電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)性能的好壞，與保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備的生產(chǎn)率，改善鑄坯的質(zhì)量，方便操作以及改善勞動(dòng)條件等都有著直接的關(guān)系。隨著連鑄主體設(shè)備的迅速發(fā)展和不斷完善，電控系統(tǒng)水平相應(yīng)也得到迅速提高。 重鋼集團(tuán)公司針對(duì)煉鋼廠的現(xiàn)狀，為淘汰模鑄，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，增建了垂直彎曲型連鑄機(jī)，它更有利于生產(chǎn)純凈鋼，可達(dá)到提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗，提高金屬收得率，提高連鑄比的目的。其技術(shù)指標(biāo)如下： 年產(chǎn)能力： 1 000 000 t 拉矯機(jī)速度： 0～2.5 m/min 澆注速度： 1.4～2 m/min 最大澆注速度： 2 m/min 送引錠桿速度： 5 m/min 鑄流控制：8 點(diǎn)彎曲，7 點(diǎn)矯直，小輥距，分節(jié)輥 在本項(xiàng)目中，多傳動(dòng)變頻技術(shù)主要應(yīng)用在拉矯段，其結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。 [align=center] 圖1 結(jié)構(gòu)圖[/align] 圖1中紅色表示驅(qū)動(dòng)輥，由圖1可見從結(jié)晶器出口開始，一共有14 段，其中0、1段無(wú)驅(qū)動(dòng)輥，2～13段每段均有上下各一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥，其中2～6 段，每段兩臺(tái)7.5 kW 電動(dòng)機(jī)，7～13 段為水平段，每段兩臺(tái)11 kW 電動(dòng)機(jī)。 傳動(dòng)控制方案的選擇 確定連鑄單體設(shè)備傳動(dòng)方案，是連鑄電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先要解決的問題。它不但是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要前提，而且，所選擇的傳動(dòng)控制方案的合理性又將對(duì)整個(gè)電控系統(tǒng)的性能指標(biāo)（先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等）有直接影響。 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)性能的好壞，與保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備的生產(chǎn)率，改善鑄坯的質(zhì)量，方便操作以及改善勞動(dòng)條件等都有著直接的關(guān)系。隨著連鑄主體設(shè)備的迅速發(fā)展和不斷完善，電控系統(tǒng)水平相應(yīng)也得到迅速提高。對(duì)于夾送輥而言，它具有拉坯、矯直、送引錠的作用，也稱拉矯機(jī)。需考慮以下問題： 1）在實(shí)際生產(chǎn)中，要求拉坯速度可變，要求采用比最高拉坯速度高出一倍的速度進(jìn)行送引錠。因此要求夾送輥的傳動(dòng)系統(tǒng)具有數(shù)十倍的調(diào)速范圍；同時(shí)，拉速穩(wěn)定是保證澆鑄工藝穩(wěn)定的重要前提條件，因此，對(duì)調(diào)速的精度要求較高，靜差度不大于1%，響應(yīng)時(shí)間不大于0.5 s。 2）為保證各夾送輥傳動(dòng)負(fù)荷的均衡，防止某一夾送輥負(fù)荷過大而產(chǎn)生系統(tǒng)故障，需要考慮恒力矩控制。 3）在拉坯初期與送引錠時(shí)，為防止鑄坯或引錠的自重產(chǎn)生超速，要求夾送輥逆變器能產(chǎn)生一定的制動(dòng)力矩。因此，夾送輥逆變器必須具有在4個(gè)象限內(nèi)穩(wěn)定的工作功能，為保證夾送輥進(jìn)行恒速控制或恒力矩控制，其控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)保證在0.1 s內(nèi)。 因此，夾送輥采用多傳動(dòng)變頻技術(shù)，逆變器使用矢量控制型逆變器。其優(yōu)勢(shì)在于： 1）不僅解決了異步電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速的問題，同時(shí)調(diào)速系統(tǒng)具有更高的動(dòng)靜態(tài)性能，有利于電動(dòng)機(jī)精準(zhǔn)控制，完全滿足拉矯機(jī)調(diào)速控制的要求。 2）由于是集中整流，同時(shí)采用一個(gè)制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元，節(jié)省了投資。 3）該多傳動(dòng)控制系統(tǒng)減小了二次諧波從而減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。 [b]傳動(dòng)技術(shù)配置 1.配置方案[/b] 根據(jù)所定傳動(dòng)方案，在技術(shù)配置中，采用SIEMENS 公司的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)集中整流，分組逆變的直流公共母線系統(tǒng)控制方式，即多傳動(dòng)方式。