1 Introducción
El proceso de fabricación de acero con accionamiento de frecuencia de la planta siderúrgica de Henan Yaxin es complejo, con muchos parámetros de detección y acciones frecuentes del equipo.La precisión de la detección de parámetros de proceso y el nivel de control automático están directamente relacionados con la calidad y el rendimiento del acero fundidoPor esta razón, there must be a set of control systems with accurate and timely detection and a high level of automatic control in order to stabilize production and meet the needs of enterprise survival and development.
2 Características de carga de la inclinación del accionamiento de frecuencia
La fabricación del acero consiste en introducir el hierro fundido y la chatarra de acero del alto horno en el horno de fabricación del acero, mediante el proceso de descarbonización oxidativa y escoriación, para reducir los elementos nocivos,eliminar el gas del horno y las escorias, y acero fundido que cumpla con los requisitos.
Actualmente existen tres métodos principales de fabricación de acero, a saber, la fabricación de acero a fuego abierto, la fabricación de acero con accionamiento de frecuencia y la fabricación de acero por horno eléctrico.La mayoría de ellos usan motores de frecuencia de oxígeno para la fabricación de acero.Su superioridad es propicio para la automatización del proceso de producción.
2.1 El equipo principal para la fabricación de acero con transmisión de oxígeno de alta frecuencia es
(1) Equipos de suministro de materias primas: incluido el suministro de chatarra de hierro fundido, materiales a granel y ferroaleaciones;
(2) Equipo principal del accionamiento de frecuencia: está compuesto por el cuerpo del horno, el dispositivo de apoyo del cuerpo del horno y el sistema de control de accionamiento eléctrico para la inclinación del cuerpo del horno, etc.;
(3) Dispositivo de soplado de oxígeno: Cuando la acería de oxígeno con frecuencia de accionamiento, se utiliza una gran cantidad de oxígeno, y se requiere un suministro oportuno de oxígeno, la presión de oxígeno es estable, y seguro y confiable.Debe haber un conjunto completo de equipos para garantizar el suministro de oxígeno al motor de frecuencia.;
(4) Equipo de tratamiento de purificación de gases de combustión;
(5) Equipos para el procesamiento de escoria, equipos de refinación fuera del horno y equipos de fundición de lingotes.
De acuerdo con los requisitos del proceso, el ángulo de inclinación de la unidad de frecuencia es de más o menos 360°.y la parte inferior es más pesada que la parte superiorPor lo tanto, cuando el sistema de control eléctrico de accionamiento de frecuencia falla o la fuerza de frenado es insuficiente,depender del momento positivo del cuerpo del horno para garantizar que la boca del horno esté hacia arriba, y no se produce ningún accidente de caída de acero.
Cuando la unidad de frecuencia está funcionando normalmente, si el acero fundido necesita ser vertido, el motor emitirá un par positivo para impulsar la unidad de frecuencia a inclinarse lentamente.Después de verter el acero fundido, el cuerpo del horno debe ser devuelto a la posición normal lentamente. En este momento, la energía potencial del motor de frecuencia debe ser alimentada de nuevo al sistema,y el motor está trabajando en el estado de retroalimentación.
2.2 los requisitos del accionamiento de frecuencia para el sistema de transmisión
Debido a las características de la tecnología del accionamiento de frecuencia y la tecnología de transmisión, el accionamiento de frecuencia tiene altos requisitos para el sistema de transmisión:
(1) El accionamiento de frecuencia de inclinación mecánica puede girar continuamente 360° y puede detenerse con precisión en cualquier posición, y también debe tener un rendimiento de control de velocidad de acuerdo con los requisitos del proceso.Su posición de inclinación puede tener ciertos requisitos de bloqueo con equipos relacionados, tales como lanzas de oxígeno, carros de cucharón y capas de humo;
(2) Durante el funcionamiento, debe garantizarse la máxima seguridad y fiabilidad.la máquina de inclinación debe poder continuar funcionando durante un corto tiempo y mantenerla hasta el final del primer horno de fabricación de aceroCuando el accidente no puede ser controlado, el horno no se vuelca automáticamente y causa un accidente de "acero hacia abajo";
(3) Las máquinas de inclinación deben tener una buena flexibilidad para amortiguar las cargas de choque y las vibraciones de torsión causadas por el arranque y el frenado.
