拉法基尼日利亞項目使用了如下施耐德電氣變頻器產品:
櫃式變頻器ATV61/71：315-1800kW、690V：6台
標準變頻器ATV71：0.75-200kW、380V：22台
軟啟動器ATS48：110-315 kW、 380V：20台
一、背景介紹
拉法基(Lafarge)集團是世界著名的建材生產商，在水泥、混凝土與骨料、石膏建材和屋麵係統四大產品領域位居世界前列，作為世界建材行業的領導者，其四個分支在業內均位處前列：水泥和屋麵係統位居世界第一、混凝土與骨料位居世界第二、石膏建材位居世界第三. 集團成立於1833年，總部在法國，企業分布於80多個國家，員工總數超過80000名。拉法基集團和施耐德電氣公司有著良好的合作關係，特別近年來，施耐德電氣變頻器在拉法基水泥廠得到了廣泛應用。
圖1 水泥廠夜景
在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)還(hai)未(wei)大(da)量(liang)使(shi)用(yong)前(qian)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)主(zhu)傳(chuan)動(dong)一(yi)直(zhi)使(shi)用(yong)直(zhi)流(liu)調(tiao)速(su)。但(dan)直(zhi)流(liu)調(tiao)速(su)電(dian)路(lu)複(fu)雜(za)，維(wei)修(xiu)難(nan)度(du)大(da)，操(cao)作(zuo)繁(fan)瑣(suo)，特(te)別(bie)是(shi)直(zhi)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)溫(wen)度(du)高(gao)、粉塵大的惡劣環境中運行，其電刷、換(huan)向(xiang)器(qi)損(sun)壞(huai)頻(pin)繁(fan)，需(xu)經(jing)常(chang)維(wei)護(hu)，對(dui)工(gong)廠(chang)維(wei)護(hu)帶(dai)來(lai)較(jiao)大(da)成(cheng)本(ben)。近(jin)年(nian)來(lai)隨(sui)著(zhe)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)熟(shu)與(yu)普(pu)及(ji)，加(jia)上(shang)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)維(wei)護(hu)簡(jian)單(dan)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)主(zhu)傳(chuan)動(dong)愈(yu)來(lai)愈(yu)多(duo)的(de)采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)。
近期，在尼日利亞新投資的一個水泥廠中，拉法基采用施耐德電氣雙變頻拖動回轉窯雙主電機，獲得了良好的運行效果。
二、回轉窯傳動原理與控製要求
水shui泥ni回hui轉zhuan窯yao是shi對dui物wu料liao進jin行xing煆duan燒shao的de大da型xing設she備bei，回hui轉zhuan窯yao內nei的de物wu料liao流liu是shi通tong過guo改gai變bian回hui轉zhuan窯yao轉zhuan速su來lai控kong製zhi的de，物wu料liao流liu的de燒shao成cheng帶dai溫wen度du又you與yu回hui轉zhuan窯yao轉zhuan速su有you一yi相xiang應ying的de關guan係xi，所suo以yi調tiao速su係xi統tong的de好hao壞huai，將jiang直zhi接jie影ying響xiang回hui轉zhuan窯yao的de使shi用yong壽shou命ming、產品質量。
負載具有如下一些特點：qidongshiyuanliaochuzaiyaoneizhengxiafang，zhenggeyaotijiyuanliaodeguanxingjida，suoyiyaoqiuchuandongdianjihebianpinqiqidonglijujida，yinci，qidongjiasuguochengshiyigekefudaguanliangfuzaiguanxingdeguocheng;dangranyidanqidongguochengjieshu，zhengchangyunzhuandesuoxulijujiudadajiangdile。suoyizaixuanzedianjihebianpinqishiyaokaolvlianggeyinsu，jiyaoyouzugoudeguozainenglibaozhengqidongshunli，youyaobunenggonglvxuanzetaida，zaochengzhengchangyunxingshiguoyudamalaxiaoche，nenghaoheyicixingtouzijiada。
