双料车双电机变频控制系统应用

陶昌民

摘 要： 随着我国现代化进程的不断加快。作为整个钢铁生产中的重要环节，高炉炼铁工艺中高新技术的应用尤为重要。高炉上料卷扬系统是炼铁生产中的关键设备，主要作用是将炼铁所需的各种原料源源不断地送到高炉内，保证高炉炼铁的正常需要，而整个高炉上料卷扬系统的核心就是料车的主提升设备。本文详细介绍高炉主卷扬上料设备及变频系统的配置情况，了国内钢铁行业的双电机变频控制系统的控制功能及参数设置。

关键词：双变频控制

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0229-01

一、系统配置

1.上料设备

主卷电动机为YTSZ355L-4交流变频调速三相异步电动机2台，3相380V，315kW。

抱闸制动器 ED301/6电力液压推动器2台，功率550W，额定推力3000N，行程60mm。

正常卷扬能力（KN）：110；变频调速三相电动机功率：315kw，50Hz最大卷扬能力（KN）：140；卷扬速度（m/s）：2-44；卷筒直径：1850mm；钢丝绳直径：38mm 料车：8.5m3

2.变频控制系统

主卷扬电机配套4台变频柜，通过控制切换柜内8台LC1-D620接触器进行完全切换。变频器均采用西门子公司产品，6SE7037-0EK60。每台变频器配置西门子6SE7037制动单元1台。

炉顶溜槽旋转电机7.5KW，配套西门子公司6SE7021-3EB62 变频器2台，一用一备，并配制动电阻RXHG-1000W/80 2只。

炉顶溜槽倾动电机5.5KW，配套西门子公司6SE7021-3EB61 变频器2台。

成套变频柜预留相应外接PLC和主令控制接线端子排，控制切换柜设有主卷抱闸控制回路及主令控制回路。

二、控制系统设计

主卷揚变频控制系统具有上位机自动、手动和机旁手动三种操作方式。上位机自动操作方式主要通过高炉本体西门子400PLC与料车上料西门子300PLC共同自动控制上料。

主卷扬料车设高、中、低、弯轨速度四级速度控制由变频器多段转速设定，满足技术、生产工艺对上料时间的要求，低、中、高速、弯轨速度分别设为7、 25、45、5Hz。为保证料车起动平稳，变频器加速模式按双S型设定，保证料车出料坑时低速，出料坑后尽快平稳达到高速，料车到达炉顶前快速平稳减至低速，到达弯轨时变为5Hz确保准确停车，提高料车运行的安全性；根据生产需求各速度段时间均可调节，以便达到最佳运行状态。

用主令控制器实现主卷扬料车加减速及行程极限控制，主卷扬左右料车行程极限均分为上限、下限、减速一、减速二、低速检查等。

变频器外配有制动单元、制动电阻结合机械抱闸，实现准确停车。

三、设计、运行过程中相关问题探讨

高炉主卷扬是高炉上料系统的心脏，高炉冶炼原料必须通过主卷扬料车输送至炉缸内，所以，它的稳定运行直接关系到高炉的正常生产。现就其变频控制系统设计、运行过程中相关问题进行分析。

1.变频器选型

高炉上料卷扬系统的特点是主卷电动机工作频繁，负荷重，启动转矩要求高，要求有足够的提升、运载能力，上料量及上料速度要满足高炉强化生产的要求，所以变频选型时首先要注重可靠性。

2.变频器故障复位

由于变频器的保护功能很强，在实际运行时变频器故障保护很正常，因此，一旦变频器故障不要自动复位，因为故障原因可能依然存在，自动复位继续运行会存在安全隐患。这时应将控制模式切换至手动模式，再进行变频复位，必要时先检查故障原因。

3.制动单元、制动电阻的选配

对双料车卷扬上料系统在上料运行过程中变频器均工作在第1象限，在料车定位停车时，除采用机械抱闸制动外，还要求变频器实现能耗制动，防止变频器制动停车时直流母线泵升电压过高报警甚至损坏变频器。

4.变频器的冲击电流与运行电流

主卷变频器运行时频率和输出电流变化曲线，谷峰电流出现在一段加速将结束时（约5.5s），均不超过变频器额定电流。

5.独立的PLC控制系统

高炉上料变频柜控制系统采用了一套西门子300PLC来完成基本的联锁及控制，减少了原继电控制回路的继电器等分离元件，减少了总控PLC与变频柜之间的连线，使上料变频柜自成一个小系统，提高了整个系统的可靠性，同时也便于设备单独调试运行。

四、结语

高炉主卷扬上料系统均采用西门子变频器加制动单元、制动电阻进行调速控制，在系统调试运行过程中，发现了一些设计隐患和不足，通过不断改进，目前设备运行平稳，料车停车位置准确。

参考文献

[1]李永刚.高炉主卷扬双料车变频控制系统[J]，郑州大学出版社，2006，（1）

[2]王晓柏等.以变频器为核心的高炉卷扬控制系统变频器世界[J].变频器世界，2004，1