TD2000-4T0150G变频器在冶金上的应用

    在钢铁厂，一些重要的风机、水泵如炼钢除尘风机、高炉除尘风机、烧结余热风机、冷轧氢气加压机、锅炉给水泵等设备，通常由交流异步电机驱动。由于调速范围宽，工艺要求复杂，需要采用高压变频器进行变频调速。另外，钢铁厂的大型风机，如高炉鼓风机、烧结主排风机和制氧机的功率都比较大，一般采用同步电机驱动，也可以进行变频调速改造。下面以高炉炼铁生产的179m3高炉为例，分别介绍变频器在原料、烧结、高炉、冲渣循环水、铸铁机等处的应用。    (1)高炉上料变频调速控制系统    炼铁厂的卷扬料车是高炉上料的主要设备，它将炼铁所需的各种原料源源不断地送到高炉内，保证高炉炼铁的正常需要，而整个高炉上料卷扬系统的核心就是料车的主提升设备。高炉上料卷扬系统的运行示意图和工作曲线分别如图5-31和图5-32所示。
    图5-31    系统运行示意简图
    图5-32    高炉上料卷扬系统工作曲线    以TD2000-4T0150G变频器的电气控制图（图5-33）为例，当PC输出点J1闭合时，变频器以设定时间5s从0Hz加速到50Hz。电磁抱闸控制电源JZ得电，抱闸打开，左料车以设定的50Hz频率向上运行。当料车运行到检测点时J3闭合，料车开始减速，减速到20Hz后保持匀速运行。当料车快运行到位置时，触动限位开关发出信号，PC输出点J1断开，变频器自由停车，当变频器输出降到2Hz时，电磁抱闸控制电源JZ掉电，抱闸抱住，料车卷扬电机被制动停车，完成一次上料过程。当PC输出点J2闭合时，右料车与左料车一样完成一次上料。QA2、QA3为左右料车点动按扭，QA1为复位按扭。    采用变频调速系统，通过设定适当的启动频率、停车频率和加、减速时间，可使电机获得良好的启动转矩和减速特性，从而实现了料车的软启动、软停车，避免了对电网的冲击，使料车的运行始终处于高效且平稳的过程中。按照工艺要求，整个料车运行过程设定了两个运转方向和两级加、减速速度，变频器的运行控制由现场主令控制器和PLC配合来实现；通过现场主令控制器信号的调整可以确定卷扬料车的运行方向、停车位置及一级和二级加减速控制信号；各控制信号经PLC处理后，送变频器控制端子，配合适当的变频器控制参数来实现对变频器运行的控制。可通过变频器上的键盘设定变频器参数，还可以设定各种保护参数以对系统运行中的过电流、过电压等主要故障进行保护，减少了外部保护器件的数量，提高了保护的可靠性。
    图5-33    电气控制简图    在高炉上料的电气传动中，由于变频调速控制系统具有电动机参数自识别、参数自适应，自动调节等功能，因此调试方便，保护功能齐全，安全可靠。    (2)烧结机    烧结机是将原料在台车上充分燃烧形成烧结矿。烧结矿质量的好坏取决于原料在台车燃烧是否充分，台车需要根据圆辊布料器布料的厚薄，烧结机内燃烧情况等来调节速度，速度控制精度要求较高。台车由变频器控制的电机调速。以TD2000-4T0150G变频器为例，控制采用机旁控制，电位器机旁调速，变频器为正反转控制。其原理图如图5-34所示。
    图5-34    烧结机变频器的控制方式原理图    (3)冲渣循环水泵    高炉冲渣的工艺过程是，在高炉出铁水前先开渣口，炉渣比铁水轻，浮在铁水上面，先从渣口流出，由冲渣水沿渣漕冲入渣池。因为出渣过程的好坏直接影响铁水的质量，所以冲渣泵选用四台变频器，两工两备，控制采用机旁控制，用电位器调速，以满足冲渣循环水管道内压力符合工艺要求（最好采用闭环控制）。原理图如图5-35所示。    (4)铸铁机    铸铁机是小高炉炼铁工艺的最后一道工序，从高炉流出来的铁水经铁水罐车运到铸铁机，经循环水喷淋冷却出成品面包铁。铸铁机生产方式在炉前进行，其运行速度不可调整，由于各种因素存在不调速运行的铸铁机，满足不了生产工艺的要求，并给生产带来很多问题，铁水流量无法控制，造成大量跑跌，影响铸铁机正常使用，危及安全，形成废品，降低产量，影响经济效益，因此，必须使其具有较宽的可调度范围以适应生产的需要。例：选用的电机为75kW三相笼型异步电动机，变频调速器为艾默生TD2000-4T0900G变频器，控制采用机旁、集中两地控制，机旁用电位器调速，同时加减速采用S曲线加减速。
    图5-35    冲渣循环水泵变频器控制原理图    原理图如图5-36所示。
    图5-36    铸铁机变频器控制原理图    电动机变频调速器，可采用“交-直-交”的方式，电压型、微机控制正弦波脉宽调制和大功率晶体管逆变技术集电力电子技术、自动控制、微机技术为一体，具有小型化、重量轻、易安，装、精度高、功能全、开关速度快等特点，是一种较理想的交流电机调速装置。    总之，变频器性能较好，保护功能齐全，运行安全可靠，操作简便，维修率低，操作人员易掌握，远离现场操作，为安全生产提供可靠条件，降低工人的劳动强度。在实施过程中，机、电设备无需做较大的改动。无级调速时设备无冲击负荷，延长设备使用寿命，提高设备使用周期，降低生产成本，是一种理想的应用于冶金的调速设备。