一、應(yīng)用背景 變頻調(diào)速技術(shù)是近些年來才發(fā)展起來的新興技術(shù)，有著傳統(tǒng)調(diào)速方式所無法比擬的優(yōu)越性，隨著自動(dòng)控制技術(shù)以及大功率半導(dǎo)體器件的不斷發(fā)展,其技術(shù)水平也不斷提高并日臻成熟，在冶金企業(yè)中得到越來越廣泛地應(yīng)用。 目前，在張澤湖煉鋼廠尚有大量的傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)，如行車的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，使用繞線式異步電動(dòng)機(jī)，并通過交流接觸器分級(jí)切除電阻來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速;另外,還有直流調(diào)速裝置,系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，且故障率高，在鋼廠水泵控制系統(tǒng)中，雖然采用了星三角起動(dòng)方式，但在起動(dòng)的時(shí)候還是存在二次沖激，對(duì)電網(wǎng)沖激還是比較厲害，且故障率高，不利于設(shè)備的正常生產(chǎn)。而這些問題采用變頻調(diào)速技術(shù)就可以得到很好的解決。 二、變頻器優(yōu)勢(shì) 賽普SAP500G通用型變頻器采用磁通（電流）矢量控制技術(shù)，低速扭矩輸出可達(dá)200%額定轉(zhuǎn)矩，0—40%起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，適用任何負(fù)載的可靠起動(dòng)。EMC-FRL防護(hù)設(shè)計(jì)，諧波成分少，極大地降低了高次諧波所產(chǎn)生的干擾。調(diào)速范圍廣，頻率范圍在0—400HZ，可超過電機(jī)額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行恒功率調(diào)速。具有過壓、過流等多種保護(hù)功能和自調(diào)功能，可靠性高，并能自動(dòng)診斷現(xiàn)實(shí)故障類型，配用電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使系統(tǒng)維修工作大大減少。有多種選擇功能，可根據(jù)各類機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性選擇T——f特性和加減速時(shí)間，能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，減小啟動(dòng)電流。 有多種用途的外部接口端子，可實(shí)現(xiàn)機(jī)外控制與監(jiān)控儀表組成工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可與PLC組成生產(chǎn)過程程序控制系統(tǒng)。變頻器既有開關(guān)量輸入/輸出也有模擬量輸入/輸出端子，可以非常方便的加以利用。比如煉鋼廠連鑄水處理系統(tǒng)就是利用外部的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)（4—20mA模擬量信號(hào)）送入變頻器模擬量輸入端口，通過PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒壓供水等功能。 三、變頻器在推鋼機(jī)的變頻改造 推鋼機(jī)在鋼廠主要任務(wù)是將通過滾道運(yùn)輸過來的成品鋼材推放到指定位置，等數(shù)量達(dá)到要求后，由行車吊走，在現(xiàn)行推鋼機(jī)的整個(gè)工作過程中，是用交流接觸器轉(zhuǎn)換來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的，用電磁抱閘來實(shí)現(xiàn)快速停車?，F(xiàn)運(yùn)行電機(jī)的功率為25KW，額定電流為50A，起動(dòng)方式為直接起動(dòng)，起動(dòng)電流為額定電流的5—8倍，起動(dòng)電流可達(dá)400A，對(duì)設(shè)備與電網(wǎng)的沖擊是非常大的，且故障率高。用變頻器對(duì)推鋼機(jī)進(jìn)行改造可有效的解決這些問題。利用變頻器可對(duì)推鋼機(jī)進(jìn)行平滑的起停，起動(dòng)電流不會(huì)超過額定電流，將有效的避免了對(duì)電機(jī)與電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，變頻器能夠?qū)ν其摍C(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行有效的監(jiān)控，從而有效的保護(hù)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 推鋼機(jī)的前行與后行可直接由變頻器的RUN與F/R控制，不需要在由交流接觸器的轉(zhuǎn)換就可實(shí)現(xiàn)，從而大大的降低了設(shè)備的維護(hù)率。由變頻器改造后，可運(yùn)行在50Hz以下，從而大大降低了運(yùn)行電流，達(dá)到節(jié)電效果，其改造費(fèi)用為21056.00元，可在12個(gè)月左右收回成本。 四、煉鐵高爐料車卷揚(yáng)機(jī)的變頻改造 　高爐料車卷揚(yáng)機(jī)傳統(tǒng)的調(diào)速方法是采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，通過將頻敏變阻器FR串接在轉(zhuǎn)子繞組中， 由于頻敏變阻器的等值阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率的減少而減少，從而達(dá)到自動(dòng)變阻的目的。