高炉上料主卷扬电动机变频调速设计

高炉上料主卷扬电动机变频调速设计

0主卷扬的液压控制在经过加固的高块中，由双料车从料底运输至炉顶的底屑。料车由上料卷场机传动。主卷扬的传动过程为:电动机经减速机减速后,带动绳筒正向或反向转动。两台料车在钢丝绳的牵引下,沿上料斜桥的钢轨上行或下行。其中,一上一下,料车到炉顶时停车,这时料车处于后轮悬起依附在副轨的卸料状态。炼铁工艺要求主卷扬故障小,可靠性高,做到料车不翻车和冲顶挂车,关键是在离炉顶二十米左右就进行减速,消除高速运行惯性;在离炉顶八米左右低速爬行。要求料车起动要快和稳;中间段速度要快,尽量缩短运行时间;快到炉顶时,速度尽量慢,防止料车在惯性作用下冲出副轨,使料车掉道或挂车。囯内中小型高炉主卷扬调速经历了四个阶段:主卷扬电机使用JZR型或YZR型绕线电机,转子串四段电阻改变转差率调速。主卷扬电机使用Z型直流电机,釆用直流调速柜调速。主卷扬电机仍然使用JZR型或YZR型绕线电机,采用不带速度负反馈的变频调速。主卷扬电机使用YBP型变频电机,釆用带速度负反馈的变频调速。目前,2500M3高炉虽然大多数采用皮带上料,但仍然有釆用料车上料,变频调速。变频调速在高炉主卷扬的应用具有投资小,调速范围大,可靠性高,接线简单的优点。新钢二期技改2X350M3高炉上料主卷扬应用了西门子6SE70型变频器,利用变频器的多步调速功能,使上料料车在运行到35s后即开始多步减速,以消除上料卷扬的高速惯性。料车在接近停车点时慢速爬行,料车能够准确地停车,杜绝电阻调速高速停车不准以及易掉道挂车的亊故。西门子6SE70型变频器信号源选择要应用BICO技术,用功能图进行信号源及输出端內容的选择。1670消息源段的命令和输出线的内容设置1.16命令源选择系统6SE70型变频器有以下几种命令源:PMU(变频器操作键盘端子排)、M0P(BOCO)、USS1、SLB、CBP、OPS1和经过SCOM1的固定设定。通过参数P368进行命令源选择。命令源选择如表1所示。一般应用较多的是0,1,2方式。1.26开关量连接器控制装置6SE70型变频器应用时要用到软件连接技术(BinaryConnector)即BICO技术。在6SE70型变频器应用时,X101端子排七个接线端子在软件上,每个端子对应一个开关量连接器。3、4、5、6、7、8、9共七个端子的开关量连接器分别是B0010、B0012、B0014、B0016、B0018、B0020、B0022。开关量连接器是接收X101端子排的外部开关量信号.输入开关量连接器有B0010、B0012、B0014、B0016、B0018、B0020、B0022。输出开关连接器有B0100到B0162共计60个输出开关量连接器。其中单数开关量编号的连接器是对双数开关量编号的连接器内的值取反。实际上是输出了30个开关量信息。输出开关量连接器功能定义如表2所示。这些输出开关量连接器可以和X101端子排的3、4、5、6号端子的开关量连接器参数P651.1、P652.1、P653.1、P654.1进行软连接。这是书本型6SE70型矢量控制变频器。柜式工程型6SE70型矢量控制变频器还带有X9端子排,有2个带转换结点的输出继电器,可以用开关量连接器和以上输出开关量连接器进行连接。具体参数号在功能图中可以査到。开关量连接器参数和开关量连接器软件连接方法:给定义功能参数设置为开关量连接器编号即可。例如,“运行”开关量连接器参数P652.1需要在软件上与开关量连接器B0014连接,只需要设定P652.1=14即可。26se70型收割机在主卷扬中应用的控制电路2.1主卷扬电动从机控制板出口至控制部分主卷扬电动机型号为YPBF355L1—8,额定功率为200kW,额定电压380V,额定电流382A,额定转速为728r/min。配置变频器为西门子6SE7036—OEK60,额定输出功率为315kW.为了确保变频器可靠性,变频器额定功率大于电动机额定功率二个档位。由于主卷扬电动机工作于四个象限,在减速过程中,会出现再生发电工作状态。所以,变频器配套了制动单元,用于吸收减速过程中的发电能量。制动单元型号为6SE7031—6EB87—2DAO.制动单元的技术参数为66A,4Ω,1kW.变频器内部有电流,电压闭环负反馈,为了提高调速精度和动态响应,增加了速度负反馈闭环。速度检测用徳国依尔切(Itra)增量型编码器,型号为EH88P500Z15-110X3,3通道(A,B,Z),每转1024个脉冲。编码器安装于主卷扬电动机非负载轴端。编码器轴与电动机轴转连接在轴中心线上,与电动机同步旋转。2.2交流本系统所需资源料车上行的速度曲线(以频率表达)如图1所示。由于高炉炼铁要求上料快速可靠。根据炼铁设备的特点,变频器启动不采用多步速度,从0Hz经6s加速后,直接升速到50Hz;升速到50Hz后,稳定运行29s开始减速。减速一的频率为25Hz,整个减速~运行时间为8s。减速一结束后,再进减速二运行,整个减速二运行时间为5s。停车采用自由停车方式,用抱闸制动。主卷扬变频器主回路电路:变频器R,S,T三相进电顺序为:空气断路器→接触器→电抗器→快熔→变频(R,S,T)→变频器逆变器→变频器(U,V,W)→变频器专用电力电缆→电动机(U,V,W)。空气断路器型号为施耐徳NS630H/3P,MA600;接触器型号为施耐徳LC1-F600M7,线圈电压为AC20V;快速熔断器型号为RSF8-800LC(附熔断指示器)。