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做座ABB变频器DTC在转炉和氧枪上的应用

发布时间:2021-10-10 12:25:48 阅读: 来源:漆包线厂家

ABB变频器DTC在转炉和氧枪上的应用

摘 要 :文章主要介绍转炉炼钢变频控制系统的设计与应用,叙述了转炉倾动、氧枪升降变频控制系统的原理和设计,投运后,系统稳定、可靠、效果良好。

则应检讨溢流管导

1 引言

福建省三钢(集团)有限公司(以下简称三钢公司)炼钢厂的转炉炼钢工艺较复杂,检测参数多,设备动作频繁。工艺参数检测的准确与否,自动控制水平的高低,直接关系到钢水质量与产量的高低。为此,必须有一套检测准确及时,自动控制水平较高的控制系统,才能稳定生产,满足企业生存与发展的需求。

2 转炉倾动的负载特点

炼钢就是把从高炉出来的铁水和废钢装入炼钢炉内,通过氧化脱碳及造渣过程,降低有害元素,除去炉气及炉渣,冶炼出符合要求的钢水来。

目前炼钢的方法主要有三种,即平炉炼钢法、转炉炼钢法、电炉炼钢法。大部分采用氧气顶吹转炉炼钢。其优越性是有利于实现生产过程的自动化。

2.1 氧气顶吹转炉炼钢的主要设备有

(1)原料供应设备:包括铁水废钢、散状材料及铁合金等的供应;

(2)转炉主体设备:它由炉体、炉体支承装置和炉体倾动的电力拖动控制系统等组成;

(3)吹氧装置:氧气转炉炼钢时,用氧量大,要求供氧及时,氧压稳定,安全可靠,因此必须有一套完善的设备来保证向转炉供氧;

(4)烟气净化处理设备;

(5)炉渣处理设备,炉外精炼设备,铸锭设备。

根据工艺要求,转炉倾动角度为正负360°。转炉的炉子耳轴下部比上部高,下部比上部重,按正力矩设计。因此,当转炉电控系统失灵或抱闸力不够时,依靠炉体本身的正力矩来确保炉口向上,不发生倒钢事故。

在转炉正常工作时,如果需要倾倒钢水,就由电动机输出正力矩,带动转炉缓慢倾动。倒完钢水后,需要缓慢的把炉体回归正位,这时,就需要把转炉的势能回馈系统,电动机工作在回馈状态。

2.2 转炉对传动系统的要求

由于转炉的工艺和传动技术特点,因此转炉对传动系统有很高的要求:

(1)机械倾动转炉能连续回转360°,并且能准确停止在任意位置上,还应根据工艺要求具有调速性能。其倾动位置能与氧枪、盛钢桶车及烟罩等相关设备有一定的连锁要求;

(2)在运转过程中,必须有最大的安全可靠性,在电气或机械中某一部分发生故障时,倾动机械应有能力继续进行短时间运转、维持到炼钢一炉结束,即使倾动机械发生无法控制事故时,炉子也不会自动倾翻发生“倒钢”事故;

(3)倾动机械应有良好的柔性性能,以缓冲冲击负荷和由启动、制动产生的扭振。

转炉炼钢的另外一个关键设备是氧枪。图1是氧枪的系统示意图。

图1 氧枪系统示意图

氧枪是典型的位能式负载,只要抱闸装置一打开,氧枪电机就马上有100%的负载,氧枪提升时,电动机的电磁转矩克服负载转矩。电动机工作在电动状态。氧枪下降时,负载力矩拉着电机转。电动机工作在回馈制动状态。同倾动控制系统类似,氧枪传动控制系统也必须与抱闸装置协调工作,防止“溜车”现象,而且也有足够的启动力矩和过载能力。并且速度可调节。

转炉一般配有两套氧枪,一套工作,另一套备用或检修。

3 变频器在三钢公司炼钢厂转炉控制系统的配置

4.实验人员理论水平的影响等

根据转炉的倾动和氧枪控制系统的特点,选用了ABB公司的ACS800系列DTC变频器。

3.1 ABB ACS800系列变频器的技术特点

ABB ACS800系列变频器的技术特点如下,它特别适用于此处转炉控制:

ABB ACS800系列变频器将DTC技术和模糊控制理论合二为一,构成高性能、低成本的变频器调速产品,并且性能大大优于矢量控制变频器。

在DTC中,定子磁通和转矩被作为主要的控制变量。高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态以40,000次/s更新。由于电机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新,逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。这意味者其传动系统可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应。在DTC中不需要对电压、频率分别控制的PWM调制器。因此没有固定的斩波频率,在实际运行中,不会产生其它变频器驱动电机时所发出的那种高频噪声,同时也降低了变频器本身的功耗。

标准内置的交流电抗器明显地降低了进线电源的高次谐波含量,大大降低了变频器的电磁辐射,同时保护整流二极管和滤波电容器免受电压、电流的冲击。

零速满转矩:由ACS800带动的电机能够获得在零速时电机的额定转矩,并且不需要光码盘或测速电机的反馈。而矢量控制变频器只能在接近零速时实现满力矩输出。这时候可能低端误差-0.9%

DTC提供的精确的转矩控制使得ACS800能够提供可控且平稳的最大起动转矩。最大起动转矩能达到200%的电机额定转矩。

自动起动:把每个细节都告知客户ACS800的自动起动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的性能。因为ACS800能在几毫

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