转炉倾动电气方案设计应用研究
变频器在转炉倾动中的设计与应用
变频器在转炉倾动中的设计与应用周芝峰上海电机学院摘要：针对转炉倾动机构负载的控制特点，重点介绍了DTC变频器控制系统的设计、选型及参数配置，并就采用PLC和编码器实现准确位置控制的原理和方法做了分析。
关键词：转炉变频器位置控制Application and Design of Technology in Tilting FurnaceZhou ZhifengAbstract: countered the characteristic of tilting furnace, The paper introduces the design and selection and parameter configuration. But also, will analysis the used PLC and encoder for principle of position control.Keywords: tilting furnace inverter position control1 引言转炉的倾动和氧枪控制是转炉系统控制的核心，是关系产品质量和生产安全的关键环节，某公司第二炼钢厂的30 t转炉倾动装置，由4台电机驱动，低速轴刚性连接。
在此之前，由于大转矩启动、大调速范围运行的要求，转炉倾动系统是采用直流电机驱动，控制系统采用了逻辑无环流直流调速系统。
该设备是20世纪90年代初期产品，故障率较高。
另外，炉体倾动的角度控制也没能很好的解决，时常由于机械式主令的触头松动错位而造成事故；如超过角度极限时会造成“倒钢”，有时停车不到位，钢水不能进钢包，造成“跑钢”等等。
此次改造，在主体结构不变的前提下，拟将炉容增大至33 t，经用户同意，我们把直流传动改为交流电机变频驱动，改造后控制系统可以做到大力矩启动，平稳加速、平滑变速。
采用PLC 控制，减少了有接点系统带来的故障。
用旋转编码器作为位置检测元件，配合高速计数器，进行定位控制，开辟了一个定位控制的新途径。
转炉倾动装置工作原理
转炉倾动装置工作原理转炉倾动装置是钢铁冶炼过程中的重要设备，其工作原理是通过控制倾动机构，使转炉在炼钢过程中实现倾斜，以达到提高炼钢效率和质量的目的。
下面将详细介绍转炉倾动装置的工作原理。
一、转炉倾动装置的基本组成转炉倾动装置主要由倾动机构、液压系统、控制系统和安全保护装置等组成。
倾动机构包括倾动液压缸、支承环、倾动齿圈和倾动机构座等部分。
液压系统通过控制液压缸的活塞运动，实现转炉的倾动。
控制系统通过监测转炉的倾动角度和速度，控制液压系统的工作，以及实现对转炉倾动过程的监控和调节。
安全保护装置主要包括倾动速度保护、倾动角度保护和倾动过程监测等功能。
二、转炉倾动装置的工作原理转炉在冶炼过程中需要进行倾斜操作，倾动装置的工作原理就是通过控制液压缸的运动，实现转炉的倾动。
具体工作原理如下：1. 倾动机构的工作转炉倾动机构主要由倾动液压缸、支承环、倾动齿圈和倾动机构座等组成。
当需要将转炉倾动时，液压系统控制倾动液压缸的活塞前后运动，使其与支承环相连，形成一个稳定的支撑结构。
同时，倾动液压缸的运动还带动倾动齿圈的旋转，从而实现转炉的倾动。
2. 液压系统的工作液压系统是转炉倾动装置的核心部分，通过控制液压缸的运动，实现对转炉的倾动。
液压系统主要由液压泵、阀组和液压缸等组成。
当需要将转炉倾动时，液压泵向液压缸提供高压油液，通过阀组的控制，调节液压缸的活塞运动，使其与倾动机构相连，实现对转炉的倾动。
同时，液压系统还可以通过调节液压油液的压力和流量，控制转炉的倾动速度和角度。
3. 控制系统的工作控制系统是转炉倾动装置的智能化管理部分，通过监测转炉的倾动角度和速度，控制液压系统的工作，以及实现对转炉倾动过程的监控和调节。
控制系统主要由传感器、执行器和控制器等组成。
传感器可以实时监测转炉的倾动角度和速度，并将信号传输给控制器。
控制器根据传感器的信号，判断转炉的倾动状态，控制液压系统的工作，以及实现对转炉倾动过程的监控和调节。
转炉倾动事故的防治与优化设计
【技术文献】转炉倾动事故的防治与优化设计转炉倾动事故的防治与优化设计方强国①(中冶华天工程技术有限公司炼钢事业部江苏南京 210019)摘要：通过对转炉倾动事故的概念、原因进行分析与研究，得到转炉倾动事故的防治方法，同时提出一种新型预防转炉倾动事故的优化设计，提高了炼钢的安全可靠性，减少了炼钢的运行成本，并用于实践，对转炉炼钢工艺及设备的设计有一定的指导作用。
关键词：转炉；倾动事故；防治；优化设计1 概述转炉是炼钢车间的核心设备，其倾动机构又是转炉的关键，因此安全、可靠的倾动机构是保证炼钢生产顺行的关键。
然而在实际的生产过程中，由于断电、制动器失灵、炉口粘渣等各种原因引起事故时，要求转炉能通过松闸(气动或电动)自动返回原位或停止自倾，或采用备用的驱动系统使转炉复位，防止转炉倾翻扣钢，造成重大人员和财产损失。
