【摘 要】：本文主要介紹英威騰IPE200變頻器在某新建鋼鐵鑄造項(xiàng)目回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用，并介紹IPE200變頻器特點(diǎn)和性能。在生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)等方面都達(dá)到了滿(mǎn)意效果。
【關(guān)鍵詞】：回轉(zhuǎn)窯 IPE200變頻器
1. 引言
回轉(zhuǎn)窯在水泥、冶金等行業(yè)運(yùn)用廣泛，回轉(zhuǎn)窯作為煅燒的窯爐，隨著鋼鐵冶煉工藝發(fā)展的需要，它在滿(mǎn)足鋼鐵冶煉需要的同時(shí)，亦在其它行業(yè)中充分地體現(xiàn)出了它在大工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)越性和可持續(xù)發(fā)展的遠(yuǎn)景。
回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷變化劇烈、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求大、工藝上要求進(jìn)行調(diào)速。早期的生產(chǎn)線上一般使用的是直流電機(jī)、滑差電機(jī)或繞線式電機(jī)，該種電機(jī)在生產(chǎn)中最大的問(wèn)題在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修難度高。近幾年企業(yè)在回轉(zhuǎn)窯上通常選擇交流變頻器調(diào)速。
江蘇某鋼鐵公司新廠擴(kuò)建過(guò)程中，購(gòu)買(mǎi)我司IPE200變頻器用于控制回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)，以下簡(jiǎn)略介紹我司變頻器IPE200在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)用的特點(diǎn)。
2. 回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)分析：
回轉(zhuǎn)窯有主傳動(dòng)系統(tǒng)和輔助傳動(dòng)系統(tǒng)，下面介紹一下回轉(zhuǎn)窯的兩大傳動(dòng)系統(tǒng)及其作用：
(1)主傳動(dòng)系統(tǒng)是由主電動(dòng)機(jī)、主減速器、齒輪齒圈、筒體構(gòu)成。
(2)輔助傳動(dòng)的作用是當(dāng)主電動(dòng)機(jī)或主電源發(fā)生故障時(shí)定期轉(zhuǎn)窯，以免回轉(zhuǎn)窯筒體因上下有溫差造成彎曲，并確保在砌磚或檢修時(shí)使筒體能停留在某個(gè)指定的位置。
回轉(zhuǎn)大窯負(fù)載具有如下特點(diǎn)：長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)后，起動(dòng)時(shí)窯體在受熱后變冷發(fā)生變形，軸承潤(rùn)滑程度等完全和運(yùn)行時(shí)是不同的。另一方面，在起動(dòng)時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料偏移處于正下方，整個(gè)窯體及窯內(nèi)的物料慣性大，那么這時(shí)需要的慣性是最大的?；剞D(zhuǎn)窯一旦克服了這種大慣性負(fù)載而起動(dòng)起來(lái)，維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動(dòng)能量及轉(zhuǎn)矩就很小了。
回轉(zhuǎn)窯雖然屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，是指在起動(dòng)后運(yùn)行正常條件下的特性，但在起動(dòng)時(shí)至正常運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)矩T max遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩T run。
圖1 回轉(zhuǎn)窯負(fù)載特性
所以，根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的這種負(fù)載特點(diǎn)，選擇變頻器及電動(dòng)機(jī)的功率就比較復(fù)雜，就變頻器而言，能夠克服窯體堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和窯內(nèi)物料最高時(shí)轉(zhuǎn)矩，使回轉(zhuǎn)窯順利起動(dòng)就顯得非常關(guān)鍵了。
對(duì)于變頻器的選擇要充分考慮以下兩點(diǎn)：
1). 如果選擇過(guò)大，一旦克服了回轉(zhuǎn)窯的大慣性負(fù)載而起動(dòng)起來(lái)，維持正常運(yùn)行所需的功率和轉(zhuǎn)矩變得較小，投資和能耗會(huì)加大。但正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)大馬拉小車(chē)現(xiàn)象，能耗大，一次性投資加大;
2). 如果選擇過(guò)小，雖然可以維持正常運(yùn)行，但起動(dòng)非常困難，甚至無(wú)法順利起動(dòng)，造成變頻器選擇失敗。因此，所選變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tmax。
3. 回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)變頻器配置：
3.1 工藝配置要求
1) 主傳動(dòng)裝置采用兩臺(tái)電機(jī)同步拖動(dòng)的方式，電機(jī)之間的負(fù)載和轉(zhuǎn)速需要保證完全一致，否則可能出現(xiàn)傳動(dòng)不穩(wěn)定的情況;
2) 主傳動(dòng)、冷卻風(fēng)機(jī)、輔助傳動(dòng)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖，主電機(jī)與輔助電機(jī)之間設(shè)置聯(lián)鎖，不得同時(shí)運(yùn)行;主(輔)電機(jī)與主減速機(jī)的壓力潤(rùn)滑電機(jī)之間設(shè)置聯(lián)鎖裝置，潤(rùn)滑電機(jī)未啟動(dòng)時(shí)主(輔)電機(jī)不能啟動(dòng)，潤(rùn)滑電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)主(輔)電機(jī)自動(dòng)停運(yùn);減速機(jī)、托輪軸承組、擋輪液壓站的油溫≤25℃時(shí)，開(kāi)啟電源時(shí)主(輔)電機(jī)不能啟動(dòng)，各加熱系統(tǒng)自動(dòng)供電(當(dāng)油溫達(dá)到43℃時(shí)自動(dòng)斷電)，當(dāng)油溫達(dá)到25℃時(shí)方能啟動(dòng)主(輔)電機(jī)。
