INOMAX VFD oplossing voor staalfabrieken

1 Inleiding

Het frequentie-aangedreven staalproductieproces van de Henan Yaxin Steelmaking Plant is complex, met veel detectieparameters en frequente apparatuuracties. De nauwkeurigheid van de detectie van procesparameters en het niveau van automatische controle houden rechtstreeks verband met de kwaliteit en output van gesmolten staal. Om deze reden moet er een reeks controlesystemen zijn met nauwkeurige en tijdige detectie en een hoog niveau van automatische controle om de productie te stabiliseren en te voldoen aan de behoeften van het voortbestaan ​​en de ontwikkeling van ondernemingen.

2 De belastingskarakteristieken van het kantelen van de frequentieomvormer

Bij het maken van staal wordt gesmolten ijzer en staalschroot uit de hoogoven in de staaloven gebracht, via het proces van oxidatieve ontkoling en slakken, om schadelijke elementen te verminderen, ovengas en slakken te verwijderen en gesmolten staal te smelten dat aan de eisen voldoet.

Er zijn momenteel drie belangrijke staalproductiemethoden, namelijk de staalproductie in de open haard, de staalproductie met frequentieaandrijving en de staalproductie in elektrische ovens. De meeste van hen maken gebruik van zuurstof-topgeblazen frequentieregelaars voor de staalproductie. De superioriteit ervan is bevorderlijk voor de automatisering van het productieproces.

2.1 De belangrijkste apparatuur voor de staalproductie met zuurstof-topgeblazen frequentieaandrijving is

(1) Apparatuur voor de levering van grondstoffen: inclusief de levering van gesmolten ijzerschroot, bulkmaterialen en ferrolegeringen;

(2) De belangrijkste uitrusting van de frequentieaandrijving: deze bestaat uit het ovenlichaam, het ondersteunende apparaat van het ovenlichaam en het elektrische aandrijfbesturingssysteem voor het kantelen van het ovenlichaam, enz.;

(3) Zuurstofblaasapparaat: bij de staalproductie met zuurstoffrequentieaandrijving wordt een grote hoeveelheid zuurstof gebruikt en is een tijdige zuurstoftoevoer vereist, de zuurstofdruk is stabiel en veilig en betrouwbaar. Daarom moet er een complete set apparatuur aanwezig zijn om de zuurstoftoevoer naar de frequentieomvormer te garanderen;

(4) Apparatuur voor de behandeling van rookgaszuivering;

(5) Apparatuur voor de verwerking van slakken, raffinageapparatuur buiten de oven en apparatuur voor het gieten van blokken.

Afhankelijk van de procesvereisten bedraagt ​​de kantelhoek van de frequentieomvormer plus of min 360°. Het onderste deel van de oventap van de frequentieaandrijving is hoger dan het bovenste deel en het onderste deel is zwaarder dan het bovenste deel. Het is ontworpen op basis van een positief moment. Wanneer het elektrische regelsysteem van de frequentieaandrijving uitvalt of de remkracht onvoldoende is, moet u daarom vertrouwen op het positieve moment van het ovenlichaam om ervoor te zorgen dat de ovenmond naar boven is gericht en er geen staalvalongeval plaatsvindt.

Wanneer de frequentieomvormer normaal werkt en het gesmolten staal moet worden gestort, zal de motor een positief koppel leveren om de frequentieomvormer langzaam te laten kantelen. Nadat het gesmolten staal is gegoten, moet het ovenlichaam langzaam naar de normale positie worden teruggebracht. Op dit moment moet de potentiële energie van de frequentieomvormer worden teruggevoerd naar het systeem en werkt de motor in de feedbackstatus.

