运转、功能参数设定、状态监控等操作。其中，LED数码显示当前功能参数状态，LCD液晶显示对该参数状态加以注释、说明。

2台车变频器BP2控制三相交流电动机原理图（如图2所示）

在图2所示电路图中，台车正转启动、反转启动、台车高速、台车低速、故障复位电气原理与炉门控制类似，不再赘述。

该电路图中，台车进出变频器型号为博世力士乐FSCG0511K0，该变频器额定容量为16.5kVA，额定输出电流为25A，适配电机功率为11kW。

四、变频器在电阻炉上的应用分析

1该变频器为电压型变频器，其输出电压为PWM波，含有一定的高次谐波。

2在电网和变频器之间，我们安装有C65N-3P50A断路器，以确保维修时人身安全。当变频器输入侧有短路或电源电压过低等故障时，断路器可进行保护。

3变频器前装有具有过电流保护作用的断路器，以免后级设备故障造成故障范围扩大。

4对变频控制系统制定维护保养规程，对其进行定期维护。如变频器振动是否平稳，有无异常噪音；通风是否良好，风道有无阻塞；本体风机运转是否正常，有无异常噪音等。

5未采用变频器的电阻炉和高精度炉的对比

①未采用变频器的电阻炉，其台车和炉门的启动均为直接启动，启动电流较大，对绕组的冲击较大。电机的正、反转是通过接触器互锁实现的。炉门电机和台车电机都是在工频条件下运行，电机速度不可调。

该高精度炉通过变频器对炉门电机和台车电机进行启动，启动电流小，对绕组的冲击小，使得电机启动较为平滑。同时，变频器通过改变频率，使得电机速度可调。组合限位通过PLC，及变频控制系统使得台车电机，炉门电机既可高速运行，又可低速运行，达到节能的目的。

②未采用变频器的电阻炉，基本是继电-接触式控制，其电气控制及保护相对简单，控制柜内继电器，接触器较多，接线复杂，故障多且不容易查找。严重时可烧毁电机，影响电阻炉的使用。

该高精度炉采用PLC及变频控制系统，所有信号都进入了PLC，通过PLC输入输出模块的信号指示灯，可方便查找故障，而且该变频控制系统具有超载、欠载、短路和断路等一些列保护功能。炉门电机和台车电机内置有温度传感器，当电机超负荷运行时，电机内温度会随之升高，当温度达到设定温度时，变频控制系统即可自动动作，切断电流供给，起到保护电机的目的。

结语

在钛及钛合金的锻造过程中，要求电阻炉热装料，热出料。实际生产中，电阻炉被频繁打开取料。炉门电机和台车电机运行较为频繁。带有变频器的高精度炉自投入运行以来，运行平稳，故障率低，大大降低了维修成本。

[1]李昌安，宋宗义.RT_2-180高精度台车式电阻炉的研制与改造[C].中国工程物理研究院科技年报，2001.

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