與此同時，隨著窯體直徑、窯長度的不斷增加，為避免單台減速機、電機配置配置過大帶來的設備選型、投資、anzhuangdengbuliyinsu，xianzaiduocaiyongshuangdianjiqudong。zhejiuxuyaoliangtaibianpinqifenbietuodongliangtaidianji，liangtaidianjifenbietongguojiansujigongtongqudongtongyigechuandongchilun。zhejiuyaoqiuliangtaibianpinqikongzhiyaochulidaxiao、作用在齒輪上的驅動力方向要相同，不能出現一台出力大，造成其中一個電機長期過載，降低使用壽命;極端情況下一台被拖動運行，輸出力矩方向相反，損壞齒輪箱。
當回轉窯采用雙電機、雙變頻器驅動時，一般控製方法有兩種：
1、主從控製：一yi台tai作zuo主zhu機ji進jin行xing速su度du控kong製zhi，另ling一yi台tai從cong機ji接jie受shou主zhu機ji力li矩ju輸shu出chu作zuo為wei自zi身shen力li矩ju給gei定ding，自zi身shen作zuo力li矩ju控kong製zhi，實shi現xian速su度du跟gen隨sui，平ping衡heng出chu力li的de效xiao果guo，在zai這zhe種zhong控kong製zhi方fang式shi下xia，為wei獲huo得de精jing確que的de力li矩ju控kong製zhi效xiao果guo，一yi般ban要yao求qiu電dian機ji加jia編bian碼ma器qi實shi現xian閉bi環huan運yun行xing。
zhezhongkongzhimoshideyoudianshisudukongzhijingdugao。quedianshidongtaiguochengzhongcongjilijutiaozhengjiaoman，fuzaigensuixingjiaocha，rongyizaochengzhujijiajiansuguochengzhongguozai，tongshixuyaobianmaqisuidianjianzhuangzaishiwaipingtaishang，shouhuanjingjizhendongdengyinsuyingxiang，bianmaqirongyisunhuai。
2、利用電機自然特性，調整滑差補償：兩個變頻器均運行在速度模式下，各自根據變頻器自身力矩、電dian流liu大da小xiao，改gai變bian滑hua差cha補bu償chang，輸shu出chu力li矩ju大da的de電dian機ji，減jian小xiao滑hua差cha補bu償chang使shi電dian機ji降jiang速su，從cong而er減jian小xiao輸shu出chu力li矩ju，反fan之zhi，輸shu出chu力li矩ju小xiao的de電dian機ji，加jia大da滑hua差cha補bu償chang使shi電dian機ji升sheng速su，使shi它ta承cheng擔dan更geng多duo的de負fu載zai，在zai動dong態tai中zhong達da到dao負fu荷he平ping衡heng。施shi耐nai德de電dian氣qiATV71變頻器已內置負荷平衡功能，達到自動根據負載大小調節滑差補償的大小，在實際應用中取得了滿意的控製效果。
這zhe種zhong控kong製zhi模mo式shi的de優you點dian是shi不bu需xu編bian碼ma器qi，加jia減jian速su響xiang應ying快kuai，缺que點dian是shi由you於yu隨sui時shi調tiao整zheng滑hua差cha補bu償chang，導dao致zhi速su度du輸shu出chu與yu給gei定ding有you細xi微wei的de差cha別bie，即ji速su度du精jing度du有you所suo降jiang低di，但dan完wan全quan滿man足zu回hui轉zhuan窯yao速su度du控kong製zhi的de精jing度du要yao求qiu。
三、傳動係統解決方案
1、配置方案及係統原理圖
現場回轉窯配置兩台電機，每台電機配置一台變頻器。
窯主雙驅動電機參數：(兩台)
型號: YVF450-6 TH
額定功率:630KW;
額定電壓: 690V;
額定電流: 652A;
額定頻率：50HZ;
根據回轉窯負載特點，要求變頻器選擇恒轉矩應用變頻器，並要求過載2倍以上，並考慮到電機功率比較大，為有效降低諧波汙染，要求選用12脈衝整流方式，根據上述要求，我們選用施耐德電氣ATV71係列恒轉矩12脈衝整流櫃式變頻器，其過載能力為1.5倍電流維持1分鍾。
變頻器參數：(兩台)
型號：ATV71EXA2M10Y-S459
額定功率:1000KW;
額定電壓: 690V;
額定電流: 1010A;1010*1.5/652=2.32>>2
額定頻率：50/60HZ;