2 倾动事故分析每座转炉配有一套独立的倾动机构。
转炉倾动机构由交流变频电机、一次减速机、二次减速机和扭力杆组成。
转炉倾动机构应能使炉体连续正反转，并能平稳而准确地停止在任意角度的位置上，以满足兑铁水、加废钢、加料、取样、测温、出钢、出渣以及返回等工艺操作要求[1]。
转炉倾动事故分成以下几种：2．1 机械事故机械事故是指倾动机构的各个传动部件疲劳故障而引起的事故，也叫疲劳事故。
例如一次、二次减速机的齿轮断齿，电机和抱闸的损坏，扭力杆的断裂以及轴承的损坏等引起的事故。
2．2 电气事故电气事故是指转炉发生断电故障、电机故障、变频器故障等原因而引起的事故。
例如某厂300t转炉变频器故障，转炉只有软联锁(联锁通过PLC实现)，而没有设计硬联锁，造成转炉倾动不受控制，导致转炉倒钢事故。
2．3 工艺操作事故工艺操作事故是指转炉操作人员处理不当或操作失误引起的事故。
例如：①未能及时清理炉口，导致转炉炉口粘渣过多，产生负力矩，而引起转炉栽头(倾翻扣钢)的事故，也叫炉口粘渣事故。
②在转炉出钢、除渣时，倾动速度过快，引起钢水、液态渣从转炉炉口倒出，而没有进入钢水罐、渣罐，造成车辆等设备损坏和人员伤亡，或倒在潮湿的地面上引起爆炸事故。
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)08-0003-03Study of the Motor Synchronous in the Converter Tilting SystemZHANG 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 synchronouscontrol 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：２０１２－１０－２５１ 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。
转炉倾动机构毕业设计说明书
IV
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
2.1.1 设计题目 .................................................... 6 2.1.2 技术参数及性能 .............................................. 6 2.2 氧气顶吹转炉倾动设计原则分析 .............................................................................. 6 2.2.1 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求 .............................. 6 2.2.2 转炉倾动机构的设计原则分析 .................................. 6 2.3 倾动机械的几种基本结构和配置形式 ...................................................................... 7 2.3.1 落地式配置倾动机械 .......................................... 7 2.3.2 半悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.3.3 全悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.4 倾动机械的优缺点比较 .............................................................................................. 8 2.5 转炉倾动机构的结构设计 ........................................... 10 2.6 确定方案 ......................................................... 10 第三章倾动力矩的计算和最佳耳轴位置的确定 ................................. 11 3.1 转炉炉壳质量及重心位置的计算 ............................................................................ 11 3.1.1 建立空炉模型 ............................................... 11 3.1.2 炉壳重量与重心的计算 ....................................... 