Otro equipo clave para la fabricación de acero con accionamiento de frecuencia es la lanza de oxígeno.
La lanza de oxígeno es una carga potencial típica. Tan pronto como se abre el dispositivo de freno, el motor de la lanza de oxígeno tendrá inmediatamente una carga del 100%.el par electromagnético del motor supera el par de cargaEl motor funciona en un estado eléctrico. Cuando la lanza de oxígeno baja, el par de carga tira del motor para girar. El motor está trabajando en el estado de frenado de retroalimentación.Similar al sistema de control de inclinación, el sistema de control de la transmisión de la lanza de oxígeno también debe funcionar en coordinación con el dispositivo de freno para evitar el fenómeno de "rollo",y también tiene suficiente par de arranque y capacidad de sobrecargaY la velocidad se puede ajustar.
La unidad de frecuencia está generalmente equipada con dos conjuntos de lanzas de oxígeno, un conjunto está funcionando, y el otro conjunto es de repuesto o revisado.
La configuración del sistema de control de la unidad de frecuencia de la unidad de frecuencia de 3 frecuencias en la planta siderúrgica de la empresa Sangang
De acuerdo con la inclinación del motor de frecuencia y las características del sistema de control de la lanza de oxígeno, se seleccionó el inversor de la serie ACS880 de INOMAX.
3.1 Características técnicas del inversor de la serie INOMAX ACS880
Las características técnicas del inversor de la serie INOMAX ACS880 son las siguientes, es especialmente adecuado para el control de la unidad de frecuencia aquí:
Por medio de la tecnología de control directo del par, el flujo del estator y el par se utilizan como las principales variables de control.La combinación de un procesador de señal digital de alta velocidad y un modelo de software avanzado del motor permite actualizar el estado del motor a 40Dado que el estado del motor y el valor de comparación entre el valor real y el valor dado se actualizan constantemente, cada estado de conmutación del inversor se determina individualmente.Esto significa que su sistema de accionamiento puede producir la mejor combinación de interruptores y responder rápidamente a los cambios dinámicos tales como perturbaciones de la carga y los fallos de energía instantáneosEn DTC, no hay necesidad de un modulador PWM que controle el voltaje y la frecuencia por separado.el ruido de alta frecuencia emitido por otros inversores que accionan el motor no se generará, y el consumo de energía del inversor mismo también se reducirá.
El reactor de CA incorporado estándar reduce significativamente el contenido armónico de alto orden de la fuente de alimentación entrante, reduce en gran medida la radiación electromagnética del inversor,y protege el diodo rectificador y el condensador del filtro del impacto de voltaje y corriente.
Torque total a velocidad cero: el motor accionado por el ACS880 puede obtener el par nominal del motor a velocidad cero y no requiere la retroalimentación de un codificador óptico o un motor tacómetro.El inversor de control vectorial sólo puede alcanzar el par de salida completo cuando está cerca de la velocidad cero.
El control preciso del par proporcionado por DTC permite al ACS880 proporcionar un par máximo de arranque controlable y estable.
Comienzo automático: la característica de arranque automático del ACS880 excede el rendimiento del arranque en vuelo y el arranque integral del accionamiento de frecuencia de frecuencia general.Porque el ACS880 puede medir el estado del motor en unos pocos milisegundosEl inversor de control vectorial debe ser mayor que 2.2s.
En el modo de optimización del flujo, el flujo del motor se adapta automáticamente a la carga para mejorar la eficiencia y reducir el ruido del motor.Basado en diferentes cargas, la eficiencia total del inversor y del motor puede aumentar en un 1%-10%.
Control de velocidad preciso: el error de velocidad dinámica del ACS880 es de 0,3% en la aplicación de circuito abierto y 0,1% en la aplicación de circuito cerrado.3% en circuito cerradoLa precisión estática del ACS880 es del 0,01%.
Control preciso del par: el tiempo de respuesta del paso de par dinámico puede alcanzar 1-5 ms en aplicaciones de circuito abierto, mientras que el inversor de control vectorial necesita 10-20 ms en circuito cerrado y 100-200 ms en circuito abierto.