拉矯段部分使用一套進(jìn)線整流裝置構(gòu)成一組公共直流母線，給2～13段（S2～S13，共24臺(tái)電動(dòng)機(jī)，兩個(gè)等級(jí)）裝置供電，如圖2所示。每個(gè)逆變單元的功率器件采用先進(jìn)的集成IGBT 元件，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊，性能更穩(wěn)定；矢量控制具有的先進(jìn)的全數(shù)字控制系統(tǒng)，使其速度控制精度達(dá)到 0.01%。 考慮到逆變裝置在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生能量回饋的狀態(tài)或系統(tǒng)快速停車的需求，所以進(jìn)線整流單元都配置了制動(dòng)單元。晶閘管整流單元通過通信適配器以Profibus － DP 協(xié)議方式與 PLC通信，實(shí)施信息的傳遞。矢量控制逆變單元中也配置安裝適配Profibus DP 協(xié)議的通信適配器，使傳動(dòng)設(shè)備以12 Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率通過Profibus DP總線與PLC連網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。PLC 向所有傳動(dòng)單元發(fā)送速度給定等命令信號(hào)，使之協(xié)調(diào)運(yùn)行。同時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)接收每個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)控。由于拉矯機(jī)所有電動(dòng)機(jī)都需要精確的速度控制，并送到PLC，所以配置了脈沖編碼適配器，使其構(gòu)成速度閉環(huán)控制。 2.傳動(dòng)裝置容量的選擇 根據(jù)生產(chǎn)工藝及機(jī)械設(shè)備的參數(shù)，作出對(duì)逆變單元的選擇： 1）主要電動(dòng)機(jī)參數(shù)（共24臺(tái)電動(dòng)機(jī)） 額定容量： 7.5/11 kW。 額定電壓： 380 V。 額定電流： 15.5/23 A。 過載能力： 1.5倍。 額定轉(zhuǎn)速： 960 r/min。 附件： 編碼器、風(fēng)機(jī)，單獨(dú)供電。 2）考慮到逆變器由于各種因素造成降容，因此選擇： SIEMENS 的11/15 kW 的逆變器，并能過載1.36 倍，短時(shí)能過載到1.6倍，完全能夠滿足工藝和生產(chǎn)機(jī)械的要求。對(duì)于整流單元而言，只要保證其額定電流不小于所有逆變單元額定電流的總和就可以滿足要求。 3.預(yù)充電回路 為了在線也能投入逆變單元，保證故障恢復(fù)后的逆變單元能夠及時(shí)地投入使用，保證在線的逆變單元的最低數(shù)量（18臺(tái)，否則拉矯機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)），采用了SIEMENS 的預(yù)充電回路。但是，SIEMENS 公司對(duì)該部分無(wú)充分的使用闡述，預(yù)充電回路的充電時(shí)間不好確定，調(diào)試過程中通過試驗(yàn)摸索，找出了比較合適的充電時(shí)間。 逆變器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)設(shè)置是根據(jù)應(yīng)用功能需求進(jìn)行的，除基本參數(shù)如電動(dòng)機(jī)參數(shù)必須正確設(shè)置外，其他功能參數(shù)的設(shè)置，是完成所需功能必需的。 1）合/分閘控制參數(shù)設(shè)定，主要是做預(yù)充電工作。 2）運(yùn)行和本地/PLC 控制功能參數(shù)設(shè)定。 3）通信接口參數(shù)設(shè)定。將DP地址和需要傳送的信息分別設(shè)置正確，DP 地址必須和PLC 中定義的一致。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) 1）裝置容量的選擇。要充分考慮到所應(yīng)用場(chǎng)合使用工況條件的最惡劣情況，留有足夠的設(shè)計(jì)裕度和必要的保護(hù)措施，必須和電動(dòng)機(jī)配套。 2）逆變器要可靠接地，電源線和控制線分開，屏蔽層必須連接良好。實(shí)際調(diào)試中，有一次很嚴(yán)重的通信報(bào)錯(cuò)，經(jīng)查，就是由于屏蔽層未可靠連接造成的。 3）編碼器反饋線過長(zhǎng)時(shí)，最好采用差分方式。實(shí)際中用脈沖放大板解決了此問題。 4）低速散熱問題。 本文分析了拉矯機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，據(jù)此引入了目前先進(jìn)的多傳動(dòng)變頻技術(shù)，以適應(yīng)該系統(tǒng)的需要，并提到設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中應(yīng)注意的問題。本套拉矯機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)于2003年10月投入運(yùn)行，至今運(yùn)行正常，效果很好，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。