转炉倾动系统传动及控制
转炉倾动系统传动及控制
【摘要】湖南华菱湘潭钢铁有限公司宽厚板厂转炉倾动传动系统采用西门子低压变频器，由一套西门子S7-400PLC进行外部信号的采集及传动变频器的启停及主站给定信号的控制，同时对变频器的反馈信号做出处理。本文介绍了电控系统的基本组成，传动系统的力矩平衡控制及主站的选择。着重介绍了SIMOLINK在该系统中的应用。
【关键词】力矩平衡；SIMOLINK；主从控制
2005年湖南华菱钢铁有限公司宽厚板厂正式投入生产运行。宽厚板厂的转炉炼钢倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。它由以下几部分组成：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。一次减速机总共有4台，每台一次减速机由一台变频电机电机驱动。变频电动机为江西特种电机厂产品，电机的主要参数为：电机的额定功率132kW；电枢电压380V；电机额定转速735r/min。倾动装置正常时四台电动机均需投入，且保持力矩平衡，当有一台电动机故障时允许三台电动机工作，当选择三台以下电动机运行时报警提示。转炉倾动共有四档速度，速度控制采用西门子交流调速装置实现。在各交流变频器和PLC之间有PROFIBUS-DP通讯，实现数据、状态的及时传递。四台交流变频器之间还组成了一个SIMOLINK网，采用主从控制方式。主站速度由PLC给定，其它从站为转矩控制方式，将跟随主站的输出力矩进行调整，以平衡力矩。
1.倾动系统的转矩平衡控制
由于转炉的倾动由4台电机传动，若由一台变频器集中供电，由于机械特性的差异，在4台电机速度相同的情况下（刚性连接使它们的速度必然相同）势必造成4台电机的电流或力矩差异，如图1所示。
图1 电机机械特性示意图
如图1所示，当机械特性差异较大时，很可能造成一台或多台电机满负荷或过负荷工作，而其它的电机半负荷工作或根本就不出力，造成设备资源的浪费，甚至频繁跳闸，影响生产。为了解决这个问题，我厂采用由4台变频器分别对4台电机单独供电。但必须指出的是，采用4台变频器对刚性连接的电机供电是一面双刃剑，用得好不仅可以完全消除静态误差，动态特性也可以几乎完全一致；用得不好，其后果可能比单台变频器供电更糟，不仅存在静态误差，动态特性的差异可能使电机交替扮演电动和发电的角色，造成齿轮和连接轴的频繁冲击，引起材料的疲劳损伤，从而使轴断裂。
主从控制方式为我们提供了一个解决这个问题的很好办法。由于从站的给定来自于主站的输出转矩。由图3所示，4台变频器共用了一个电流给定，因而不仅没有静态误差，其传动特性也基本一致，而且其工作方式灵活多变。
150吨转炉倾动机构设计
150吨转炉倾动机构设计 摘要 转炉设备中，倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，炉体的工作对象是高温的液体金属，在兑铁水、出钢等项操作时，要求炉体能平稳地倾动和准确的停位。为获得如此低的转速，需要很大的减速比。转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重量要达上百吨或上千吨。转炉倾动机械的工作属于“启动工作制”。机构除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾动装置。本设计为带有扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机械，扭力杆可以缓冲转炉倾动时产生的载荷和冲击，而且对耳轴不产生轴向力。本设计的主传动系统为四个对角线布置的一次减速机带动一个位于其中心的二次减速机，从而带动整个转炉进行回转工作。每一台一次减速机的输入轴由一个直流驱动电动机带动工作，四台一次减速机借助其法兰盘凸缘固定在二次减速机的外壳上，在其输出轴上安装的小齿轮与安装在耳轴上的悬挂大齿轮相啮合，组成二次减速机。 关键词：转炉，倾动机械，倾动装置
150 t converter tilting mechanism design Abstract Converter device, tilting mechanical equipment is one of the key steelmaking production , furnace work object is a liquid metal temperatures in hot metal , other items when tapping operation , requiring tilting furnace can smoothly and accurately stop bit . To obtain such a low speed, requires a large reduction ratio. Great weight converter furnace , plus loading weight, etc. , the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons . Converter tilting mechanical work belongs to " start working system ." In addition to the basic institutions to withstand static loads , but also to withstand dynamic loads due to start , braking caused . This dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. With the converter tilting BOF steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve , there have been various types of tilting the device . The torsion bar is designed with a full buffer stopper suspended mechanical tilting torsion bar and can buffer the impact load generated when the converter is tilted , and the axial force is not generated trunnion . The design of the main drive system is arranged in a four diagonal reducer drive one at the center of the second gear , so as to drive the rotary converter work performed . Each one gear input shaft driven by an electric motor driven by a DC to work four first gear with its flange flange mounted on the second gear housing , the output pinion shaft installation and installation in the trunnion suspension gear meshed , the second gear component . Keywords:Converter, Tilting machine, Tilting devices
转炉倾动系统电机同步控制研究
Techniques of Automation & Applications | 3 转炉倾动系统电机同步控制研究 张得涛１，王少军２，杨智利２ （1.内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古 包头 014010;2.包钢集团设计研究院,内蒙古 包头 014010） 摘 要：本文针对包钢万腾钢铁的120吨转炉倾动系统,系统的介绍了多电机同步控制研究。文中详细的介绍了基于PROFiBUS 和 主从控制实现了转炉倾动系统的总体设计方案、系统组成、网络结构和控制原理。利用交流变频传动及西门子的主从控制技术,不仅很好的解决了转炉倾动负荷平衡难题,使系统能稳定可靠地运行，而且还减少了设备故障率及排除故障的时间，降低了生产成本。 关键词：变频调速装置;同步控制;SIMOLINK 光纤网;主从控制 中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2013)08-0003-03 Study of the Motor Synchronous in the Converter Tilting System ZHANG De-tao, WANG Shao-jun, YANG Zhi-li ( 1. Information Engineering College, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010 China; 2. Baotou Steel Group Design and Research Institute, Baotou 014010 China ) Abstract: In this paper, aimed at Baotou million proton steel 120 tons converter tilting system, introduces the motor synchronous control research. The paper introduces in detail based on the PROFiBUS and master-slave control realization of converter tilting system’s overall design, system structure, network structure and realizing method. By using AC variable fre-quency drive and Siemens master-slave control technology, not only a good solution to the converter tilting load balancing problem, so that the system can be stable and reliable operation, but also to reduce the rate of equipment failure and troubleshooting time, reduce production costs. Keyword: variable frequency speed control device; synchronized control; SIMOLINK optical network; master slave control 收稿日期：２０１２－１０－２５ １ 引言 转炉的倾动控制作为炼钢车间电气传动控制系统发挥着关键作用。随着计算机控制技术和电力拖动技术的发展,转炉倾动的控制方案有了较大的改进。炉体倾动部分一般采用四台倾动电机来拖动,并且通过减速机刚性连接,采用扭力杆力矩吸收方式和全悬挂固定方式。并且出现了四台电机由四套变频装置来分别拖动的控制。随着四台变频器拖动四台电机的出现,因此如何实现电机出力相等以及速度协调控制就成了关键问题。 ２ 转炉倾动系统 ２．１ 转炉倾动系统工艺设备概况 万腾钢厂拥有120T 顶底复吹转炉二座,转炉采用四点啮合全悬挂倾动和扭力杆装置,它主要由驱动电动机、一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成。还有4套底吹透气砖及供气系统。炉体与托圈连接采用三点球面支撑方式,能适应转炉炉壳的热膨胀。转炉炉口、炉帽、托圈均为水冷。 转炉倾动装置的技术参数如下:(1) 转炉采用全正力矩操作。 (2) 倾动速度0.2-1.0转/分,无级调速。(3) 四台110kW 交流电机驱动。(4) 正常最大操作力矩160 t.m 。 ２．２ 转炉倾动系统的操作 转炉倾动机构共4台电动机驱动,采用4套变频器分别驱动4台电动机,4套变频器通过simlink 网实现4