圖2 回轉(zhuǎn)窯現(xiàn)場(chǎng)圖片
3)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：
380V，50HZ，200KW，額定電流：358A，1380r/min，西門(mén)子電機(jī)廠制造;
4)主傳動(dòng)變頻器配置：
回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心問(wèn)題是主傳動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速同步和轉(zhuǎn)矩平衡問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到故障停機(jī)后需要滿(mǎn)載啟動(dòng)的情況，選用變頻器時(shí)首先需考慮矢量控制型變頻器。同時(shí)又要求變頻器具備很好的主從控制功能，對(duì)此IPE200系列變頻器便是其最佳選擇。最終選型為IPE200-280G-4。
回轉(zhuǎn)窯負(fù)載慣性很大，因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩，電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來(lái)加快啟動(dòng)，避免振蕩。從成本上考慮，配合制動(dòng)單元消除回饋電能。
IPE200系列變頻具備以下突出性能：
(1) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：0.5Hz/150%(SVC);0 Hz/200%(VC)
(2) 過(guò)載能力：150%額定電流60s;180%額定電流10s;200%額定電流瞬時(shí);
(3) 調(diào)速比：1：100(SVC);1：1000(VC)
(4) 速度控制精度：±0.5%最高速度(SVC);±0.1%最高速度(VC)
(5) 可支持電機(jī)溫度檢測(cè);
3.2 主傳動(dòng)變頻器原理圖：
圖3 回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)IPE200主從原理圖
圖4 回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)電氣原理圖
3.3 主傳動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
3.3.1 調(diào)試主要包括參數(shù)自學(xué)習(xí)、空載調(diào)試及帶載調(diào)試幾個(gè)階段。
3.3.2 電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)及空載調(diào)試：把電機(jī)和減速機(jī)脫開(kāi)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)參數(shù)自學(xué)習(xí)。首先確認(rèn)電機(jī)類(lèi)型，然后輸入電機(jī)的額定參數(shù)，通過(guò)設(shè)置P0.17=1，然后按RUN開(kāi)始自學(xué)習(xí)。先在V/F模式開(kāi)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察從0-50HZ運(yùn)行平穩(wěn)。再分別在無(wú)PG矢量模式下和有PG矢量模式下，在0-50HZ之間運(yùn)行觀察電機(jī)電流平穩(wěn)。
3.3.3 因?yàn)楸粳F(xiàn)場(chǎng)電機(jī)配有編碼器，主傳動(dòng)變頻器最終工作在有PG矢量模式;
帶載調(diào)試：先將變頻器帶輕載在25HZ運(yùn)行，查看輸出電流、電壓、轉(zhuǎn)速是否符合要求，然后在50HZ運(yùn)行。若輕載過(guò)程均正常的時(shí)候便可以進(jìn)行正常生產(chǎn)過(guò)程的帶載調(diào)試。經(jīng)過(guò)調(diào)試，負(fù)載電流穩(wěn)定在95-115A之間。
圖5 兩臺(tái)變頻器輸出電流
3.4 主傳動(dòng)變頻器IPE200參數(shù)設(shè)置：
表一 主機(jī)主要參數(shù)表
表二 從機(jī)主要參數(shù)表
4. 結(jié)束語(yǔ)
回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)采用英威騰IPE200變頻器驅(qū)動(dòng)后，運(yùn)行情況良好，主要體現(xiàn)在以下的優(yōu)點(diǎn)：
1. 速度同步，電流均衡。從機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩跟主機(jī)相同，電流相當(dāng)。從鍵盤(pán)上看主機(jī)和從機(jī)電流顯示幾乎沒(méi)有差異。從機(jī)不會(huì)出現(xiàn)與主機(jī)速度不匹配而導(dǎo)致過(guò)壓的現(xiàn)象。
2. 優(yōu)異的軟起/停特性。加/減速時(shí)間(0-60min)連續(xù)可調(diào),并可實(shí)現(xiàn)S型加減速,有效降低啟停沖擊。
3. 重載啟動(dòng)平穩(wěn)?；剞D(zhuǎn)窯主傳動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中任意時(shí)刻停機(jī)再重新啟動(dòng)均無(wú)問(wèn)題，低頻運(yùn)轉(zhuǎn)最大可輸出1.5倍額定轉(zhuǎn)矩。
IPE200交流傳動(dòng)系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)窯的成功運(yùn)用，也是國(guó)產(chǎn)變頻器在冶金企業(yè)生產(chǎn)線運(yùn)用的嘗試，IPE200以其高性能的控制技術(shù)和完善穩(wěn)定的功能在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中都得到了證明。從運(yùn)行效果來(lái)看，完全能夠滿(mǎn)足工藝的要求。
（轉(zhuǎn)載）