2.2 vereisten van de frequentieomvormer voor het transmissiesysteem

Vanwege de kenmerken van de technologie en transmissietechnologie van de frequentieomvormer stelt de frequentieomvormer hoge eisen aan het transmissiesysteem:

(1) De mechanische kantelfrequentieaandrijving kan continu 360 ° draaien en kan nauwkeurig op elke positie stoppen, en moet ook snelheidsregelingsprestaties hebben in overeenstemming met de procesvereisten. De kantelpositie kan bepaalde eisen stellen aan de aanverwante apparatuur, zoals zuurstoflansen, pollepelkarren en rookkappen;

(2) Tijdens bedrijf moet er maximale veiligheid en betrouwbaarheid zijn. Wanneer een bepaald deel van de elektrische of mechanische storing optreedt, moet de kantelmachine gedurende een korte tijd kunnen blijven werken en dit kunnen volhouden tot het einde van de eerste oven van de staalproductie, zelfs als de kantelmachine zich voordoet. Wanneer het ongeval niet kan worden verholpen gecontroleerd zal de oven niet automatisch omvallen en een "steel-down"-ongeluk veroorzaken;

(3) Kantelmachines moeten een goede flexibiliteit hebben om schokbelastingen en torsietrillingen veroorzaakt door starten en remmen te bufferen.

Een andere belangrijke uitrusting voor de staalproductie met frequentieaandrijving is de zuurstoflans.

Zuurstoflans is een typische potentiële belasting. Zodra de reminrichting wordt geopend, wordt de zuurstoflansmotor onmiddellijk voor 100% belast. Wanneer de zuurstoflans omhoog wordt gebracht, overwint het elektromagnetische koppel van de motor het belastingskoppel. De motor werkt in elektrische staat. Wanneer de zuurstoflans naar beneden zakt, zorgt het belastingskoppel ervoor dat de motor gaat draaien. De motor werkt in de feedback-remstatus. Net als bij het kantelcontrolesysteem moet het transmissiecontrolesysteem van de zuurstoflans ook samenwerken met het remapparaat om het fenomeen "rollen" te voorkomen, en het heeft ook voldoende startkoppel en overbelastingscapaciteit. En de snelheid kan worden aangepast.

De frequentieomvormer is over het algemeen uitgerust met twee sets zuurstoflansen, één set werkt en de andere set is reserve of gereviseerd.

De configuratie van het frequentieomvormerbesturingssysteem van de frequentieomvormer met 3 frequenties in de staalfabriek van Sangang Company

Vanwege de kanteling van de frequentieaandrijving en de kenmerken van het zuurstoflansbesturingssysteem werd de ACS880-serie omvormer van INOMAX geselecteerd.

3.1 Technische kenmerken van de INOMAX ACS880-serie omvormer

De technische kenmerken van de omvormer uit de INOMAX ACS880-serie zijn als volgt; deze is hier vooral geschikt voor de besturing van frequentieomvormers:

Bij directe koppelregeltechnologie worden statorflux en koppel gebruikt als de belangrijkste regelvariabelen. Dankzij de combinatie van een snelle digitale signaalprocessor en een geavanceerd motorsoftwaremodel kan de toestand van de motor met 40.000 keer/s worden bijgewerkt. Omdat de motortoestand en de vergelijkingswaarde tussen de werkelijke waarde en de opgegeven waarde voortdurend worden bijgewerkt, wordt elke schakeltoestand van de omvormer afzonderlijk bepaald. Dit betekent dat het aandrijfsysteem de beste combinatie van schakelaars kan produceren en snel kan reageren op dynamische veranderingen zoals belastingsverstoringen en onmiddellijke stroomstoringen. Bij DTC is er geen behoefte aan een PWM-modulator die de spanning en frequentie afzonderlijk regelt. Daarom is er geen vaste hakfrequentie. Tijdens de daadwerkelijke werking zal het hoogfrequente geluid dat wordt uitgezonden door andere omvormers die de motor aandrijven, niet worden gegenereerd, en zal het stroomverbruik van de omvormer zelf ook worden verminderd.