120t转炉炼钢电气自动化方案
120t转炉炼钢工程电气自动化方案
11.5 电气自动化及仪表 11.5.1概述 建设120吨氧气顶吹转炉，一台板坯连铸机。予留一台4机4流方坯连铸机。 11.5.2供配电 11.5.2.1供电原则 根据就近供电的原则,炼钢厂区设35kV变电所一座(详见35KV 变电所叙述部分),转炉车间的高压电源均来自35kV变电所. 依据低压配电深入负荷中心原则,按负荷情况在厂区内分散设变电所和配电设施. 35kV变电所以放射式主供炼钢车间变电所、吊车变电所、除尘变电所、水泵房变电所、连铸车间变电所、煤气加压站变电所、OG风机、转炉二次除尘风机、二次除尘风机、地下料仓除尘风机等。 11.5.2.2低压变电所设置 根据厂区负荷分配情况，设7座车间变电所。 1).设两台1600 kVA变压器，负责厂房跨的所有吊车供电. 2). 在转炉加料跨旁建一转炉车间变电所，其中设两台1250 kVA 变压器，负责整个转炉车间低压供电. 3). 在二次除尘设两台500 kVA变压器，负责一、二次除尘系 统低压供电. 4). 在循环水泵房建一低压变电所，设四台1600 kVA变压器， 和一台1000 kVA变压器(其中1000 kVA变压器高压电源由厂方提
供,用于事故水电源)，负责整个转炉及板坯连铸机的水处理系统低压供电； 5). 在地下料仓皮带通廊下建一低压变电所，设2台630 kVA变压器，负责地下料仓、污泥脱水间、沉淀池等系统的低压供电； 6). 在连铸跨新建的两台连铸机附近建一低压变电所，设两台1250 kVA变压器，负责两台连铸机低压供电。 7）在煤气加压站附近建一低压变电所，设两台630 kVA变压器，负责煤气加压站及煤气柜的低压供电 8）在空压站毗邻建一低压变电所，设两台1250 kVA变压器，负责空压机等的低压供电.该变电所按二期设计. 所有的变压器6 kV高压电源均引自35kV变电所。 各个变电所低压负荷如下：
电力传动控制系统——运动控制系统
电力传动控制系统——运动控制系统 （习题解答） 第 1 章电力传动控制系统的基本结构与组成.......... 第 2 章电力传动系统的模型................. 第 3 章直流传动控制系统................... 第 4 章交流传动控制系统................... 第 5 章电力传动控制系统的分析与设计* ............ 错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签
第1章电力传动控制系统的基本结构与组成 1.根据电力传动控制系统的基本结构，简述电力传动控制系统的基本原理和共性问题。 答：电力传动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种传动方式，由于电力传输和变换的便利，使电力传动成为现代生产机械的主要动力装置。电力传动控制系统的基本结构如图1-1所示，一般由电源、变流器、电动机、控制器、传感器和生产机械（负载）组成。 控制指令 图1-1电力传动控制系统的基本结构 电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。 虽然电力传动控制系统种类繁多，但根据图1-1所示的系统基本结构，可以归纳出研发或应用电力传动控制系统所需解决的共性问题： 1）电动机的选择。电力传动系统能否经济可靠地运行，正确选择驱动生产 机械运动的电动机至关重要。应根据生产工艺和设备对驱动的要求，选择合适的电动机的种类及额定参数、绝缘等级等，然后通过分析电动机的发热和冷却、工作制、过载能力等进行电动机容量的校验。 2）变流技术研究。电动机的控制是通过改变其供电电源来实现的，如直流 电动机的正反转控制需要改变其电枢电压或励磁电压的方向，而调速需要改变电 枢电压或励磁电流的大小；交流电动机的调速需要改变其电源的电压和频率等，因此，变流技术是实现电力传动系统的核心技术之一。 3）系统的状态检测方法。状态检测是构成系统反馈的关键，根据反馈控制 原理，需要实时检测电力传动控制系统的各种状态，如电压、电流、频率、相位、 磁链、转矩、转速或位置等。因此，研究系统状态检测和观测方法是提高其控制
电力拖动自动控制系统论文
A C 1 异步电机的矢量控制理论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步电机的矢量控制原理【14】。 1.1 异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，为了便于研究，一般进行如下假设: （1)三相定子绕组和转子绕组在空间均分布，即在空间互差所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波; (2)各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响; (3)不考虑频率和温度变化对电阻的影响; (4)忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如图1.1所示。 120o