变频器控制端子的接线:西门子6SE70型矢量变频器有X101,X102,X103三个端子排。X101端子排是数字量输入/输出端。X102端子排是模拟量输入/输出端子。X103是编码器接口端子。X101端子排的3,4,5,6为输入/输出双向端子,在应用时要作开关量连接器参数选择连接。X101控制端子安排如下:3号:故障报警输出;4号:运行信号输出;5号:开/停车;6号:正转;7号:反转;8号:减速一;9号:减速二。X102端子排只使用了模拟量输入端子。19号端子为变频器运行频率输出信号端子;21号端子为电动机工作电流输出信号端子。X103端子排为绝对型脉冲编码器接口端子,各端子接线如下:23号:0V;24号:A通道;25号:B通道;26号:Z通道;28号:+15V。变频器制动单元接C,D端子。X9端子的1号端子接外加辅助电源+24V;2号端子接0V.4号端子接+24V,5号端子接AK26继电器。5号端子为变频器已送电输出信号端子。主卷扬电动机变频调速控制电气原理图如图2所示。3参数配置3.1开关量连接器点在西门子6SE70型矢量控制变频器中。X101端子排中,3、4、5、6号端子为输入/输出双向端子。输入/输出双向端子选择设置命令源及输入/输出选择,需要按照功能图才能正确完成参数设置。相关功能图如图3所示。参数设置:P651.B=106,设定X101端子排的3号端为输出端子。P651.B开关量连接器参数与开关量连接器B0106软连接。开关量连接器B0106默认与故障报警Bit3控制字连接。B0104开关量连接器默认与变频器运行Bit2控制字连接。X101端子排的5,6,7,8,9号五个端均为输入端子,其中双向端子5,6号端子必须断开输出软连接,即P653.1=0,P654.1=0。根据控制要求,X101端子5定义为允许开机(ON/0FF1);端子6定义为正转(FDW);端子7定义为反转(RVE);端子八定义为减速一(即固定频率1);端子9定义为减速二(即固定频率2).根据端子功能定义,要改变以上五个输入端子开关量连接器参数的默认值,根据功能定义使端子对应的开关量连接器软连接到所需要的开关量连接器参数。P554.B为开/停机(ON/OFF1)参数;P571.B为正转(FWD)参数;P572.B为反转(RVE)参数;P580.1为固定频率1(FixedzStepoint1)参数;P581.1为固定频率2(FixedzStepoint2)参数。以上都是开关量连接器参数。以上5个参数按定义功能连接设置如下:P554.B=14,与B0014连接;P571.B=16,与B0016连接;P572.B=18,与B0018连接;P580.1=20,与B0020连接;P581.1=22,与B0022连接。固定频率参数设定:从西门子6SE70型矢量控制变频器功能图可知,固定频率设定是以P417.B、P418.B、P580.1、P581.1四个参数进行给合获得不同的固定频率,有8种速度组合。减速-时,如图2所示,K4继电器结点闭合,直到料车到炉顶再返回到减-位置才断开K4结点。减速二时,K5继电器结点闭合,直到料车到炉顶再返回到减二位置才断开K5结点。所以,减一时,K4=1,K5=0;减二时K4=1,K5=1.固定频率1,P417.B、P418.B、P580.1、P581.1赋值组合排列为:0001,对应的设定频率的参数为P405.F。由于P417.B和P418.B未连接端子,赋值始终为0.固定频率2,P417.B、P418.B、P580.1、P581.1赋值组合排列为:0011,对应的设定频率的参数为P402.F。设定为P405.F=50(%),P402.F=12(%)。当料车启动时,减速一,减速二继电器K4,K5均未吸合,这时加速后稳定运行速度为50Hz.这个固定频率是由P417.B,P418.B,P580.1,P581.1赋值组合排列为:0000,对应的固定频率设定参数P401.F设定。设定为P401.F=100(%),基准频率为50Hz。3.2工厂参数复位工厂参数为默认参数,如果混乱或丟失会对变频器应用造成意想不到的故障。所以,在参数设置前应进行工厂参数复位。P053=6,允许参数存取;P060=2,选择固定设置菜单;P366=0,通过MOP设定;P970=O,参数复位。3.3电机模型计算系统参数设置是设置变频器进线电压、电机及编码器参数、电机控制型式、脉冲频率、电机的电压电流、频率、转速。系统参数设置如下:PO65=5,选择“系统设置”菜单;PO68=0,没有输出滤波器;P071,装置输入电压,AC装置380V,DC装置540V;P095=2,异歩电动机;P097=1;P100=4,有测速机的速度控制;P115=1,计算电机模型“自动参数设置”(调试时断开电机负载);P130=15,带Z通道的脉冲编码器;P151=1024,脉冲编码器每转脉冲数;P39=0,释放前缘调制系统;P340=3(kHz),脉冲频率;P350=382,参考电流,A;P351=380,参考电压,V;P352=50,参考频率,Hz;P353=P352*(60/P109)=750,参考转速,r/min;P354=9550*(PN/nN)=3600,参考转矩,Nm;P383=0;P384.02=0;P452=50,正向旋转的最大频率,Hz;P453=-50,反向旋转的最大频率;P060=1,回到参数菜单;P128=750,最大输出电流;P462=6,从静止到参考