多传动交流变频技术在连铸拉矫机中的应用

1、多传动交流变频技术在连铸拉矫机中的应用    电气传动控制系统性能的好坏，与保证设备安全、可靠运转，提高设备的生产率，改善铸坯的质量，方便操作以及改善劳动条件等都有着直接的关系。随着连铸主体设备的迅速发展和不断完善，电控系统水平相应也得到迅速提高。重钢集团公司针对炼钢厂的现状，为淘汰模铸，提高产品在市场上的竞争力，增建了垂直弯曲型连铸机，它更有利于生产纯净钢，可达到提高产量和质量，降低能耗，提高金属收得率，提高连铸比的目的。其技术指标如下：年    电气传动控制系统性能的好坏，与保证设备安全、可靠运转，提高设备的生

2、产率，改善铸坯的质量，方便操作以及改善劳动条件等都有着直接的关系。随着连铸主体设备的迅速发展和不断完善，电控系统水平相应也得到迅速提高。    重钢集团公司针对炼钢厂的现状，为淘汰模铸，提高产品在市场上的竞争力，增建了垂直弯曲型连铸机，它更有利于生产纯净钢，可达到提高产量和质量，降低能耗，提高金属收得率，提高连铸比的目的。其技术指标如下：年产能力： 1 000 000 t拉矫机速度： 02.5 m/min浇注速度： 1.42 m/min最大浇注速度： 2 

3、m/min送引锭杆速度： 5 m/min铸流控制：8 点弯曲，7 点矫直，小辊距，分节辊    在本项目中，多传动变频技术主要应用在拉矫段，其结构图如图1 所示。图1 结构图    图1中红色表示驱动辊，由图1可见从结晶器出口开始，一共有14 段，其中0、1段无驱动辊，213段每段均有上下各一个驱动辊，其中26 段，每段两台7.5 kW 电动机，713 段为水平段，每段两台11 kW 电

4、动机。传动控制方案的选择    确定连铸单体设备传动方案，是连铸电控系统设计首先要解决的问题。它不但是进行系统设计的一个重要前提，而且，所选择的传动控制方案的合理性又将对整个电控系统的性能指标（先进性、可靠性、经济性等）有直接影响。    电气传动控制系统性能的好坏，与保证设备安全、可靠运转，提高设备的生产率，改善铸坯的质量，方便操作以及改善劳动条件等都有着直接的关系。随着连铸主体设备的迅速发展和不断完善，电控系统水平相应也得到迅速提高。对于夹送辊而言，它具有拉坯、矫直、送引锭的作用，也称拉矫机。需考虑以下问题：1

5、）在实际生产中，要求拉坯速度可变，要求采用比最高拉坯速度高出一倍的速度进行送引锭。因此要求夹送辊的传动系统具有数十倍的调速范围；同时，拉速稳定是保证浇铸工艺稳定的重要前提条件，因此，对调速的精度要求较高，静差度不大于1%，响应时间不大于0.5 s。2）为保证各夹送辊传动负荷的均衡，防止某一夹送辊负荷过大而产生系统故障，需要考虑恒力矩控制。3）在拉坯初期与送引锭时，为防止铸坯或引锭的自重产生超速，要求夹送辊逆变器能产生一定的制动力矩。因此，夹送辊逆变器必须具有在4个象限内稳定的工作功能，为保证夹送辊进行恒速控制或恒力矩控制，其控制系统的响应时间应保证在0.1 s内。 

6、;   因此，夹送辊采用多传动变频技术，逆变器使用矢量控制型逆变器。其优势在于：1）不仅解决了异步电动机平滑调速的问题，同时调速系统具有更高的动静态性能，有利于电动机精准控制，完全满足拉矫机调速控制的要求。2）由于是集中整流，同时采用一个制动电阻、制动单元，节省了投资。3）该多传动控制系统减小了二次谐波从而减小了对电网的冲击。传动技术配置1.配置方案    根据所定传动方案，在技术配置中，采用SIEMENS 公司的矢量控制变频调速系统集中整流，分组逆变的直流公共母线系统控制方式，即多传动方式。拉矫段部分使用一套进线

7、整流装置构成一组公共直流母线，给213段（S2S13，共24台电动机，两个等级）装置供电，如图2所示。每个逆变单元的功率器件采用先进的集成IGBT 元件，使系统结构更紧凑，性能更稳定；矢量控制具有的先进的全数字控制系统，使其速度控制精度达到 0.01%。    考虑到逆变装置在运行过程中会产生能量回馈的状态或系统快速停车的需求，所以进线整流单元都配置了制动单元。晶闸管整流单元通过通信适配器以Profibus  DP 协议方式与 PLC通信，实施信息的传递。矢量控制逆变单元中也配置安装适配Prof

8、ibus DP 协议的通信适配器，使传动设备以12 Mbit/s的数据传输速率通过Profibus DP总线与PLC连网通信，实现整个系统的自动化控制。PLC 向所有传动单元发送速度给定等命令信号，使之协调运行。同时自动化系统接收每个传动系统的状态信息，实现对传动系统的监控。由于拉矫机所有电动机都需要精确的速度控制，并送到PLC，所以配置了脉冲编码适配器，使其构成速度闭环控制。2.传动装置容量的选择    根据生产工艺及机械设备的参数，作出对逆变单元的选择：1）主要电动机参数（共24台电动机）额定容量：&

9、#160;7.5/11 kW。额定电压： 380 V。额定电流： 15.5/23 A。过载能力： 1.5倍。额定转速： 960 r/min。附件： 编码器、风机，单独供电。2）考虑到逆变器由于各种因素造成降容，因此选择：    SIEMENS 的11/15 kW 的逆变器，并能过载1.36 倍，短时能过载到1.6倍，完全能够满足工艺和生产机械的要求。对于整流单元而言，只要保证其额定电流不小于所有逆变单元额定电流的总和就可以满足

10、要求。3.预充电回路    为了在线也能投入逆变单元，保证故障恢复后的逆变单元能够及时地投入使用，保证在线的逆变单元的最低数量（18台，否则拉矫机会自动停机），采用了SIEMENS 的预充电回路。但是，SIEMENS 公司对该部分无充分的使用阐述，预充电回路的充电时间不好确定，调试过程中通过试验摸索，找出了比较合适的充电时间。逆变器参数设置    参数设置是根据应用功能需求进行的，除基本参数如电动机参数必须正确设置外，其他功能参数的设置，是完成所需功能必需的。1）合/分闸控制参数设定，主要是做预充电工作。2）运行和本地/PLC 控制功能参数设定。3）通信接口参数设定。将DP地址和需要传送的信息分别设置正确，DP 地址必须和PLC 中定义的一致。系统设计时的注意事项1）装置容量的选择。要充分考虑到所应用场合使用工况条件的最恶劣情况，留有足够的设计裕度和必要的保护措施，必须和电动机配套。2）逆变器要可靠接地，电源线和控制线分开，屏蔽层必须连接良好。实际调试中，有一次很严重的通信报错，经查，就是由于屏蔽层未可靠连接造成的。3）编码器反