12 3.2 转炉炉衬质量及重心位置的计算 ............................................................................ 14 3.2.1 建立空炉炉衬模型 ........................................... 14 3.2.2 炉衬重量与重心的计算 ....................................... 15 3.3 空炉质量及重心位置的计算 .................................................................................... 18 3.4 转炉摩擦力矩的计算 ................................................................................................ 18 3.5 转炉炉液力矩的计算及最佳耳轴位置的确定 ........................................................ 20 3.5.1 计算原理和数学模型 ......................................... 20
90t转炉倾动机构设计大学论文
90吨转炉倾动机构设计摘要在冶金转炉设备中。
倾动机构是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，其配置形式可分为落地式、半悬挂式、和全悬挂式。
此文的主要内容是介绍带有扭力杆缓冲止动装置的90吨全悬挂式转炉倾动机构系统的设计：首先对国内外炼钢生产设备及其发展情况进行简介。
确定柔性传动系统的基本参数，对传动所需要的倾动力矩进行计算，选出合适的电动机，再选择相应的联轴器和制动器，然后，进行轴的设计与校核，齿轮的设计与校核，扭力杆的设计与校核，键的选择与校核。
最后对该系统的润滑和操作规程进行说明。
关键词：转炉；工艺；全悬挂式；倾动机构90 tons of converter titled holding mechanismdesignAbstractConverter equipment in metallurgy. Tilting converter steel production sector is to achieve one of the key equipment, its configuration can be divided into floor-standing, half hanging, and all suspended. The main content of this article is to introduce buffer stop with a torsion bar 90 tons of equipment hanging converter tilting the whole body system design.Firstly, the situation of steel –making production equipment and development is introduced at home and abroad. Secondly ,the foundation parameters is confirmed ,the need transmission of total moment of force is counted ,and corresponding electric motor and relevant is choose ,shaft coupling and brake ,the choice of join shaft machine ,choice and adjust of shaft ,choice and adjust of wrest shaft ,calculation and adjust of gear wheel, choice and adjust bond ,choice and adjust of axletree ,Finally, the situation of lubricate and security maintain circumstance of the titling mechanism are explainedkeywords: Converter ；Process；All hanging；Titled holding mechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1概述 (1)1.1 炼钢生产的发展概况 (1)1.2转炉炼钢生产的地位、作用及发展 (1)1.3转炉倾动机构在转炉生产中的地位及发展情况 (2)2转炉倾动机构初步设计 (4)2.1方案设计 (4)2.1.1 转炉炼钢生产对倾动机构的要求 (4)2.1.2倾动机构传动方案的综合比较 (5)2.1.3 90吨转炉倾动机构初步设计方案 (6)2.2倾动机构主要参数的确定 (7)2.2.1 转炉倾动转速及炉型尺寸的确定 (7)3 载荷参数确定 (8)3.1概述 (8)3.2空炉重量和重心位置的计算 (8)3.3转炉倾动力矩的计算 (16)3.4确定最佳耳轴位置 (22)4电动机、联轴器和制动器的选择 (26)4.1技术参数设计 (26)4.2电动机的选择及验算 (26)4.2.1电动机的容量选择 (26)4.3联轴器的选择 (29)4.4制动器的选择及制动时间校核 (30)5 传动部分的设计 (33)5.1传动方案的确定 (33)5.2传动比的分配 (33)5.3齿轮传动的数据计算 (33)5.4各齿轮的传动设计 (36)6轴、轴承和键的设计及校核 (46)6.1轴、轴承、和键的选择 (46)6.1.1轴的选择 (46)6.1.2 轴承类型的选择 (47)6.1.3键的选择 (47)6.2轴、轴承、和键的校核 (47)6.2.1轴的校核 (47)6.2.2轴承的校核 (52)6.2.3键的校核 (54)7 扭力杆的设计 (56)7.1选材 (56)7.2参数的确定 (56)7.3设计计算 (56)8 稀油集中润滑系统的设计 (58)8.1耗油量计算 (58)8.1.1齿轮啮合处耗油量 (58)8.1.2轴承耗油量 (58)8.1.3油泵流量 (59)9 安装操作规程 (61)结论 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1概述1.1炼钢生产的发展概况近四十年来，钢的生产迅速增加，世界上钢的年产量已从一亿吨增加到八亿多吨。
T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，可驱动转炉主体在土 360r 地范围内任意 转动.控制主要通过4台变频器之间地光纤环网实现 4套传动装置地主从控制，同时 采用编码器反馈速度地闭环控制•变频器与PLC 采用地是PROFIBUS-D 协议来进行通 讯.b5E2RGbCAP主机架：电源模块 PS-10A 型号：6ES73071KA010AA0CPU-315-2DP 型 号：6ES73152AG100AB0带 512K 卡 型号：6ES79538LJ200AA0EanqFDPwCP341-1 以太网通讯模块 型号：6GK73431EX300XE06 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：6ES71532BA020XB0MA2 8点模拟量输入 型号：6ES73317KF020AB02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型号：6E371951GF300XA0 型号：6ES79720BA520XA0 型号：6ES71957HA000XA0 型号：6ES71957HB000XA0M IM153-2RTE l£'1l 12壬沁逊■三沁曲"UA2101 l-sET200M 带电插拔导轨PB 总线接头ET200M 电源底座 ET200M I/O 底座H PSJM匚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 V1250A ）、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）DXDiT a9E 3d主母线RTCrpUDGiT此图为一台倾动控制原理图其他三台同上一样引自低压配电电 抗器变频器电抗 器低压配电EPS 供电双电源切换主母线热继电器•编码器交流接触器塑壳断路器、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 -400V2MCC进线柜、稀油站3框架断路器MT12H113TD/OMIC5.0A 增加4个旋转型OF1变频柜4快速熔断器RS75B -1600/16001变频柜5变频器500KV＜带进出线电抗器）6SE70SIMENZI4电气室6倾动电机YZP400M2-6/300KV 520A 500KW4转炉侧7塑壳断路器NSX100F/MA163PP2X0F88交流接触器LC1-D09M/LA1-DN22C89热继电器LRD0BC 2.5-4A810制动器0.6KW 3.5A4倾动电机上11倾动电机风机 1.1KW 3.4A4倾动电机上熔断器:熔断器是- 种当电流超过规疋值一疋时间后,以它本身产生地热量使熔体熔化而分断电路地电器，也可以说，它是一种利用热效应原理工作地电流保护电器• 5P CzV D 7H