摘要：結合實例，根據鋼廠鑄造過程中間包台車的特殊性，在應用Rockwell公司1336係列變頻器的基礎上，成功改造原有日本神鋼變頻調速係統，其性能好，工作級別高，穩定可靠。
關鍵詞： 中間包台車，矢量控製，變頻調速，負載平衡，主從控製。
鞍鋼第二煉鋼廠連續鑄鋼車間1流和2流生產線是1988年從日本神戶製鋼所全套引進，運轉自今已經17年，PLC控製係統和傳動變頻設備基本老化，經常出現故障，而且由於控製設備已經進入淘汰周期，因此，從2003年陸續開始改造。
1．中間包台車控製係統簡介
煉鋼廠中間包屬於板坯連鑄工藝前道設備，主要作用是鋼水包回轉到澆鑄位置（即中間包的上方），dakaigangshuibaohuadongshuikou，shigangshuizhuruzhongjianbao，daizhongjianbaogangshuidadaoyaoqiushi，yongzhongjianbaohuadongshuikoukongzhizhuliu，zhurujiejingqizhong。zhongjianbaotongguotaichejinxingpingyihuoshengjiangkongzhi，youyushiyonghuanjingelie，gongzuojibiegao。jiuqizouxingheshengjiangyunxingchukaolvyangemifengfangzhijinshufenchenhenaigaowen、安全係數高等條件因素外, 還具有一定的特殊性, 無論走行還是升降采用雙電動機,雙傳動機構剛性聯接的機械結構（見圖1）。
當正常運行時2 台電動機必須同步運行以防止機械結構的損壞。當其中任一台電動機發生故障時, 另一台電動機必須能單獨完成中間鋼包起升和下降或平移的工作要求, 以防止嚴重的生產安全事故的發生。針對中間鋼包必須的雙電動機熱備份的特殊情況，采用了變頻器來實現雙機控製。
2．對變頻調速設備的技術要求
(1) 有良好的起動特性和穩速精度,起動力矩滿足電機過載要求。起動力矩足夠＞（鋼包車靜轉矩＋摩擦轉矩），以滿足重載起動的要求(包內澆灌鋼水)。
(2)升降轉速連續可調,性能穩定可靠,以適應生產要求高速運轉的需要。
(3) 采用雙電機驅動,要求2 台電機速度偏差小於6rpm ,兩電機轉矩偏差小於輸出轉矩的5 %。以保證2 台電機負荷的均衡性。
3．變頻器選型
由於AB 1336 IMPACT變頻器具有FORCEshiliangkongzhijishu，kedulikongzhijiaoliudianjidezhuanjuhecitong，shiyongyuchongjifuzaihexuyaodadeqidongzhuanjuchanghe，juyouchusedesudukongzhihezhuanjukongzhigongneng，qiezailingsushirengnengchanshengmanzhuanju，wanquanmanzushuangdianjituodongdexuyao,故我們選擇了1336E變頻器作為台車升降控製。
1336 PlUSⅡ變頻器具有無傳感器矢量控製功能，可以滿足台車走行的要求，我們選擇1336F變頻器作為走行控製。
4．控製應用要點
(1) 重載起動和停車
中間包為重型設備, 其負載變化範圍是相當大,其自重近30t ,再加上鋼水可達80t 。1336E係列變頻器是目前最先進的變頻控製設備,對電機參數具有自整定優化運行功能,能充分發揮電動機的潛能,達到最優控製。
duiyushengjiangkongzhi，qidongyouweizhongyao，ruguobianpinqiyunxinghou，tishenglijubuzudehuayidanzhidongzhadakaijiuhuichuxianliugouhuogangbaohualuowufakongzhierkuaisuxiajiang，zaochengshebeisunhuaishigu。tingcheshi，ruguosuduhezhidongzhapeihebuhao，yehuichuxianguozaozhidongzaochengzhidongzhashoumingsuoduan。