A A A s A s A B B B s B s B C C C s C s C d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ?=+=+???=+=+?? ? =+=+?? a a a r a r a b b b r b r b c c c r c r c d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ? =+=+?? ? =+=+?? ? =+=+?? /du dt 图1.1 异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线A 、B, C 在空间上固定并且互差 ， 转子对称绕组的轴线a 、b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子A 相绕组的轴线作 为空间参考坐标轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1 异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：为定子和转子相电压的瞬时值； 为定子和转子相电流的瞬时值； 为定子和转子相磁链的瞬时值； 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式： 120o θ,,,,,A B C a b c u u u u u u ,,,,,A B C a b c i i i i i i ,,,,,A B C a b c ψψψψψψ,s r R R
转炉倾动装置事故分析及对策
转炉倾动装置事故分析及对策 发表时间：2017-07-18T10:48:18.677Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：黄普庆 [导读] 摘要：转炉设备安装中，倾动装置安装是非常重要的一项内容，为了避免因安装质量事故造成的损失，过程控制是非常重要的，只有在过程中严格管控，规范每一个环节，才能有效避免问题的发生。 （中天钢铁集团有限公司江苏常州 213011） 摘要：转炉设备安装中，倾动装置安装是非常重要的一项内容，为了避免因安装质量事故造成的损失，过程控制是非常重要的，只有在过程中严格管控，规范每一个环节，才能有效避免问题的发生。 关键词：倾动装置；事故；成因；预防 1.倾动装置安装质量事故 倾动装置到场一般为整体到货，安装内容主要是二次减速机安装到耳轴上，并将切向键安装到位。在安装过程中，易发的事故主要有打齿轮安装未安装到位和切向键安装未达设计要求。主要表现在，减速机往耳轴安装时，安装到一定位置后，大齿轮被耳轴某些硬点卡住，不能继续安装就位，也不能将大齿轮从耳轴卸下，即使最终卸下，也会导致齿轮孔和耳轴上出现较大的伤痕，设备部件报废，致使整 安装工作出现较大的质量事故。 另一个质量问题是，切向键研配出现问题，导致研配后的尺寸过大或过小，过大则会出现上键不能达到设计要求，装配后的长度未达到设计要求，键组接合面未到达满装配，过小则使上键即使全部装入，尚不能到达设计的过盈量，导致键组报废。如果不能正确安装切向键组，在生产过程中可能出现键组白动松动的问题，进而引发生产事故。 2.事故成因分析 2.1二次减速机安装及质量问题成因分析 二次减速机安装方法一般采用滑移法安装，即在倾动平台上搭设临时平台，平台标高根据二次减速机外形尺寸确认，一般使减速机放上后大齿轮轮孔中心标高略低于耳轴中心标高，安装过程中，利用千斤顶或是斜垫板调整，调整到耳轴与轮孔四周问隙均匀并对准键槽后，利用四台或多台倒链将减速机拉到位，在拉倒链的过程中要随时调整耳轴和大齿轮轮孔之问的问隙，保持均匀，出现偏差及时调整。检查时要用塞尺沿耳轴一周里外两侧检查，直至设备装配到位。 图为二次减速机与耳轴组 1一炉壳装；2一托圈；3一手拉葫芦；4一二次减速机； 5一千斤顶；6-横向移动滚杠；7一纵向移动滚杠 大齿轮被卡住的主要原因是由于齿轮孔和齿轮轴问隙不均或内部有未处理的硬点，导致部件小部分位置接触，局部受力过大，相接触金属材料胶合，引起粘连，继续受力继而引发金属碎屑脱落，进一步加剧接触面破损，甚至形成大的金属碎块，致使整个大齿轮轮孔与耳轴之问无问隙，摩擦力过大，齿轮与耳轴抱死，无法最终安装到位，亦不能轻易退出重新处理。 2.2切向键研配及质量问题成因分析 倾动装置的二组切向键分别与大齿轮及长耳轴连接，传递扭力距，使炉体正反转。由于转炉负荷大，工作频率高，所以对切向键组安装要求高，必须保证安装质量。二次减速机装配到长耳轴上后，键槽的位置对齐，正确测量键与键槽实际过盈量，把键槽、键全长按100 mm等分测量，并记录误差，误差大处进行研磨处理，保证其过盈量为0.26 mm。用红丹粉检查其接触面，使其上下斜面及键与键槽接触面大于80，研磨时应注意保证每对切向键组的截面形状为矩形，不得研为平行四边形，并将每对切向键组做好记号，写上安装位置编号。切向键安装利用游锤撞击安装法，游锤重量200-300Kg。装配是用游锤锤击切向键使其紧密结合，安装到位后，分别锁紧压盖。安装也可以采用冷装法，即用液氮将切向键冷却到一定温度，利用热胀冷缩的原理，将键冷却缩小0.26mm，然后直接装入，冷装时切忌敲击。每组切
电力牵引传动系统
目录 1. 概述 (1) 1.1 电力牵引的特点 (1) 2. 电力机车的传动方式 (2) 2.1 直-直流传动 (2) 2.2 交-直流传动 (3) 2.3 直-交流传动 (3) 2.4 交-直-交流传动 (4) 3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4) 3.1 交-直传动技术的发展 (4) 3.2 交流传动技术的发展 (5) 4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6) 5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)