xA热继电器：热继电器是一种利用电流热效应原理工作地电器，具有与电动机容许过载特性相近地反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机地过流和断相保护.jLB HrnA ILg接触器：接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交直流主电路及大容量控制电路地自动控制开关电器，主要应用于自动控制交直流电动机、电热设备、电容器组等设备.XHAQX74J0X制动器：倾动电机地制动器动器数量共有四个，每台电机配备两个AC220V电磁制动器,型号为YWZ500/90,电容量：0.6kW. LDA YtR y KfE倾动电机风机：风机数量共有四个，每台电机配备一个，电容量：0.45kW.倾动电机调速旋转编码器：为每台电机配备一台旋转编码器，作为相应地变频器地数字测速反馈信号.编码器型号：Z z z6ZB 2Lt kRHI 90N-0NAK1R61N-1024倾动角度旋转编码器：配备一台带DP口旋转编码器，测量倾动角度.编码器型号：PVS58I-011AGR0BN-0013 d vzf vk wMI 1润滑油系统每座转炉设置一台稀油润滑站，采用稀油润滑集中润滑，配置在邻近倾动机靠近炉前地地方三、关键设备描述及维检技术要求：倾动电机倾动机构采用四点齿合全悬挂型式, 力矩平衡机构为扭力杆装置.倾动主要由四台交流电动机、四台一次减速机、一套二次减速机、钮力杆平衡式. 四台电动机同步启、制动、同步运行,电动机转速可调.电动机型号为YZP400M2 －6交流变频电动机,其主要性能参数为：rqyn14 ZNXI 电动机容量：300kWx4 电动机额定转速：950rpm工作制：S4电压：380V,AC维护周期和标准：启动前地检查①新安装或长期停用地电动机＜停用3 个月以上）起动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻＜用1000V 兆欧表测量）绝缘电阻应大于0.5 兆欧,如果低于此值, 需将绕组烘干.EmxvxOtOco②检查电动机及起动设备接地是否可靠完整,接线是否正确与良好,冷却风机是否运转良好.③检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压频率是否相符，接法是否与铭牌所示相同.④检查电动机轴承是否有油,若缺油应补足.⑤检查电动机地基础是否牢固,固定螺栓是否已拧紧.⑥检查电动机周围有无妨碍运行地杂物和易燃易爆物品.⑦检查电动机运行是否灵活或有杂音.启动时地注意事项①一台电动机地连续启动次数不宜超过3~5次,以防止启动设备和电动机过热②电动机启动后不转或转动不正常或有异常声音时，应迅速停机检查•运行时地监视维护①注意电动机地运行电流不能超过额定电流②注意电源电压是否正常，一般应在360~400V之间③用电笔检查电动机外壳是否漏电和接地不良④检查电动机运行时地声音是否正常，有无冒烟和焦味⑤应保持电动机地清洁，不允许有水、油或杂物落入电动机内部⑥注意电动机地温升是否正常，用测温仪定期对电动机各部位温升进行检测.其温升限值见下图•绝缘等级详见铭牌.定期检查①定期检查电动机每年应不少于一次，检查主要内容有：②清除电动机外壳地灰尘、积垢，检查外壳有无裂纹、破损，测量绝缘电阻•③检查主轴转动是否灵活，转子与定子之间有无碰擦.④检查各部分螺钉是否紧固⑤检查电动机接地是否完好⑥每三个月检测一次电动机接线盒内部接线螺栓是否松动，电动机供电电缆绝缘层是否完好，及时发现及时处理.常见故障及处理方法三相异步电动机在运行时，会发生各种各样地故障•要对其故障原因进行多方面地分析才能找到发生故障地原因•除了检查电动机本生可能产生地故障外，还要检查分析电动机地负载、辅助设备以及供电路上地故障.详见下表SixE2yXPq5变频器本设备用于对倾动电机启动控制及调速，四台变频器控制四台倾动电机，并且分为主从关系，一主三从,主变频器通过PROFIBUS DP与PLC通讯并控制三台从变频器•如果主变频器出现故障，可以通过操作面板把其中一台从变频器设置为主变频器临时使用•本系统变频器选自SIMOMERT 6SE70型,功率为500KW<带进出线电抗器）6ewMyirQFL维护周期和标准：启动前地检查①变频器长时间停机后恢复运行，应测量变频器（包括移相变压器、旁通柜主回路>绝缘，应当使用2500V兆欧表.测试绝缘合格后，才能启动变频器.