解決方案：見原理圖2
利用變頻器數字量輸出接口，可編程為零速，和轉矩輸出功能。
起動時，通過使能1336E內置功能塊邏輯加減功能(P212=16)，鏈接P86---＞P198和P201，對於提升轉矩設定值可在P199中設定，下降轉矩設定值可在P202中設定，P200=11，P203=9，P208=1,P209=0,輸出值連接至數字量輸出3(P189=37)控製製動閘。因此可靈活設定提升轉矩為額定轉矩的1.2-1.5倍和下降轉據為額定轉矩的0.3-0.5倍來控製製動閘，確保平穩起動。
停車時，設定數字量輸出1(P114=15)，和P19保證電機在零速時，才開始控製製動閘的抱閘。
(2) 回饋電能的處理
由you於yu重zhong載zai下xia降jiang時shi，鋼gang包bao車che因yin自zi身shen的de重zhong力li而er下xia降jiang，電dian動dong機ji的de轉zhuan速su將jiang超chao過guo同tong步bu轉zhuan速su而er進jin入ru再zai生sheng製zhi動dong狀zhuang態tai。電dian動dong機ji的de旋xuan轉zhuan方fang向xiang是shi下xia降jiang的de，但dan其qi轉zhuan矩ju的de方fang向xiang卻que與yu旋xuan轉zhuan方fang向xiang相xiang反fan，見jian圖tu3。
因此，無論減速過程還是對於鋼包車重載下降時釋放位能通過電動機轉換成電能都將回饋給變頻器，造成變頻器直流母線電壓升高。
解決方案一：選擇製動單元和製動電阻把電能轉化為熱能消耗。
解決方案二：選擇回饋單元把電能送回電網。不考慮初期投資該方案有很好的經濟性，1336 Regen即可滿足。 (3) 兩電機輸出轉矩的均衡
由於中間包台車為雙電機驅動,故出力的均衡性也是關鍵問題之一,兩台電機隻有提供相同的轉矩,這樣才能保證設備可靠安全運行。從而保證電機既不過載也不欠載。
解決方案一：利用變頻器的速度下垂跟隨功能，見圖4
速度給定分別控製2台變頻器，每台變頻器在速度PI調節器內設置Droop值(P46=5%)，保證變頻器控製電機的機械特性有一定的下垂，這樣一來2台變頻器即可在保持速度同步的前提下，輸出轉矩相對均衡。
解決方案二：利用變頻器的主從控製功能實現轉矩跟隨
1台變頻器主機作為速度控製，另1台變頻器從機做轉矩控製。見圖5
即從變頻器跟隨主變頻器的轉矩給定運行。由於在主從控製模式中每個電機都有獨立的拖動係統, 主機或從機的獨立運行可以用於冗餘運行。即可以通過數字輸入口完成速度控製和轉矩控製之間的自由切換, 使之成為完善的獨立拖動係統。
5 應注意的問題
(1) 由於采用雙機同步控製, 主機和從機不存在速度誤差, 這樣2 個電動機傳動裝置之間的受載力矩相當均衡, 不僅可以直接剛性連接, 而且明顯保證了傳動裝置在磨損後的同步性, 提高了使用期限。
(2) 由於台車對走行的控製要求不是很高，因此在改造中我們使用了1336F變頻器也取得了很好的效果。
（3）變頻調速係統具有非常優良的調速性能和全麵的保護功能。在台車極為頻繁使用情況下, 故障率很低, 明顯減少維護保養時間。
（4）在鞍鋼二煉鋼廠連鑄係統的改造過程中，應用1336E和1336F變頻器我們先後改造了大包旋回、結晶器振動、扇形段拉矯輥、切下輥道、切割機等工藝段的變頻控製，實際的運行效果十分令人滿意。這充分說明Rockwell變頻器有著廣闊的應用前景。
參考文獻：
1．1336 IMPACT Adjustable Frequency AC Drive User Manual。
2．1336 PLUSⅡ Adjustable Frequency AC Drive User Manual。
3．鋼鐵工業自動化 煉鋼卷。
作者簡介：
阮程，鞍山海彙自動化有限公司工程經理，專門從事傳動工程的設計和開發。
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