1.概述 1.1电力牵引的特点 电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面： 1、电力机车的功率大 内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。 2、电力机车的效率高 由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。 3、电力机车的过载能力强 机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。 4、电力机车的运营费用较低 （1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑； （2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率； （3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。 一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。 此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长
电力传动电力拖动控制系统B卷附参考答案
2014—2015 学年第二学期期末考试 课程名称：电力传动控制系统 开 卷 B 卷 120分钟 一、选择题（共20分，每题2分） 1、直流P W M 变换器—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比， B 。 A 、前者调速范围宽但谐波大 B 、前者调速范围宽且谐波少 C 、后者调整范围宽但谐波大 2、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A 。 A 、越小 B 、越大 C 、不变 3、在可逆直流调速系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为 A 。 A 、采用均衡电抗器 B 、采用平波电抗器 C 、采用α=β配合控制 4、带比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为 A 。 A 、零 B 、大于零的定值 C 、保持原先的值不变 5、无静差调速系统的PI 调节器中P 部份的作用是 B 。 A 、消除稳态误差 B 、加快动态响应 C 、既消除稳态误差又加快动态响应 6、转速、电流双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是 A 。 A 、ASR 饱和、ACR 不饱和 B 、ACR 饱和、ASR 不饱和 C 、ASR 和ACR 都饱和 7、控制系统能够正常运行的首要条件是 B 。 A 、准确性 B 、稳定性 C 、快速性 8、在直流电机调速系统中，系统无法抑制 B 的扰动。 A 、电网电压 B 、电机励磁电压变化 C 、运算放大器参数变化 9、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是 C 。 A 、本组逆变阶段 B 、它组反接制动阶段 C 、它组逆变阶段 10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流Idm 的设计 C 。 A 、运算放大器 B 、稳压电源 C 、 电动机允许的过载能力 二、判断题（共20分，每题2分） 1、双闭环调速系统中，给定信号* n U 不变，增加转速反馈系数α，系统稳定运行时转速反馈电压n U 不变。 （ 对 ） 2、I 型系统工程最佳参数是指参数关系选用 K=1/（2T ）或ξ=0.707。 （ 对）
电力拖动自动控制系统试卷带答案
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M 统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制 和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控 制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为 电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方 式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负 反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）； ②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T 都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、 ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电 抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环 流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退 饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D ）
抱闸在转炉倾动控制系统中的应用
