120t转炉倾动装置交流变频调速系统开发与应用.docx

120t转炉倾动装置交流变频调速系统开发与应用 摘 要：本文介绍了交流调速系统在转炉倾动装置中的应用及注意事项，阐述了控制方案和有关同步、预励磁、装置通讯的实现方法。 关键词：转炉 交流调速系统 直接转矩控制 PLC DeviceNET Abstract: This article introduced that the application and attentions of the AC speed control system in the converter tilting device. It analyzed the electrical drive control solution and the realization method of speed synchronization、pre-excitation、communication between the devices. Keywords: converter AC speed control system Direct Torque Control PLC Device NET 概述 随着交流变频控制技术的不断发展，交流传动系统得到了广泛应用，并逐步取代直流传动系统。特别是在120t转炉倾动装置传动系统中，该级别转炉的倾动装置，国内外一直采用直流电动机传动控制系统。济钢120t转炉倾动装置首次采用交流变频传动系统并取得成功。为120t及以上级别转炉倾动传动交流化提供了宝贵经验。为提高炼钢自动化水平,降低生产维护成本奠定了基础。 2 转炉倾动工艺设备概况 2.1 工艺设备结构 120t转炉炉壳为全焊接式固定炉底结构，转炉托圈为焊接箱形结构,其内通循环水冷却，转炉炉壳与托圈的连接,采用三点支承方式，此结构既能有效地在360o范围内支承炉壳又可适应炉壳的热膨胀。倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。由以下几部分组成:驱动电动机、一次减速机、二次减速机、扭力杆平衡装置和润滑装置等。扭力杆平衡装置是平衡转炉倾动时引起悬挂减速机(二次减速机)壳体旋转的旋转力矩平衡装置，通过扭力杆扭转来吸收扭矩并将扭矩转化为垂直的拉力和压力，通过扭力杆轴的固定轴承座和浮动轴承座传递到基础上,由于拉力和压力使扭力杆形成相反的扭矩,从而导致产生了吸收倾动力矩的效果。 转炉倾动采用全正力矩方式,即转炉倾动到任一角度时都保证是正力矩，确保转炉在360o回转过程中都是正力矩,事故断电时,转炉能够以自身重力自动返回垂直位置,从而排除翻炉泼钢事故的发生。转炉倾动驱动系统主要工艺设备参数: 转炉容量：125t 最大：135t 最大倾动力矩：300T.m 转炉折算到电动机轴上的最大转动惯量：675kg.m2 机械齿轮速比：523 额定转矩：1700N.m 最大力矩倍数：Mcr/Me = 2.9 倾动速度： 0.13—1.3 r/min 倾动角度： 0—360? 加速时间：4S 变频电动机：4台 132KW YZP355S-8 AC380V 735r/min 电动机冷却方式：强迫风冷 倾动电动机附编码器： 1024P/R DC24V 倾动位置接近开关：4个 倾动装置制动器：YTD-2000/60 制动器电动机：4台0.55KW AC380V 转炉托圈耳轴端部编码器: 3600P/R DC24V 2.2工艺控制要求 120t转炉倾动机械设备采用4台交流变频电动机驱动，4台电动机采用4点啮合全悬挂形式，通过扭力杆装置进行力矩平衡。 转炉倾动控制系统的基本要求为: (1)4台电动机同步启动、制动及同步运行,根据要求转炉可以在0.13～1.3r/min之间进行倾动速度调节,转炉可以做±360°旋转。转炉倾动时4台电动机负载应相同。 (2)当一台电动机发生故障,而转炉正处于吹炼状态,则剩余3台电动机降速运行维持该炉钢炼完,此时转炉速度控制在0.14～0.8r/min。 (3)当转炉正在出钢、出渣时,交流电源系统发生停电故障,此时利用UPS电源将4台制动器打开,转炉依靠自重复位, 转炉处于安全位置。 (4)当转炉出现塌炉等事故时,倾动机械的机电设备能短时过载,转炉以0.13r/min速度旋转,倾动转炉倒出炉内装盛物,然后进行事故处理。 (5)转炉为全正力矩设计,即在整个工作倾动角度内由0°～士180°方向倾动均为正力矩。 (6)电力系统应能记忆炼上一炉钢时,转炉转动0～180°的电动机参数,如电压、电流转矩等,本炉次转炉冶炼时,应将电动机当前参数与上一炉钢转炉转动时的电动机参数进行对比,如果误差超过10%则报警,操作工人应立即检查设备是否故障。 (7)为防止电动机突然启动对设备的冲击,转炉开始倾动时电动机转速应从零开始逐渐加速,从零到正常速度的加速时间是4S。 (8)由于制动器制动力