De standaard ingebouwde AC-reactor vermindert de hoge harmonische inhoud van de binnenkomende voeding aanzienlijk, vermindert de elektromagnetische straling van de omvormer aanzienlijk en beschermt de gelijkrichtdiode en filtercondensator tegen de impact van spanning en stroom.

Volledig koppel bij nul toerental: De door de ACS880 aangedreven motor kan het nominale koppel van de motor bij nul toerental verkrijgen en vereist geen feedback van een optische encoder of een toerentellermotor. De vectorbesturingsomvormer kan alleen het volledige koppel leveren wanneer deze bijna nul toerental heeft.

Dankzij de nauwkeurige koppelregeling van DTC kan de ACS880 een regelbaar en stabiel maximaal startkoppel leveren. Het maximale startkoppel kan 200% van het nominale motorkoppel bereiken.

Automatische start: De automatische startkarakteristiek van de ACS880 overtreft de prestaties van een vliegende start en een integrale start van een algemene frequentieomvormer. Doordat de ACS880 binnen enkele milliseconden de toestand van de motor kan meten, kan deze onder alle omstandigheden snel gestart worden binnen 0,48s. De vectorbesturingsomvormer moet groter zijn dan 2,2 s.

In de fluxoptimalisatiemodus wordt de motorflux automatisch aangepast aan de belasting om de efficiëntie te verbeteren en het motorgeluid te verminderen. Dit komt door de optimalisatie van de magnetische flux. Op basis van verschillende belastingen kan het totale rendement van de omvormer en de motor met 1%-10% worden verhoogd.

Nauwkeurige snelheidsregeling: De dynamische snelheidsfout van de ACS880 bedraagt ​​0,3%s bij open-lustoepassing en 0,1%s bij gesloten-lustoepassing. De vectorbesturingsomvormer is groter dan 0,8%s in open lus en 0,3%s in gesloten lus. De statische nauwkeurigheid van de ACS880-frequentieomvormer is 0,01%.

Nauwkeurige koppelregeling: De dynamische reactietijd van de koppelstap kan 1-5 ms bereiken in toepassingen met open lus, terwijl de vectorbesturingsomvormer 10-20 ms nodig heeft in gesloten lus en 100-200 ms in open lus.

De frequentieaandrijvingscapaciteit van de Helan Yaxin Steelmaking Plant is 100 ton, de kantelmotoren van de frequentieomvormer zijn 4 sets van 90 kW frequentieomzettingsmotoren en de zuurstoflansmotoren zijn 2 sets van 75 kW frequentieomzettingsmotoren;

3.2 Kantel- en zuurstoflanscontrolesituatie

(1) Kantelbediening

Meestal wordt het kantelen van de frequentieomvormer gedaan door 3-4 motoren, dus om het systeem betrouwbaarder en stabieler te laten werken, moeten deze motoren belastinggebalanceerd zijn, dat wil zeggen dat alle motoren dezelfde output hebben.

Omdat deze 4 motoren vast met elkaar verbonden zijn, moeten de snelheden van alle motoren absoluut gesynchroniseerd zijn. Daarom maakt de transmissie van de 4 motoren gebruik van master/slave-besturing en zijn de 4 omvormers verbonden door optische vezels. Daarom wordt in de systeemconfiguratie één frequentiefrequentieomvormer gebruikt als master, en deze wordt gebruikt voor snelheidsaanpassing en uitgangskoppelinstelling, en worden andere frequentiefrequentieomvormers gebruikt als slaves om de koppelrespons van de master te volgen, zoals weergegeven in Figuur 2. Vergeleken met de conventionele besturingsmethode verbetert dit gebruik de prestaties van het systeem naar een nieuw niveau. Los het fenomeen van "knikken" en "hoofdschudden" van de frequentieomvormer, veroorzaakt door de werking van de asynchrone motor, volledig op.