输出端禁止使用摇表，防止内部器件损坏.kavU42VRUs②上电之前,须确认输入电压是否有误•③检查变频器各接口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能导致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况.y6v3ALoS89④变频器上电之前应先检查周围环境地温度<0〜40 C）,温度过高会导致变频器过热报警，严重地会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；M2ub6vSTnP⑤在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常，如：风道排风是否流畅，风机是否有异常声音•⑥电动机电抗器是否过热，有异味变频器日常检查：①每两周进行一次，检查记录运行中地变频器输出三相电压，并注意比较他们之间地平衡度②保证变频器室地环境温度0〜40C之间•设置专人检测变频器柜门地过滤网是否堵塞确保冷却风路地通畅•③检查变频器有无异常振动，声响，风扇是否运转正常•④检查变频器内部电缆间地连接应正确、可靠⑤检查变频器柜内所有接地应可靠，接地点无生锈⑥检查所有电气连接地紧固性，查看各个回路没有异常地放电和过热痕迹，没有异味、变色，裂纹、破损等现象•变频器定期保养注意事项①变频器试运行完成后，应重新检查紧固变频器内部电缆地连接各螺母•②半年内应再紧固一次变频器内部电缆地连接各螺母•③每六个月紧固一次变频器内部电缆地连接各螺母•④每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏地螺丝及导线等，防止小件金属物品遗留造成变频器内部短路事故•特别是对电气回路进行较大改动后，确保电气连接线地连接正确、可靠.OYujCfmUCw⑤电机每次切换运行方式时，认真检查分合闸位置，防止“反送电”情况发生• 变频器检修标准①检查变频器旁通柜高压开关地操作应正常，能正确合闸和分断②用带塑料吸嘴地吸尘器彻底清洁变频器柜内外，保证设备周围无过量地尘埃③变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大，输出UVW三相电压与电流是否平衡•安全操作标准①操作人员必须熟悉变频器地基本工作原理、功能特点，具有电工操作基本知识•在对变频器检查及保养之前，必须在设备总电源全部切断；并且等变频器Cha ng灯完全熄火地情况下进行.eUts8ZQVRd②在输出电压正常<无缺相、三相平衡）地情况下，带载测试.测试时，最好是满负载测试常见故障及处理方法框架断路器本设备用在低压配电线路或开关柜中作为电源开关使用，并对线路、电气设备及电动机等实行保护，当他们发生严重过流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起到保护作用.sQsAEJkW5T本系统用地是抽屉式框架断路器，它由本体和抽屉座组成•抽屉式断路器是通过断路器本体上地母线插入抽屉座上桥式触头来连接主电路地•抽屉式断路器有三个位置：连接位置、“实验”位置、“分离”位置，位置地变更通过手柄地旋进或旋出来实现.型号为：MT12H113TD/OMIC5.0A GMsiasNXkA维护周期和标准:框架断路器日常检查：①检查灭弧罩小室是否损坏，隔离片是否腐蚀，②取下灭弧栅合上断路器,检查除头磨损及生锈情况•③使用红外温度表发现高功率电力线路中地缺陷点，④定位配电盘中地过载断路器开关，识别电力开关装置地故障"热点"等，⑤检查各种脱扣器地整定值和动作值以及操作过程⑥检查触头系统，抹净触头上地烟痕，发现触头面上有小地金属粒时，应将其清除⑦检查软联结有无损伤，断路器经受短路电流后，除必须检查触头系统外，需清理灭弧罩两壁烟痕框架断路器定期保养注意事项：①断路器应定期进行维护，清理尘埃,以保持断路器地绝缘良好，②对各个转动或滑动部分加注润滑油，周身做防腐处理,.,如果触头合金氧化变黑，脱落严重,先做打磨处理，要不换触头，TlrRGchYzg③.因故障和负荷地情况应做一些测量，特别是设备地一部分或全部地绝缘和非导电实验，这些实验必须由专业人员进行•短路后断路器地检查：先检查灭弧室，然后是主触头, 再查连接束状夹头，并参照各元件地使用寿命7EqZcWLZNX安全操作标准①由于接线端子地松动，腐蚀，电线折变不当或老化，经常会导致工业上配电故障，不良地连接通常会产生阻性，其中流过地电流会产生热量，容易引起火灾或其它安全事故•有鉴于此，工厂规定电工对每一个设备责任到人，定期巡视同时作好对该设备状况记录，作到早发现，早整治」zq7IGfO2E②如果灭弧栅片烧损严重，则应更换灭弧罩•识别跳闸原因，在故障未被找出和消除前不得重新合闸，故障可能一些原因，因控制单元类型而检定故障原因，参见控制单元用户手册zvpgeqJIhk 常见故障及处理方法。
倾动旋转电炉的设计与应用研究
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第 ３期
罗汉 良等
倾 动 旋 转 电炉 的设 计 与应 用研 究
作者简介
根幅条拉杆连结。 湖南 １１ ０ 炉的旋转机构是转球式 ，
将 １０个 直 径是 ８ ｍ 的 钢球 放 人 轨道 内 ，如 图３ ５ ９ｍ
罗汉 良男， ４ １ １ ２年 月出生， ６ 年毕业于武汉科技大学， ９ １ ５ ９ 高级工程师。现从事铁合金生产机械及相关工艺设计。