這種調(diào)速的缺點(diǎn)是：能耗高，低速機(jī)械特性軟，電網(wǎng)電壓的高低對(duì)速度影響很大；因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接頻敏變阻器消耗能量來實(shí)現(xiàn)的，并且轉(zhuǎn)速越低，機(jī)械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大，極不經(jīng)濟(jì)。采用變頻器控制，可以解決以上問題。 我國的中小煉鐵高爐基本上都是采用料車卷揚(yáng)機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)上料設(shè)備，其特點(diǎn)是負(fù)荷重，位置控制精度較高，可靠性和安全性能要求高。高爐料車卷揚(yáng)機(jī)安全運(yùn)行應(yīng)滿足下列條件： 　　1、有足夠的提升、運(yùn)載能力，上料速度要滿足高爐生產(chǎn)。 　　2、運(yùn)行可靠平穩(wěn)，耐用，保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性。 　　3、能夠?qū)崿F(xiàn)上料自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度。 　　4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 　　 工況要求：?jiǎn)?dòng)速度慢，轉(zhuǎn)矩大，加速平滑，運(yùn)行平，停車準(zhǔn)確。 改造步驟： 1、拆除原調(diào)速控制電路。 　　 2、拆開繞線轉(zhuǎn)子和外接頻敏變阻器的連接，將接線端子短路。直接把轉(zhuǎn)子繞組的三根出線短路，避 免將來出現(xiàn)故障。 　　 3、將料車抱閘線與電機(jī)分開，單用一只接觸器控制，電源取自變頻器輸入端，要求抱閘和電機(jī)同時(shí)受電。 　　 4、為保證絕對(duì)可靠，保留原料車正反轉(zhuǎn)控制接觸器，用接觸器的輔助常開點(diǎn)做變頻器外接端子正反轉(zhuǎn)控制。 　　 5、操作臺(tái)安裝一個(gè)故障復(fù)位按紐，一個(gè)蜂鳴器作為變頻器故障報(bào)警指示。 　　 6、LK4主令控制器調(diào)出一個(gè)高速點(diǎn)，操作臺(tái)安裝一個(gè)試車開關(guān)，斷開時(shí)料車一直在低速運(yùn)行。低速設(shè)10HZ，高速設(shè)50HZ。 　改造后運(yùn)行情況： 　　改造后的料車卷揚(yáng)機(jī)，啟動(dòng)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩大，加減速平滑，停車位置準(zhǔn)確，重車、空車停車位置基本一致。運(yùn)行至今，再?zèng)]有發(fā)生料車落道事故，料車卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩磨損業(yè)明顯減低。并且能在電網(wǎng)電壓較低時(shí)正常啟動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)。此料車卷揚(yáng)機(jī)改造費(fèi)用大約需要86000。00元，可在16個(gè)月左右收回成本。 五、水泵的變頻器節(jié)能改造 我公司的變頻水池供水自動(dòng)控制系統(tǒng)是采用可編程控制器和交流變頻器研制而成的新一代產(chǎn)品，通過水位跟蹤設(shè)備和時(shí)間跟蹤器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。按自動(dòng)、節(jié)能節(jié)水的優(yōu)化運(yùn)行原則，隨著用水量的變化，水位跟蹤儀表不斷的進(jìn)行水位采樣，時(shí)間跟蹤計(jì)數(shù)器進(jìn)行邏輯運(yùn)算自動(dòng)控制機(jī)組中泵的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)變頻供水。  主要性能和特點(diǎn) （1） 最大節(jié)能效果：20%-40% （2）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)工作，泵為軟啟動(dòng)開機(jī)及停機(jī)，沒有電流沖擊，噪音低，機(jī)械沖擊磨損小，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和提高系統(tǒng)工作可靠性。 （3） 保護(hù)功能齊全、運(yùn)行安全可靠。 ． 工作原理 本控制系統(tǒng)隨水位跟蹤設(shè)備的不斷采樣而變化，或者按設(shè)定要求隨時(shí)間變化而自動(dòng)調(diào)整水池中的水位，通過水位跟蹤設(shè)備的不斷采樣，將采樣反饋給變頻器，求出水位差，然后進(jìn)行邏輯判斷。目的是控制變頻器的輸出頻率和輸出電壓，從而調(diào)節(jié)變頻泵的轉(zhuǎn)速，控制變頻泵的啟停而達(dá)到限水位變頻供水的目的。 電控部分工作說明 （1） 通電順序： a. 控制柜面板上的工作方式選擇停止位。 b. 合上總電源空氣開關(guān)，電源指示燈亮。 c. 合上變頻器電源開關(guān)，變頻器處于等待狀態(tài)。 （3） 自動(dòng)狀態(tài) a. 將工作方式選擇為自動(dòng)方式，變頻器處于等待狀態(tài)。 b. 當(dāng)水池中的水位達(dá)到一定水位后，變頻器啟動(dòng)，，泵開始工作。 c. 變頻器自動(dòng)跟蹤水池中的水位，自動(dòng)調(diào)整泵的工作數(shù)量和轉(zhuǎn)速。 d. 24小時(shí)自動(dòng)進(jìn)行控泵。 此水泵功率為37KW，配用變頻器功率為37KW，運(yùn)用變頻器控制后可對(duì)電機(jī)由于電網(wǎng)的波動(dòng)或其它情況引起的各種情況進(jìn)行有效的保護(hù)，此水泵的改造費(fèi)用為25000.00元，可在13個(gè)左右收回成本。 　 作者單位：珠峰電氣有限公司 　 地址：湖南長(zhǎng)沙市王府花園7樓　410001　 Email：longqilin2005@163.com