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奧卓變頻器在高爐雙車卷揚(yáng)上料應(yīng)用

來源：奧卓科技發(fā)布日期：2022-10-26

高爐煉鐵是鋼鐵行業(yè)重要生產(chǎn)工藝鏈（煉鐵、煉鋼、鑄軋）之一，而高爐上料系統(tǒng)是高爐煉鐵生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要作用是將煉鐵所需的各種原料源源不斷的經(jīng)爐頂送到高爐內(nèi)保證高爐煉鐵的正常需求。

一、工藝描述

煉鐵高爐上料系統(tǒng)分為皮帶上料和卷揚(yáng)（料車）上料兩類。高爐卷揚(yáng)上料系統(tǒng)按一臺卷揚(yáng)電機(jī)同時拖動的料車數(shù)量又分為單車卷揚(yáng)上料和雙車卷揚(yáng)上料兩種。雙車卷揚(yáng)上料系統(tǒng)具有效率高、節(jié)省硬件投資、電氣設(shè)備體積小、節(jié)省裝配空間等優(yōu)勢而在中小型煉鐵高爐卷揚(yáng)系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用，簡圖如下圖所示。

高爐雙車卷揚(yáng)上料系統(tǒng)主要由左右料車、斜橋?qū)к壓途頁P(yáng)機(jī)等部分組成。一臺卷揚(yáng)機(jī)同時拖動左右兩臺料車互為上行和下行，即其中一臺料車載料上行，另一臺料車則為空車下行。

高爐卷揚(yáng)上料系統(tǒng)的核心是卷揚(yáng)機(jī)及其拖控系統(tǒng)，卷揚(yáng)電機(jī)一般為繞線式異步電機(jī)，傳統(tǒng)的啟動和調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻啟動調(diào)速。由于卷揚(yáng)上料系統(tǒng)頻繁啟動和調(diào)速，原轉(zhuǎn)子串電阻啟動調(diào)速方式存在以下諸多缺陷：

1.啟動沖擊電流大；

2.啟動和投切轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速時對減速箱和鋼絲繩等機(jī)械部件造成較大沖擊影響機(jī)械壽命；

3.轉(zhuǎn)子調(diào)速電阻容易燒毀、電氣維護(hù)工作量大；

4.料車上料品種不一樣調(diào)速停車震動大不平穩(wěn)、減速時間不易控制，加上卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩松緊程度不一致有時會出現(xiàn)料車“掛頂”和“溜車”等事故造成高爐休風(fēng)停產(chǎn)，嚴(yán)重影響了高爐煉鐵生產(chǎn)的連續(xù)性。

二、系統(tǒng)方案

雙車卷揚(yáng)上料電氣系統(tǒng)主要由：監(jiān)控/操作、主令控制器（機(jī)械式/智能式）、極限保護(hù)、PLC、QD矢量變頻器、QDBU制動系統(tǒng)、繞線式卷揚(yáng)電機(jī)、抱閘等組成，拖控系統(tǒng)采用一運(yùn)一備方式通過切換柜切換，控制系統(tǒng)簡述如下：

1.去除了繞線電機(jī)原轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速裝置并將繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子滑環(huán)短接，選用315kW QD矢量變頻器拖動原卷揚(yáng)電機(jī)，0.5Hz可1.5倍力矩輸出，以最簡潔（省卻安裝電機(jī)編碼器）的配置實現(xiàn)了大力矩?zé)o沖擊啟動和平滑多段調(diào)速；

2.雙車卷揚(yáng)上料系統(tǒng)雖沒有空行程，但考慮到減速制動、頂部卸料等場合下可能伴有的變頻器母線電壓泵升，從可靠性和安全性上考慮，制動單元和制動電阻以避免此工況下變頻器報過壓停車；

3.奧卓315kW QD矢量變頻器標(biāo)配直流電抗器（7.5kW及以上均標(biāo)配），在諧波抑制和整機(jī)熱穩(wěn)定性上表現(xiàn)較為出色，為進(jìn)一步滿足優(yōu)良的電磁環(huán)境要求，客戶又選配了交流電抗器；

4.卷揚(yáng)上料系統(tǒng)變頻器采用一運(yùn)一備方式，在切換柜中選投，方便系統(tǒng)維護(hù)和應(yīng)急；

5.PLC為整個卷揚(yáng)上料系統(tǒng)的控制核心，接收主令控制器位置信號、超極限位信號、操控室信號、料斗信號、爐頂和變頻反饋等信號，同時將卷揚(yáng)系統(tǒng)動態(tài)信息反饋到監(jiān)控操作系統(tǒng)；

6.變頻器接收PLC的啟停、多段速調(diào)速、急停和操控室急停等信號，設(shè)有便于調(diào)試的料車點動信號；FDT輸出、運(yùn)行輸出、故障輸出、變量輸出反饋至PLC/監(jiān)控操作系統(tǒng)。

三、方案優(yōu)勢

通過對卷揚(yáng)系統(tǒng)改造后，料車在斜橋?qū)к墸峡佣?、中間段、曲軌卸料段）上的工作流程主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：料坑裝料—啟動—1加速—2加速—高速運(yùn)行—1減速—中速運(yùn)行—2減速—低速運(yùn)行—爐頂卸料停車—返回，自啟動到卸料的單升行程45秒。

1.QD矢量變頻器良好的低頻出力性能（開環(huán)0.5Hz時1.5倍力矩輸出），較好的滿足了滿載要求；

2.QD矢量變頻器的低頻出力性能好、力矩響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高，配合FDT輸出功能實現(xiàn)了料車的平穩(wěn)提升和變速，避免了傳統(tǒng)卷揚(yáng)系統(tǒng)啟動震動大、易溜車和掛車現(xiàn)象；

3.配合奧卓制動系統(tǒng)可將料車制動時段的能量及時消耗，避免過壓故障；

4.奧卓QD系列矢量變頻器7.5kW及以上標(biāo)配直流電抗器，在諧波治理和穩(wěn)定性上表現(xiàn)出色，幫客戶節(jié)省硬件成本；

5.奧卓QD產(chǎn)品具備多種通訊方式（Modbus/PROFIBUS/CANopen等）供系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。