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、huanxiangqisunhuaipinfan，xujingchangweihu，duigongchangweihudailaijiaodachengben。jinnianlaisuizhebianpinqikongzhijishudechengshuyupuji，jiashangjiaoliudianjiweihujiandan，huizhuanyaozhuchuandongyulaiyuduodecaiyongjiaoliubianpintiaosu。
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;當(dang)然(ran)一(yi)旦(dan)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)結(jie)束(shu)，正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)的(de)所(suo)需(xu)力(li)矩(ju)就(jiu)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)。所(suo)以(yi)在(zai)選(xuan)擇(ze)電(dian)機(ji)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)時(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su)，既(ji)要(yao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)過(guo)載(zai)能(neng)力(li)保(bao)證(zheng)啟(qi)動(dong)順(shun)利(li)，又(you)要(yao)不(bu)能(neng)功(gong)率(lv)選(xuan)擇(ze)太(tai)大(da)，造(zao)成(cheng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)時(shi)過(guo)於(yu)大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)，能(neng)耗(hao)和(he)一(yi)次(ci)性(xing)投(tou)資(zi)加(jia)大(da)。
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、安(an)裝(zhuang)等(deng)不(bu)利(li)因(yin)素(su)，現(xian)在(zai)多(duo)采(cai)用(yong)雙(shuang)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)。這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)兩(liang)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)分(fen)別(bie)拖(tuo)動(dong)兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)，兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)分(fen)別(bie)通(tong)過(guo)減(jian)速(su)機(ji)共(gong)同(tong)驅(qu)動(dong)同(tong)一(yi)個(ge)傳(chuan)動(dong)齒(chi)輪(lun)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)兩(liang)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)要(yao)出(chu)力(li)大(da)小(xiao)、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(qi)ATV71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(yong)ATV71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
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