變頻器設置本地控製，現場就地控製和中控室遠程控製。其中本地控製借助於安裝在櫃門上的控製麵板，完成櫃門操作起停、複位、加減速和參數調整;現場就地操作利用現場電機旁的操作箱，操作起停、加減速按鈕，由中控室采集信號，處理後通過通訊方式控製變頻器速度，I/O硬接線控製起停。中控室遠程控製是在中控室控製界麵上直接操作，再通過通訊方式控製變頻器速度，I/O硬接線控製起停。通訊方式采用Profibus-DP總線協議，組合模式為I/O模式。
2、控製要點的實現
1)雙電機負荷平衡控製
兩liang台tai電dian機ji經jing過guo減jian速su機ji和he窯yao體ti傳chuan動dong齒chi輪lun耦ou合he後hou，實shi際ji上shang在zai機ji械xie上shang已yi達da到dao嚴yan格ge的de速su度du同tong步bu，這zhe時shi運yun行xing中zhong要yao求qiu變bian頻pin器qi嚴yan格ge控kong製zhi每mei個ge電dian機ji出chu力li平ping衡heng尤you為wei重zhong要yao，這zhe是shi保bao證zheng正zheng常chang工gong藝yi生sheng產chan的de前qian提ti，現xian場chang客ke戶hu沒mei有you配pei置zhi電dian機ji編bian碼ma器qi反fan饋kui，所suo以yi選xuan用yongATV71固有的負荷平衡應用功能，方便的實現了雙電機直接齒輪連接下的負荷平衡控製。
2)大力矩、小衝擊啟動
針zhen對dui回hui轉zhuan窯yao大da慣guan量liang的de特te點dian，要yao求qiu低di速su啟qi動dong力li矩ju要yao大da，啟qi動dong平ping穩wen，我wo們men設she置zhi變bian頻pin器qi控kong製zhi模mo式shi為wei電dian壓ya矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi，合he理li設she置zhi最zui低di輸shu出chu頻pin率lv，借jie助zhuATV71優越的低速性能，適當加大加減速斜坡時間，獲得了極好的控製效果。
3)動態過程中的直流母線電壓波動
由於窯體慣量過大，在加減末端，減速過程中、動(dong)態(tai)調(tiao)整(zheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)經(jing)常(chang)出(chu)現(xian)窯(yao)體(ti)憑(ping)借(jie)自(zi)身(shen)慣(guan)量(liang)拖(tuo)動(dong)電(dian)機(ji)，使(shi)電(dian)機(ji)過(guo)渡(du)到(dao)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，而(er)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)是(shi)單(dan)相(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)，起(qi)停(ting)快(kuai)速(su)性(xing)無(wu)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)，一(yi)般(ban)不(bu)配(pei)置(zhi)製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)、回饋單元等能量回饋裝置，這時變頻器直流母線電壓急劇升高，很可能觸發過壓、超速等故障，所以要盡量延長加速時間，並激活減速斜坡自適應功能，使變頻器根據母線電壓自動調節減速時間，有效避免了過壓、超速等故障。
3、ATV71應用的優勢
回轉窯雙電機傳動采用ATV71變頻器，其優異的產品性能得到了充分體現：
1)重載應用，150%額定電流過載1分鍾，保證了變頻器和電機有足夠的力矩輸出;
2)ATV71應用功能-負荷平衡保證兩台電機運行中出力均衡，無需主從控製。
3)優越的低速控製性能
4)12脈衝整流有效的降低了變頻器諧波。減小了對電網的汙染
四、結束語
在zai目mu前qian回hui轉zhuan窯yao驅qu動dong係xi統tong中zhong，直zhi流liu調tiao速su係xi統tong越yue來lai越yue多duo的de被bei交jiao流liu傳chuan動dong係xi統tong所suo取qu代dai，各ge個ge變bian頻pin器qi廠chang家jia都dou在zai搶qiang占zhan這zhe個ge領ling域yu，此ci次ci施shi耐nai德de電dian氣qi變bian頻pin器qi在zai此ci項xiang目mu上shang的de成cheng功gong應ying用yong，特te別bie是shi雙shuang電dian機ji傳chuan動dong控kong製zhi，必bi將jiang會hui使shi我wo們men的de變bian頻pin器qi在zai這zhe一yi領ling域yu獲huo得de更geng多duo的de應ying用yong，大da大da提ti高gao我wo們men變bian頻pin器qi在zai拉la法fa基ji集ji團tuan的de地di位wei。