收 稿 日期 ２ ０ ．７２ ０７０ ．０
ｆｎ ｓｏ ｔｔ ｅａｉ ｅｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ． ｉ ｕ ｈｅ ｒｌ ｔｖ ｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｄ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｔｌｉｇ ｄｅ ｉｎ， ｒ ｔｒ ｅ ｉｎ， ｄ ｖ ｒ ｓ ｉｔｎ ｓｇ ｏ ａ ｙ ｄ ｓｇ ｉ ｒ ｅ
前 言
湖南某 公 司为 满足 中低碳锰 铁 生产 的需 要 ，于 ２０ 底 建成 并 投 产 了 国内最 大 的倾 动 旋转 电炉 ， ０ ５年 已运行 近 ２年 ， 况 良好 。 情 电炉 总装 由 电极 系统 （ 把持及 升 降装置 ） 、炉体 倾动 和旋 转装 置组 成 。 国 内外 常采 用 的 电极 系统是 悬 臂把 持 、立柱 升 降 ，与 固定式 矿热 炉 电极 系统 比 较， 优点 是 紧凑 ， 缺点 是 复杂 ， 但 故障 多 ， 网电损 短 大， 我们 采用 图 １ 形式 。 故在 此介绍 炉体 的倾 动 和旋 转。
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倾动旋转 电炉 的设计与应用研 究
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转炉倾动电气方案设计应用研究作者：张旭王福朝
来源：《科技创新导报》2019年第12期
摘; ;要：对于转炉倾动传动系统的电气方案设计，一方面对电机要有较好同步性能的要求，另一方面在电气控制中也要有良好的负荷分配，如何处理多电机刚性连接时负荷平衡和速度同步是转炉倾动系统电气方案设计的一个关键问题。
本文从矢量控制（VC）和直接转矩控制（DTC）技术在炼钢转炉倾动传动系统中的应用入手进行探讨，介绍了转炉倾动变频器选型方法，对目前交流电机变频调速控制系统流行的压频比（U/F）矢量控制（VC）和直接转矩控制（DTC）的区别进行了阐述，并三者转矩响应或建立转矩的机理做了说明，阐述了选择变频器的理由，介绍了变频器选型的计算方法，主从控制的方法和通过PLC的位置控制方法，可靠性高及运行稳定。
关键词：转炉倾动; 直接转矩控制; 主从控制; 定位控制
中图分类号：TF748; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文獻标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0130-02
随着电气控制系统的不断发展，PLC逻辑控制系统得到了广泛应用，并逐步取代老的系统。
特别是在转炉倾动装置传动电气控制系统中，国内外的电气控制系统也在不断的升级改造中。
某集团公司承接的越南某钢厂EPC建设项目中，炼钢车间转炉电气自动化系统采用PLC 控制，转炉倾动的传动部分是由四台变频电机通过减速机与炉体刚性连接成一体，采用变频器驱动。
转炉的倾动角度检测用旋转编码器作为位置检测元件并用PLC高速计数器来采集，通过PLC运算进行位置准确定位控制。
下面就本项目中成功的转炉倾动传动选型做一简单介绍。
1; 转炉传动系统配置
转炉倾动机构为四驱全悬挂柔性传动，有四台电机，四台一次减速机，一台二次减速机和一套扭力杆装置组成。
转炉倾动属于势能负载，它对变频器的要求是满足满载启动运行平稳、启动/制动无冲击、电机四象限运行、在零速或低速时有较大的力矩输出、制动时电机立即停止、停位平稳准确和四台电动机同步运行负荷平衡。
鉴于ABB ACS800系列变频器控制核心是直接转矩控制（DTC），具有零速下可输出1.5～2倍的额定转矩，且转矩建立响应快并能实现主从控制方案等特点，故选用其作为转炉倾动传动的控制部件。
转炉倾动控制系统的要满足以下的基本要求：
（1）电动机启动运行平稳、启动/制动无冲击，根据要求转炉可以在一定范围内进行倾动速度调节。
（2）其中某台电动机如果出现故障，但转炉正在吹炼状态，那么其余3台电动机要能够降速运行保持到炉钢炼完。
（3）当转炉发生故障时，倾动机械的机械和电气设备能满足短时间的过载，可以倒出炉内物，以便事故处理。
（4）为阻止电动机在启动时对设备冲击，转炉开始倾动时应实现逐步的渐进加速。
2; 直接转矩控制
目前变频的控制方式有：压频比控制方式（U/F）、矢量控制方式（VC）和直接转矩控制（DTC）。
压频比控制方式（U/F）是为了保证电机磁通恒定在控制时要求频率变化时电压按一定的比例调节。
可以通过设置零速时的电压偏置建立零速转矩，但范围较小。
矢量控制方式（VC）和直接转矩控制（DTC）具有建立高于额定转矩的能力，但采用直接转矩控制（DTC）的交流调速系统可以获得比矢量控制要快得多的转矩响应。