Er kunnen 4 omvormers worden geschakeld tussen master en slave, maar er kan slechts één master tegelijkertijd zijn en de andere drie zijn slaves. De master gebruikt de snelheidsregelmodus en de slave de koppelregelmodus. De master stuurt besturingscommando's naar de slaves. De slave accepteert de start- en stopopdrachten van de host en de ingestelde koppelwaarde om te handelen.

Wanneer een slave-machine uitvalt, heeft dit geen invloed op de communicatie en acties tussen de master en andere slaves, zodat deze kan blijven draaien en kan wachten op goed onderhoud; wanneer de master faalt, stopt de slave omdat deze het signaal van de master niet kan ontvangen. Op dit moment wordt een van de slaves overgeschakeld naar de master en wordt de defecte master overgeschakeld naar de slave. Nadat de omschakeling is voltooid, verzendt de master een resetcommando om het signaal te synchroniseren, en het slave-foutsignaal verdwijnt. Wanneer het systeem normaal is, blijft u werken. Wacht tot het juiste moment om de defecte apparatuur te reviseren.

Wanneer de master normaal is en 3 slaves tegelijkertijd fouten melden, betekent dit dat er een probleem is in de communicatie. Om de normale productie niet te beïnvloeden, worden op dit moment alle slaves overgeschakeld naar de master, dat wil zeggen dat de 4 omvormers tegelijkertijd de snelheidsregeling uitvoeren. Indien beschikbaar, controleer dan onmiddellijk of er communicatieproblemen zijn.

Houd er rekening mee dat bij het inspecteren en repareren van de omvormer, als andere omvormers op dit moment moeten blijven werken, omdat het glasvezelcommunicatienetwerk is losgekoppeld nadat de omvormer is uitgeschakeld, andere omvormers geen master/slave-besturing kunnen uitvoeren en dat ze worden overgeschakeld naar De host kan blijven draaien. Nadat de revisie is voltooid, schakelt u over naar de master/slave-besturingsmodus.

Als er een normale master/slave-schakeling wordt uitgevoerd, zal de slave een storing melden als gevolg van het tijdelijk uitvallen van het mastersignaal. Wanneer de master/slave-schakeling voltooid is, nadat de master een resetcommando heeft verzonden, kunnen alle alarmsignalen worden geëlimineerd.

Omdat de frequentieomvormer een belasting is met een hoog startkoppel, is de startmethode een startmethode met een hoog koppel met constante bekrachtiging, en de stopmethode een hellingstopmethode. De remchopper en remweerstand worden gebruikt om de teruggevoerde energie te absorberen.

Om nauwkeurig te kunnen coördineren met het remapparaat, geeft de omvormer, wanneer de snelheid van de omvormer de absolute nulsnelheid bereikt, instructies uit om het remapparaat te besturen, en wordt de remschakelaar aangedreven door het tussenrelais, waarna de omvormer de bekrachtiging stopt, wat ervoor kan zorgen dat het kantelapparaat geen "rollend" fenomeen zal vertonen.

(2) Zuurstoflanscontrole

De sleutel tot zuurstoflanscontrole is dat nadat de rem is geopend, de motor 100% belasting moet hebben. Om deze reden moet de transmissie bij nulsnelheid minimaal 150% koppel leveren om te voorkomen dat de zuurstoflans "wegglijdt".

De directe koppelregelingsmodus van de INOMAX-omvormer kan tot 200% uitgangskoppel leveren bij nulsnelheid. De speciale hefsoftware heeft een koppelgeheugenfunctie om het startkoppel te onthouden dat nodig is voor de zuurstoflans. Zodra het systeem is gestart, hoeft u alleen maar het vereiste koppel uit te voeren om een ​​soepele werking van de zuurstoflans te garanderen.

De remvergrendelingsfunctie van de INOMAX-hefsoftware zorgt voor een veilige werking van het systeem.

samenvatting:

Inomax-aandrijvingen zijn de ideale keuze voor staalfabrieken, met betere prestaties en kosteneffectiever.