HPVFC变频器在炼钢旋转倾动炉上的应用

摘要：本文介绍了HPVFC变频器在福建鼎信实业有限公司炼钢倾动转炉上的应用情况，并对HPVFC变频器的原理、结构进行分析。HPVFC变频器具有矢量闭环控制，低频段力矩输出可达150%，并设计有同步卡可选，通讯功能等，无需更多电气设计便可满足旋转倾动炉的使用需求。此外，还可以在很多变力矩场合使用，譬如：绞车、起重、转炉、破碎机、球磨机等。

关键词：HPVFC变频器驱动倾动力矩电机矢量闭环控制

1．引言

众所周知，由于炼钢的特殊性，高温的钢水要求转炉在移动过程中要平稳运行，防止钢水溢出而造成事故。钢炉在旋转倾动过程中，运行速度缓慢。随着钢水量的变化，倾角也会发生变化，这就要求变频器必须具备调速控制灵敏精确、低频输出且力矩大的技术特性，才能在炼钢倾动转炉的传动机构中使用。

炼钢倾动转炉的传动机构由水平运行和旋转启动两个传动系统构成，其一个周期的工作过程如下：

向炉体内加料加热→温度加热到工艺要求值→平移动到指定位置→旋转倾动转炉将钢水倒入模具→倒出钢水后转炉倾动回位→转炉水平移动的初始位置

转炉的倾动一般是由两台电机（或者是四台电机）同步拖动，旋转倾动转炉的变频调速技术难点在于精准地控制倾动电机的输出力矩。HPVFC变频器具有以下功能：

1.1．精准的同步功能，能精准地控制两台电机同步运行，才能保证倾倒钢水准确地倒入模具中；

1.2．闭环控制、控制精度高，倾倒钢水过程中需要精准控制电机的速度，进而精准地控制转炉的倾角变化，最终能保证钢炉的出水量准确；

1.3．低频大转矩，倾倒钢水是一个很缓慢的过程，电机运行速度很慢，而电机所带负载很大；

1.4．精准的远程通讯控制和监控，钢炉的温度高，要求工作人员必须远距离操作。

2．控制方案

福建鼎信实业有限公司的倾动旋转炉满载负荷可达150吨，倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡装置，扭力杆扭动产生扭矩，扭矩转化为压力和拉力，并垂直作用于旋转炉上，使之平稳倾倒。

3．电气原理

索肯和平(上海)电气HPVFC变频器具有矢量闭环控制，低频段力矩输出可达150%，并设计有同步卡可选，通讯功能等特点，可满足旋转倾动转炉的所有功能的技术要求，无需更多的电气设计和电气装置，从而为工程施工和工程改造节约了成本。

4参数调试注意事项

4.1、在电机启动过程，钢水在炉体里呈液态，势能向动能转化的过程中容易形成震动。为了避免震动的发生，变频器加速时间设计必须合理。

4.2、考虑到机械制动的因素，制动过程力矩过大，对机械冲击较大。为了避免或减缓机械冲击制动时形成的冲击，要先能耗制动再电机减速。当速度达到合理数值后再机械制动，减速时间也要合理。

4.3、主变频器采用双臂环回路控制，速度由PLC和通讯给定，编码器反馈作为系统的速度反馈。

4.4、同步运行要求，从机严格按照主机频率运行。

4.5、机械抱闸时间设计，可以由主机输出模拟量供给PLC，PLC输出控制抱闸速度，确保机械抱闸的安全。

5．其它注意事项

水平移动由于只考虑启动和到位制动时的力矩变化，中间匀速运行，变化力矩和制动力矩不是很大，对变频器参数要求不是很高，参数调试只要考虑制动时间，防止势能转化就可以满足要求。

6．结束语

HPVFC为矢量变频器，具有低频力矩输出，同步主从设计，多路模拟信号输出，各种控制模式。所以，在很多变力矩场合，譬如：绞车、起重、转炉、破碎机、球磨机等低频力矩要求全力矩输出、力矩变化复杂的设备上具有较大的应用优势。对于力矩变化大及制动力矩复杂的场合，采用索肯和平HPVFV(矢量)、HPVFC(起重)、HPVFQ(四象限)变频器可以大大简化电气控制的要求，具有较强的安全性和经济性，可在一定程度上推动国家节能减排事业的发展。

作者简介

朱福汉，男，高级工程师，现就职于索肯和平(上海)电气技术工程部，从事变频器现场工作16年。

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