摘 要：本文介紹了HPVFC變頻器在福建鼎信實業(yè)有限公司煉鋼傾動轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用情況，并對HPVFC變頻器的原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。HPVFC變頻器具有矢量閉環(huán)控制，低頻段力矩輸出可達(dá)150%，并設(shè)計有同步卡可選，通訊功能等，無需更多電氣設(shè)計便可滿足旋轉(zhuǎn)傾動爐的使用需求。此外，還可以在很多變力矩場合使用，譬如：絞車、起重、轉(zhuǎn)爐、破碎機(jī)、球磨機(jī)等。
關(guān)鍵詞：HPVFC變頻器 驅(qū)動傾動力矩電機(jī) 矢量閉環(huán)控制
1 引言
眾所周知，由于煉鋼的特殊性，高溫的鋼水要求轉(zhuǎn)爐在移動過程中要平穩(wěn)運行，防止鋼水溢出而造成事故。鋼爐在旋轉(zhuǎn)傾動過程中，運行速度緩慢。隨著鋼水量的變化，傾角也會發(fā)生變化，這就要求變頻器必須具備調(diào)速控制靈敏精確、低頻輸出且力矩大的技術(shù)特性，才能在煉鋼傾動轉(zhuǎn)爐的傳動機(jī)構(gòu)中使用。
煉鋼傾動轉(zhuǎn)爐的傳動機(jī)構(gòu)由水平運行和旋轉(zhuǎn)啟動兩個傳動系統(tǒng)構(gòu)成，其一個周期的工作過程如下：
向爐體內(nèi)加料加熱→溫度加熱到工藝要求值→平移動到指定位置→旋轉(zhuǎn)傾動轉(zhuǎn)爐將鋼水倒入模具→倒出鋼水后轉(zhuǎn)爐傾動回位→轉(zhuǎn)爐水平移動的初始位置
轉(zhuǎn)爐的傾動一般是由兩臺電機(jī)（或者是四臺電機(jī)）同步拖動，旋轉(zhuǎn)傾動轉(zhuǎn)爐的變頻調(diào)速技術(shù)難點在于精準(zhǔn)地控制傾動電機(jī)的輸出力矩。
HPVFC變頻器具有以下功能：
1.1、精準(zhǔn)的同步功能，能精準(zhǔn)地控制兩臺電機(jī)同步運行，才能保證傾倒鋼水準(zhǔn)確地倒入模具中；
1.2、閉環(huán)控制、控制精度高，傾倒鋼水過程中需要精準(zhǔn)控制電機(jī)的速度，進(jìn)而精準(zhǔn)地控制轉(zhuǎn)爐的傾角變化，最終能保證鋼爐的出水量準(zhǔn)確；
1.3、低頻大轉(zhuǎn)矩，傾倒鋼水是一個很緩慢的過程，電機(jī)運行速度很慢，而電機(jī)所帶負(fù)載很大；
1.4、精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程通訊控制和監(jiān)控，鋼爐的溫度高，要求工作人員必須遠(yuǎn)距離操作。
2 控制方案
福建鼎信實業(yè)有限公司的傾動旋轉(zhuǎn)爐滿載負(fù)荷可達(dá)150噸，傾動裝置采用全懸掛扭力桿平衡裝置，扭力桿扭動產(chǎn)生扭矩，扭矩轉(zhuǎn)化為壓力和拉力，并垂直作用于旋轉(zhuǎn)爐上，使之平穩(wěn)傾倒。
3 電氣原理
索肯和平(上海)電氣HPVFC變頻器具有矢量閉環(huán)控制，低頻段力矩輸出可達(dá)150%，并設(shè)計有同步卡可選，通訊功能等特點，可滿足旋轉(zhuǎn)傾動轉(zhuǎn)爐的所有功能的技術(shù)要求，無需更多的電氣設(shè)計和電氣裝置，從而為工程施工和工程改造節(jié)約了成本。
4 參數(shù)調(diào)試注意事項
4.1、在電機(jī)啟動過程，鋼水在爐體里呈液態(tài)，勢能向動能轉(zhuǎn)化的過程中容易形成震動。為了避免震動的發(fā)生，變頻器加速時間設(shè)計必須合理。
4.2、考慮到機(jī)械制動的因素，制動過程力矩過大，對機(jī)械沖擊較大。為了避免或減緩機(jī)械沖擊制動時形成的沖擊，要先能耗制動再電機(jī)減速。當(dāng)速度達(dá)到合理數(shù)值后再機(jī)械制動，減速時間也要合理。
4.3、主變頻器采用雙臂環(huán)回路控制，速度由PLC和通訊給定，編碼器反饋作為系統(tǒng)的速度反饋。
4.4、同步運行要求，從機(jī)嚴(yán)格按照主機(jī)頻率運行。
4.5、機(jī)械抱閘時間設(shè)計，可以由主機(jī)輸出模擬量供給PLC，PLC輸出控制抱閘速度，確保機(jī)械抱閘的安全。
5 其它注意事項
水平移動由于只考慮啟動和到位制動時的力矩變化，中間勻速運行，變化力矩和制動力矩不是很大，對變頻器參數(shù)要求不是很高，參數(shù)調(diào)試只要考慮制動時間，防止勢能轉(zhuǎn)化就可以滿足要求。
6 結(jié)束語
HPVFC為矢量變頻器，具有低頻力矩輸出，同步主從設(shè)計，多路模擬信號輸出，各種控制模式。所以，在很多變力矩場合，譬如：絞車、起重、轉(zhuǎn)爐、破碎機(jī)、球磨機(jī)等低頻力矩要求全力矩輸出、力矩變化復(fù)雜的設(shè)備上具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢。對于力矩變化大及制動力矩復(fù)雜的場合，采用索肯和平HPVFV(矢量)、HPVFC(起重)、HPVFQ(四象限)變頻器可以大大簡化電氣控制的要求，具有較強(qiáng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，可在一定程度上推動國家節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展。
作者簡介
朱福漢，男，高級工程師，現(xiàn)就職于索肯和平(上海)電氣技術(shù)工程部，從事變頻器現(xiàn)場工作16年。
新聞中心