变频器在转炉倾动抱闸控制系统中的应用 ■新钢炼钢厂周卫华 摘要：通过对转炉倾动抱闸现有电气控制方式存在的不足进行分析，结合现有的设备及控制系统的现状，对变频器的优异定位性能进行的阐述，并成功将变频器控制抱闸应用到控制系统中。 关键词：转炉倾动S7-400 变频器变频器参数表液压推杆器 一、设备现状 炼钢厂有3座100吨转炉，转炉倾动电气控制系统传动部分采用西门子6SE70系列矢量逆变器，但倾动电机抱闸控制系统是通过西门子S7-400系列PLC 程序控制。转炉正常工作时炉体內100多吨钢水，当转炉炉体停止时工艺要求极高，设备及工艺位置有放钢位、倒渣位、测温取样位、吹炼位‘除尘风机高/低速位，炉体在停止过程中经常出现抱闸提前或滞后现象，抱闸提前动作时，造成炉体抖动很大，使钢水喷出而且使电机经常过流引起逆变器报故障，当转炉放钢及倒渣抱闸滞后时，造成炉体下滑使钢水倒出，而且出现翻炉现象，，而且上述亦出现过几次。因此，这给日常正常生产及安全事故带来极大压力。 二、技改措施 针对电机抱闸控制的现状，必须尽快找到一种可靠并且简单和技术先进的抱闸控制系统来代替现有的控制系统。SIEMENS公司的变频技术是比较成熟的，在国际国内都有比较成功的应用。特别是矢量控制系列变频器具有模块化以及高性能系统元件组成，异步电机变频器调速的原理是将交流顺变成直流，平滑滤波后经过逆变将直流变成不同频率的交流电，使电机获得无级调速成据点需的电压和频率，本系统中，倾动变频调速系统采用SIEMENS公司的6SE70系列产品，每座转炉由一座800KW四象限运行的整流回馈装置，四套90KW逆变器通过公共直流母线构成。为了确保生产正常，整流/回馈单元容量按两座转炉传动电机驱动设计；每个倾动传动装置容量按两台传动电机驱动设计；抱闸控制系统完全可利用逆变器内部的功能块进行组态，来实行对现有控制方式进行改造。 本系统电气传动采用的是四套逆变器控制四台电机来驱动机械传动，根据逆变器的性能和工艺要求也可同时控制四台抱闸的动作，抱闸开启可利用逆变器内部电流检测功能块，将采集到的电流数据进行A/D转换后通过电流磁通分量和放大限幅运算后送入电流比例调节阀及与或功能块置复位功能块来实行对抱闸开启的控制。抱闸关闭可利用逆变器内部速度检测功能块，将采集到的速度信号放大限幅运算后送入电流比例调节阀及与或功能块置复位功能块来实行对抱闸关闭的控制。为了使抱闸使用过程中达到安全和可靠性，在四个逆变器外部可加装保护控制线路。并在每个逆变柜装设一转换开关，分成四个挡位，正常时转换开关可摆在靠本身逆变柜控制的档位，当本逆变柜控制及外部出现故障时，转换开关可切换到由其它三个逆变柜进行控制。并可在逆变器内部设置了紧停及逆变器故障参数对抱闸进行控制，当本系统在使用过程中出现意外情况时，外部发出紧停信号时，逆变器接收到指令后，控制系统在无任何条件下发出抱闸指令，当逆变器本身及外部机械出现问题，造成逆变器报故障时，逆变器抱闸控制系统立既发出抱闸指令。
转炉控制系统
转炉电气自动化控制系统 一、概述 从电控的角度看，复杂控制系统无非包括三个基本元件，电机、电磁阀与现场模拟量仪表，电控的工作就是要这些元件动作，让电机正反转，电磁阀打开关闭，现场模拟量的采集，一个复杂系统可以分解成很多小的简单系统。 转炉本体电控设备可以分为：转炉倾动系统，氧枪系统，炉下钢包车，渣罐车，气化冷却系统，转炉投料系统，底吹系统。还包括活动烟罩，挡火门，润滑系统，除尘阀门等。 转炉机旁操作箱用于单体设备的调试和检修，各设备间无任何联锁。两地操作转换开关设置在机旁操作箱。 转炉系统大部分设备都是在机旁箱或者操作台经过PLC 操作，也就是说手动操作按钮没有直接控制现场设备，都是先给PLC 信号，PLC 再发出指令给现场设备。另外还有两个特殊情况：转炉投料系统振动电机现场操作箱手动按钮直接给变频器的控制指令，挡火门操作台按钮直接控制的接触器动作，这两个没有经过PLC。所以如果PLC 掉电，整个系统除了投料制动电机与挡火门能操作箱操作，其他设备将瘫痪。 二、电气设备的控制及操作 1、转炉倾动 1.1、操作地点：转炉主控室，炉前操纵室，炉后操纵室。主控室：操作转炉兑铁水和加废钢的摇炉。
炉前台：操作转炉出渣，测温，取样的摇炉。炉后台：操作转炉出钢时的摇炉。 在主控室的操作台上设置有操作权的转换开关，并在三处操作点均设置操作权在位的灯光信号显示。炉前，炉后操作权在操作完毕后应转至主控室。 1.2 传动及控制转炉倾动由四台交流电机驱动，由四台变频器进行转速的调节控制。四台变频器串接在转炉PLC 通信网络中，控制命令（启动，停止，频率给定等信号）由PLC 经通信网络送给变频器，变频器控制板电源由外部24V 电源提供，其中一台变频器掉电时不会影响整个通信网络。1.3 联锁 1.3.1 活动烟罩不处于上限位时转炉不能倾动。反之，转炉不处于垂直位时，烟罩不得下降。（微机画面可以强制解除联锁，实际PLC 中已经将此点解除不起作用） 1.3.2 氧枪处于待吹点以下转炉不能倾动。（微机画面可以强制解除联锁）1.3.3 转炉倾动装置稀油润滑系统运转不正常（如系统油温，油压，流量达到上限和下限位时，应发出报警信号）时，转炉不能倾动。（微机画面可以强制解除联锁） 1.3.4 转炉供电系统正常 2 氧枪 2.1 氧枪升降 2.1.1 操作地点：转炉主控室，机旁操作箱 2.1.2 传动及控制：氧枪升降由一台交流电机驱动，由一台交流变频器进行
转炉倾动系统的电气控制
转炉倾动系统的电气控制 摘要：本文介绍了倾动交流电机交流调速系统在转炉倾动装置中的应用及注意事项，转炉倾动电机的同步控制方法。阐述了转动倾动自动控制系统的主要设计思路，及自动控制系统的实现。 关键词：转炉交流调速控制方法 前言： 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。日照钢铁二炼钢120t转炉倾动装置采用的就是交流变频传动系统并取得成功。本系统通过计算机控制多电机变频调速同步方法，是由计算机通过网络通讯设定变频器运行控制参数，实现的多电机变频调速同步运行的。 1．转炉倾动工艺设备概况 日钢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
150T转炉倾动电气控制系统