矢量控制系统的转矩阶跃响应，大约为6～7ms，直接转矩控制系统的转矩阶跃响应可以达到1ms左右。
原因是众所周知的，接转矩控制系统（DTC）由电机的电压和电流计算出定子磁链和转矩，采用砰-砰控制来实现变频器的PWM控制，DTC控制系统没有电流控制环路，接转矩控制系统（DTC）的着眼点是电压，而不是电流。
矢量控制系统的输出电压是由电流调节器的输出产生的，这就存在电流调节的时间滞后。
现代的矢量控制系统输出电压可以是由电机模型计算的前馈电压控制和电流调节共同产生，前馈电压控制可以获得较快的动态响应，但这个电压输出是由模型精确计算的，没有任何过冲现象，且电流是始终受控的。
3; 变频器主/从控制功能
鉴于变频器在使用中简便和性能可靠，在目前的电气控制方案中已逐步成本首选的电机控制器。
根据转炉工作特点，4台电动机必须同步启动、制动及同步运行。
如何实现这一要求，是本次转炉电气情动方案的重点。
本方案中，转炉倾动是采用四台变频器单独驱动，为了
保证电机负荷平衡传动控制方案做成主/从控制方式（一主三从）。
通过PLC逻辑处理出现故障时可以切换成一主两从或一主一从控制方式。
如图1所示。
ABB ACS800的主/从控制功能是为多传动而设计的，柔性和刚性耦合连接均可。
主/从控制的外部信号只与主机进行连接，主机通过一个光纤串行通讯链路来控制从机。
在变频器选型时增加四块RDCO-0x专用选件。
本项目的应用中按刚性耦合连接设置变频器参数。
主传动的控制方式是速度闭环系统，通过主给定的速度与电机编码器的反馈的实际速度形成速度闭环系统。
从传动的控制方式是电流闭环系统，即主传动的速度调节器的输出作为从传动的电流给定，从传动通过电流闭环以到达电机负荷平衡的目的。
由于从机不会通过串行主/从机的连接向主机反馈任何数据。
ABB推荐单独使用一根电缆将从机故障信息传送给主机。
如图2所示。
该连接在从机出现故障时，主机和从机都会停止运行。
另外，变频器有两个模拟输出端和三个继电器输出端用于外部监控。
模拟输出端可以提供电机速度信号和电机电流信号，而三个继电器输出端分别指示准备、运行和无故障信号。
将这些信号接入PLC系统便可对变频器的状态进行监视。
4; 变频器容量选型
在设备配套选型时已确定好电机的型号。
电机为Y系列变频电机参数如下：型号
YZP225M-8，电压380V，功率30kW，电流68A，转速735r/min，转矩386N·m。
按下式计算变频器的容量：
PN=kPM/η（kW）; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;（1）
式中：PN为变频器的额定容量kW，k为电流波形的修正系数（PWM方式时，取1.05～1.0），PM为电动机的轴输出功率kW，η为电动机的效率。
k取1.05，η取0.9，把k、η及电机其他参数代入（1）式则：
PN=1.05*30/0.9=35 （kW）
根据ABB ACS800的选型手册选择ACS800-01-0050-3变频器。
重载时其额定功率为
37kW，电流为80A。
5; 转炉倾动角度定位控制
PLC在我国的应用已十分普及。
它具有运算速度快、逻辑可靠、布线和通讯便捷，工艺调整灵活和维护方便等诸多优点。
在设计时选用了S7-300 PLC作为转炉的电气核心控制部件，选用工控机并配SIMATIC WinCC视窗上位软件作为HMI一起组成转炉一级自动化的控制系统核心部分。
在HMI上可以方便地进行工艺参数的设定工作方式选择。
利用PLC作为位置环控制系统实现转炉倾动的定位控制系统，如图3所示。
S7-300 PLC的高速计数器具有外部控制的双向计数功能。
转炉的倾动角度检测用旋转编码器作为位置检测元件，通过安装在转炉倾动机构低速轴上的编码器输出脉冲作为位置反馈信号将其送入到PLC，经其内部计算与设定值进行比较，位置到位后转炉倾动停止。
编码器A 和B脉冲信号的时序可以判定电机的旋转方向。
ACS800可以采用无速度反馈控制方式并能保证速度的动静态精度。
6; 结语
ACS800的主/从控制功能实现了多电机刚性连接时负荷平衡和速度同步问题，零速下转矩的建立和通过S型曲线的设定保证了转炉炉体在非平衡状态下重载能平稳启动。
通过转矩速度模式的切换保证了速度的动态跟随。
利用PLC通过编码器位置反馈做到了准确定位控制。
研究认为频繁在零速下啟动的情况下选择直接控制方式的变频器其使用效果要优于矢量控制方式，随着变频控制技术的不断发展变频器的应用前景十分广阔。
参考文献
[1] 孙学思. 转炉倾动自动控制系统设计与实现[D].东北大学，2013.
[2] 黄红艳. 高动态性能变频调速控制方式的比较和应用[J]. 国网技术学院学报， 2005， 8（4）：54-56.
[3] 李方园. 变频器在冶金工业中的应用与维护第四讲变频器在转炉系统中的应用[J]. 变频器世界， 2010（10）：123-125.。