La capacidad de transmisión de frecuencia de la planta siderúrgica de Helan Yaxin es de 100 t, los motores de inclinación de la transmisión de frecuencia son 4 juegos de motores de conversión de frecuencia de 90 kW,y los motores de oxígeno lanza son 2 juegos de 75 kW motores de conversión de frecuencia;
3.2 Situación de inclinación y control de la lanza de oxígeno
(1) Control de inclinación
Por lo general, la inclinación de la unidad de frecuencia se realiza por 3-4 motores, por lo que para que el sistema funcione de manera más confiable y estable, estos motores deben estar equilibrados de carga, es decir,Todos los motores tienen la misma salida.
Dado que estos 4 motores están rígidamente conectados, las velocidades de todos los motores deben estar absolutamente sincronizadas.y los 4 inversores están conectados por fibras ópticasPor lo tanto, en la configuración del sistema, una unidad de frecuencia de frecuencia se utiliza como el maestro, y se utiliza para el ajuste de la velocidad y el ajuste del par de salida,y otras unidades de frecuencia de frecuencia se utilizan como esclavos para seguir la respuesta de par del maestroEn comparación con el método de control convencional, este uso mejora el rendimiento del sistema a un nuevo nivel.Solucionar completamente el fenómeno de "nudo" y "sacudir la cabeza" de la unidad de frecuencia causada por el funcionamiento del motor asíncrono.
4 inversores se pueden cambiar entre maestro y esclavo, pero sólo puede haber un maestro al mismo tiempo, y los otros tres son esclavos.El maestro adopta el modo de control de velocidad y el esclavo adopta el modo de control de parEl maestro envía comandos de control a los esclavos. El esclavo acepta los comandos de inicio y parada del host y el valor de par establecido para actuar.
Cuando una máquina esclavo falla, no afecta la comunicación y las acciones entre el amo y otros esclavos, por lo que puede seguir funcionando y esperar el mantenimiento adecuado; cuando el amo falla,el esclavo se detiene porque no puede recibir la señal del maestro en este momento, uno de los esclavos es cambiado al maestro, y el maestro fallido es cambiado al esclavo.y la señal de falla del esclavo desapareceCuando el sistema esté normal, continúe funcionando.
Cuando el amo es normal y 3 esclavos informan fallas al mismo tiempo, significa que hay un problema en la comunicación.Todos los esclavos son cambiados al amo en este momentoCuando esté disponible, compruebe de inmediato si hay problemas de comunicación.
Debe tenerse en cuenta que al inspeccionar y reparar el inversor, si se requiere que otros inversores sigan funcionando en este momento,ya que la red de comunicación de fibra óptica se ha desconectado después de apagar el inversor, otros inversores no pueden realizar el control maestro/esclavo y deben ser cambiados al modo de control maestro/esclavo.
Si se realiza un cambio maestro/esclavo normal, el esclavo informará de un fallo debido al fallo temporal de la señal maestro.Después de que el maestro envíe una orden de reinicio, todas las señales de alarma pueden ser eliminadas.
Debido a que el accionamiento de frecuencia es una carga con un par de arranque alto, el método de arranque es un método de arranque de par de arranque alto con excitación constante, y el método de parada es un método de parada en rampa.El chopper de frenado y la resistencia de frenado se utilizan para absorber la energía devuelta.
Para coordinarse con precisión con el dispositivo de freno, cuando la velocidad del inversor alcance la velocidad cero absoluta, el inversor emite instrucciones para controlar el dispositivo de freno,y el contactor de frenos es accionado por el relé intermedio, y luego el inversor detiene la excitación, lo que puede asegurar que el dispositivo de inclinación no aparecerá fenómeno de "rollo".
(2) Control de la lanza de oxígeno
La clave para el control de la lanza de oxígeno es que después de abrir el freno, el motor debe tener una carga del 100%.la transmisión debe producir al menos un 150% de par a velocidad cero para evitar que la lanza de oxígeno se "deslice".
El modo de control directo del par del inversor INOMAX puede proporcionar hasta un 200% de par de salida a velocidad cero.Su software de elevación dedicado tiene una función de memoria de par para memorizar el par inicial requerido por la lanza de oxígenoUna vez que el sistema se pone en marcha, basta con emitir el par requerido para asegurar el funcionamiento sin problemas de la lanza de oxígeno.
La función de control de bloqueo de los frenos del software de elevación INOMAX garantiza el funcionamiento seguro del sistema.
Resumen:
Las unidades Inomax son la opción ideal para las centrales siderúrgicas, con un mejor rendimiento y una mayor rentabilidad.