150T转炉倾动电气控制系统 一、系统概述： 转炉倾动机构采用4台交流马达传动，可驱动转炉主体在±360℃的范围内任意转动。控制主要通过4台变频器之间的光纤环网实现4套传动装置的主从控制，同时采用编码器反馈速度的闭环控制。变频器和PLC采用的是PROFIBUS-DP协议来进行通讯。 主机架： 电源模块PS-10A 型号：6ES73071KA010AA0 CPU-315-2DP 型号：6ES73152AG100AB0 带512K卡型号： 6ES79538LJ200AA0 CP341-1以太网通讯模块型号：6GK73431EX300XE0 6个MD1开关量输入模块型号：6ES73211BH020AA0 16点输入 扩展机架： ET200M PS-5A电源模块型号：6ES73071EA000AA0 ET200M IM153-2DP 型号：6ES71532BA020XB0 MA2 8点模拟量输入型号：6ES73317KF020AB0 2个MD1 16点开关量输入型号：6ES73211BH020AA0 5个 MDA 16点开关量输出型号：6ES73221BH010AA0 ET200M 带电插拔导轨型号：6E371951GF300XA0 PB总线接头型号：6ES79720BA520XA0 ET200M 电源底座型号：6ES71957HA000XA0 ET200M I/O底座型号：6ES71957HB000XA0 主回路是从低压配电主母线过来经过双电源自动切换装置（框架断路器3200A带过热过流保护）、多功能表（监控电流电压）、塑壳断路器
（1250A）、进线电抗器（内置于变频器）、变频器、出线电抗器（内置于变频器）、倾动电机（电机侧装有测速编码器）。同时在电机上还配有制动器和电机冷却风机。（控制流程图如下所示） 此图为一台倾动控制原理图其他三台同上一样。 二、主要设备及技术参数 序号设备名称规格、参数数 量 安装点 1 双电源自动切换装置带机械电气联锁 1 电气室 2 多功能电表PDM－803P－C－5A－400V 2 MCC进线柜、稀油 站
转炉倾动控制系统故障分析与改造
转炉倾动控制系统故障分析与改造 【摘要】本文对热轧板公司180吨转炉自投产后倾动控制系统在生产过程中出现的倾动操作台权限选择失败、倾动速度给定异常以及变频器分闸三方面的故障现象进行了分析，对其程序、及相应的控制方式进行了改进，降低了设备的故障发生率，控制系统运行相对比较稳定。 【关键词】变频调速装置同步控制 SIMOLINK光纤网主令控制器操作权限 1.前言 天铁热板有限公司180吨转炉自试车成功后，经常出现现场主操作台权限选择失败以及在倾动运行过程中速度不稳定及变频器故障分闸的现象，严重影响了生产节奏。为此我们专门对此问题进行了深入的分析及探讨，采取了及时有效的措施，故障现象已经得到解决。 2.转炉倾动控制系统的基本特点 2.1 4台电动机同步启动、制动及同步运行。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。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。 2.2 在高速范围内，可以给定最高速度（1.1r/min）以下的任何速度，转炉将按给定速度运行，一旦进入低速区，炉体应减速，在低速区如果给定的速度高于低速限定值，转炉也仍以低速最高限定值0.3r/min 运行，直到进入高速区炉体自动升速，以当前给定速度运行。 2.3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。由于制动器制动力矩较大,为了防止制动时对设备的冲击,转炉制动时应先通过能耗制动将电动机减速,当转炉倾动速度接近零时,制动器失电制动,制动时间为4S。 2.4 由于机械惯性巨大，因此，转炉倾动电机的制动器要在倾动速度为额定转速的5％投入制动器。变频器将检测转炉倾动速度，在有停止指令且倾动速度为额定转速的5％时，经PLC控制投入制动器。 2.5 当一台电动机发生故障，而转炉正处于吹炼状态，可以由剩余3台电动机运行维持该炉钢炼完。当转炉正在出钢、出渣时，电源系统发生停电故障，此时非常复归功能利用UPS电源将4台制动器打开，转炉依靠自重复位，使转炉处于安全位置。 3.转炉倾动的控制模式 转炉共设四个操作地点，分别为：转炉主控室操作（CRT及紧急操作台）、炉前加料操作台（加料），炉右侧前操作台（出渣）、炉右侧后操作台（出钢），后三者为现场操作台，均采用主令控制器操作，主控室紧急操作台上设紧急停止按钮。 3.1 控制模式的特点 (1) 现场具有优先操作权，现场操作台上设置操作权选择开关。 (2) HMI画面上有本地/他地选择按钮，用于进行权限选择。 (3) 控制转炉倾动，同时只允许一个操作点具有操作权。 (4) 设备运行中，不能进行操作地点选择。 3.2控制模式权限选择过程中出现的问题及处理办法 由于现场操作台权限的选择是通过现场操作台上的本地/他地选择开关完成的，但在实际运行过程中，时而发生权限选择失败的情况，虽然在维护生产过程中我们做到了定时、定期对现场操作开关及按钮进行检查和更换，但由于现场环境灰尘比较多，现场操作权限选择失败的现象还是时有发生，针对这一现状我们提出了改造方案。 3.2.1 HMI画面改进过程 取消现场操作台权限选择开关，保留本地权限指示灯。权限选择的过程通过HMI画面来完成，将HMI 画面权限选择模式进行改造。HMI画面上原有本地/他地按钮，被选择后由原来的灰色变为绿色。选择权限的过程中只有三个他地一个本地信号的情况下，相应的本地权限才算选择成功。改造后将本地选择按钮设有下拉菜单，可以进行炉前加料操作台(加料)，炉右侧前操作台(出渣)、炉右侧后操作台(出钢)三地操作 74
180吨转炉倾动机构设计
