AB700S大功率变频器在高炉卷扬机上应用

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摘要：本文分析了ab700s变频器在高炉料车中的应用，主要研究两台电机同时驱动一台设备时的同步性控制，同时起动、加减速、制动、停车的解决方案，以及两台变频器间实时通讯的问题；另在大位能负载下，精确停车定位的实现。

关键词：AB700S变频器 高炉卷扬机 同步控制 精确定位

中图分类号：TN773 文献标识码：A

引言：

天钢联合特钢有限公司炼铁厂1080高炉设计采用的卷扬料车上料，料车有效容积8.5M3，自重12.5吨，双料车上料。料车上料具有结构紧凑，节约电力能耗，等优点。斜桥倾角59度，料车卸料点标高51米，全行程71.2米，卷扬机用用双电机双减速机同轴驱动。高炉料车卷扬机设计按高炉铁平均日产量2720 吨、年产量 95 万吨能力设计，完全满足工艺要求。 在确保高炉主卷扬机成套设备在正常工况条件（频繁启、制动，频繁正反转，双料车）下，能满足高炉上料。 当一台电动机或减速器发生故障被拆除时，另一台电动机或减速器能够保证小料批70%上料。

设备主要结构及选型：

高炉卷扬机选用国内知名的北京太富力传动机械有限公司产品。控制系统采用变频器为罗克韦尔自动化公司生产的AB700S系列大功率变频器和1756系列PLC组成，AB700S系列变频器具有控制功能灵活、简单、可靠、结构紧凑等优点，设计合理，配合电机编码器反馈能实现闭环高精度定位控制。电动机采用上海南洋电机有限公司YTSZ系列冶金用交流变频电动机。额定功率355kW×2，电动机带增量型编码器型号：RVI58N-011K1R61N-1024（P+F）。电机前后轴承和三相绕组加裝PT100测温元件，出线接入端子箱。 两台制动器分别装在两台减速器输入轴上，任何一台制动器或减速器出现故障，另外一台制动器仍然能够对卷扬机制动，可靠性高。电机变频范围：3～50Hz 为恒转矩运行，50～70Hz 为恒功率运行。

控制方案：

由于卷扬机由两台电动机拖动，需要考虑电机同步问题，于是在1#变频器至2#变频器间采用光纤通信，1#变频器设定为主机（内部设定速度环控制），2#设定为从机（内部设定为转矩环控制），转矩给定信号由1#变频器经光纤送入2#变频器。光纤通信通讯速度快，抗干扰能力强的优点，特别适用工业现场较多干扰的环境。

天钢1080高炉上料主卷扬采用三台AB700S变频器控制，两用一备。一台变频器为主变频器，采用速度控制模式；另一台变频器为从变频器，采用转矩控制模式。

调试时设定为三段固定速度，300、800、1200转/分，自启动开始45秒能将料车送至炉顶。起动时PLC程序延时9S后投入中速、高速，以设计有两个好处，一是9S后在斜桥上侧的料车从倒料位进入直行段，二是斜桥下部料车己出地坑，两个料车全部进行直行段，机械方面允许高车速运行。减速段分为两级减速，智能主令在行程到60米时发出第一次减速命令，66米发出第二次减速命令，即能保证上料车速度，又能在安全的控制停车前的速度。停车设定为自由停车，可有效避免机械冲击。

由于设计原因，原控制系统只能保证+10CM的定位误差，不能满足工艺要求。通过现场观察，深入论证，决定在输出轴另一侧安装一套高精度智能主令控制系统（2#主令）。新智能主令检测元件采用P+F公司的单圈绝对值编码器，分辩率8192码/转，程序控制采用西门子公司S7-200+TD400C系统，大大提高了控制精度，实际应用可以达到+1CM。采用上述措施后，定位精度大大提高，三座高炉自2011年运行以来未出现一起因控制系统导致的设备故障。

参考文献：《PowerFlex® 700S Phase II高性能交流变频器Phase Ⅱ控制用户手册》