180吨转炉倾动机构设计 摘要 倾动机构是实现转炉炼钢生产最主要的设备之一，它的特点是倾动力矩大、减速比大、启制动频繁和能够承受较大的动载荷。转炉倾动机构工作在多渣尘和高温的恶劣工作环境中，因而其可靠性和寿命对于整个转炉设备的安全运转有着非常重要的影响。为获得适应于驱动的低转速，需要很大的减速比。转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重量要达上百吨或上千吨。转炉倾动机械的工作属于“启动工作制”。机构除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。启、制动额繁，承受较大的动裁荷。转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾动装置。其中，带有扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机械，由于其独有的多点啮合柔性传动的优势，逐渐成为主流。本文对转炉倾动机构的基本形式做了简单介绍。重点介绍用3D法计算转炉倾动力矩的整体过程。完成了最佳耳轴位置的选择计算，绘制了倾翻力矩曲线，完成对转炉倾动的电机选择与校核，并对整个倾动系统的主要零部件进行了计算和校核。本论文对转炉倾动机构的设计提供了一种新思路。 关键词：转炉；倾动机构；倾动力矩；设计参数；可靠性
180 t Converter Tilting Mechanism Design ABSTRACT Tilting mechanism is to achieve one of the main steelmaking production equipment, which is characterized by a large dump Moment, gear ratio, starting and braking frequently and withstanding greater dynamic load. Converter tilting mechanism works in harsh working environments, more slag dust and high temperatures. Thus their reliability and longevity for the safe operation of the equipment throughout the converter has a very significant impact. Adaptation to obtain a low rotational speed of the drive requires a large reduction ratio. Great weight converter furnace, plus loading weight, etc., the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons. BOF furnace steel smelting a time, usually only four minutes later. Converter tilting mechanical work belongs to "start working system." In addition to the basic institutions to withstand static loads, but also to withstand dynamic loads due to start, braking caused. This dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. Kai, the amount of braking complex, dynamic cut withstand greater load. As the steelmaking process low, heavy and harsh working conditions, coupled with the start, brake frequently, especially on a different way to start the motor on the dynamic behavior of the converter. With the converter tilting BOF steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve, there have been various types of tilting the device. With torsion bar stopper buffer full hanging tilting mechanical, diagonally arranged into four main transmission system of a reducer drive one at the center of the second gear, so as to drive the rotary converter work performed. This paper converter tilting mechanism gives a brief introduction. Introduction tilting mechanism structure, design principles, the basic design parameters, as well as several forms of structure and configuration of the drive tilting mechanism and the transmission format. Keywords: converter; tilting mechanism; pour Moment; design parameters;