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ACS880系列变频器在330/80 t铸造起重机上的应用

更新时间:2016-07-05

鞍钢股份有限公司炼钢总厂三分厂炼钢5#生产线连铸区域原有两台300/75 t冶金铸造起重机,是与该生产线连铸系统1#、2#连铸机配套使用的起重设备,主要负责吊运精炼后的重钢水罐到连铸机旋转台进行连铸浇铸,以及吊运浇铸后的空钢水罐到整备作业区整备钢水罐的作业,是实现连铸高拉速及连浇的关键设备。2015年2#连铸机改造,由于钢铁产能不断提升,这2台起重机的工作效率已无法满足生产需要。2016年,对这2台连铸起重机增容改造为330/80 t,各机构调速方式由定子调压调速升级为全变频调速方式,电控系统采用ACS880系列变频器多传系统,是目前ABB公司ACS880系列变频器首次应用于铸造起重机。

1 ACS880系列变频器传动方案

ACS880多传系统由主起升、副起升、大车走行、主小车走行、副小车走行5个运行机构组成,330/80 t铸造起重机各机构电气传动图见图1。

AAS也能用于形成PEDOT(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)) 膜[165-174]。PEDOT膜的制备是通过在含有N-月桂酰肌氨酸钠(一种环保型AAS)的水溶液中直接阳极氧化EDOT(3,4-乙烯二氧噻吩)。除了上述应用以外,AAS也被用于优化干洗工艺,优化后的干洗工艺使用二氧化碳且其作为手性 溶剂[175-178]。

按照水利信息化建设“统一技术标准、统一运行环境、统一安全保障、统一数据中心和统一门户”的原则,水资源监控管理平台所有信息基础设施,包括采集监控、通信网络、数据存贮、计算、安全和机房等软硬件设施,都必须按资源共享的原则建设和应用,不做重复建设。按照这一要求,水资源监控管理信息平台各级节点建设在充分利用水利部、各流域机构及各省级机构现有信息化基础设施的基础上,补充购置和开发为满足水资源监控管理需要的软硬件设施和业务应用系统等。

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2 ACS880多传系统工作原理

330/80t铸造起重机的两台主起升电机连接在一台大减速器上,因此,对它们的同步性提出很高的要求,一旦同步性没达到设计要求,就会损坏减速器。ACS880系列变频器的主/从控制功能解决了传动中的同步性问题。

3 ACS880多传系统的优点

ACS880系列变频器在提高设备稳定性、简化设备操作性、延长设备使用寿命、快速排查设备故障、节能降耗环保等方面,都使设备运行的各项重要技术指标得到了大幅的提升[2]

图1 330/80 t铸造起重机各机构电气传动图

图2 ACS880多传动系统电路图

3.1 设备稳定性

变频器控制的启动、制动电流及时间可以按工作要求设置,因而大大降低了电动机启、制动时产生的大电流对电网和设备的冲击[3]

ACS880系列变频器的主/从控制功能可以在多台电动机驱动同一设备时,提高电动机的同步性,减少电动机对机械系统的冲击。当电机轴彼此耦合以运行公共负载时,主变频器速度受控,并将转矩给定值传递到从变频器。这样,从变频器作为转矩控制,就可以平均分担负载转矩,从而达到在公共负载下多电机工作的同步性要求。

起重机的起升机构在下放重物时处于发电状态,大、小车在减速状态、大惯性的回转机构在制动时均处于发电状态[4]。ACS880系列变频器采用四象限控制,可以把起重机处于发电状态时产生的电能回送电网,不但达到节能的目的,还可以减少能耗制动的设备数量和空间[5]

图3 ACS880+N5050的主/从控制连接简图

连接变频器之间的通讯线路可以使用Profibus-DP的通讯线,D2D首末变频器终端电阻打开。D2D主/从链路变频器总数最多11台。其中,提升变频器最多5台,1主4从,占据节点号1、4、5、6、7;小车变频器最多 3 台,1 主 2 从,占据节点号2、8、9;大车变频器最多3台,1主2从,占据节点号 3、10、11。

3.2 设备维护

ACS880系列变频器本身自带欠压保护、过载和短路保护、紧急断电保护、超载保护、失速保护等功能,使电气元件大幅减少。其故障诊断系统不仅可以最大限度的保护电机,而且可以通过故障代码查找故障原因,实现快速排查及处理故障,减少设备故障率,缩短了设备故障的处理时间。另外,ABB公司的ACS880变频器内置参数集功能,可以最多使用4组参数集。通过操作面板、I/O或者总线可以在不同时刻调用不同的参数集。每1个参数集可以存储1套参数,用于控制不同功能的电机。通过参数96.12和参数96.13的设置可以任意切换4组参数集,在某一主要机构逆变器发生故障需要更换时,暂时由使用率不高的逆变器代替。在设备运行的同时,在线更换损坏的逆变器,提高了设备的工作效率,为应急控制和维修管理提供准确、可靠的依据,避免生产系统的临时性非计划停机、停产,从而保证生产连续进行。

3.3 节能降耗环保

ACS880+N5050的主/从控制连接使用D2D端口,其连接简图见图3。

统计330/80 t起重机在实际运行中的耗能发现,ACS880变频器有较好的节能效果,改造前、后2台铸造起重机的耗电量对比见表1。

随着信息技术的发展,互联网已经被普遍运用在各个地方,在青少年的日常生活中已经离不开互联网,各种游戏,不良信息,诱惑着青少年思想及心智,在一定程度上已经影响了青少年的正常成长。在青少年成长时期,教师必须要给予正确引导。

表1 改造前、后2台铸造起重机的耗电量对比

注:高压侧日均耗电量=日均耗电量×电压互感器倍率×电流互感器倍率;电压互感器倍率=电压互感器高压侧电压/低压侧电压=3 000V/100V=30;电流互感器倍率=电流互感器高压侧电流/低压侧电流=400A/5A=80。

高压侧日均耗电量/(kW·h)改造前2台车项目 统计天数/天总耗电量(低压电度表读数)/(kW·h)日均耗电量(低压电度表读数)/(kW·h)电压互感器倍率电流互感器倍率30 75.32 2.51 30 80 6 024 25 59.87 2.39 30 80 5 736改造后2台车26 45.29 1.74 30 80 4 176 31 50.39 1.63 30 80 3 912

主起升机构设为主/从控制时,选择主起升1#逆变器为主机,2#逆变器为从机。主机与从机通讯交互数据。330/80 t铸造起重机主起升机构是由2台主起升电机拖动1台减速器工作,通过齿轮、链条、卷筒等钢性装置耦合在一起实现主/从通讯。此时主机为速度控制,从机为力矩控制,主/从控制下2台主起升电机之间钢性连接时的结构简图见图4。

4 ACS880变频器的应用及故障处理

4.1 ACS880变频器的实际应用

ACS880系列变频器多传系统是通过连接至交流供电网络上(500 V)的供电单元,将交流电压转换为直流电压[1],直流电压通过直流母线分配至由一个或多个ACS880-104逆变器模块组成的逆变器,逆变器的数量及功率由所在运行机构的负载决定。这些逆变器将直流电压转换回频率可调的交流电压(500 V),以拖动相对应运行机构的电机旋转。ACS880多传动系统电路图见图2。

改造前,2台300/75 t起重机日均耗电量两次统计的平均值为 (6 024+5 736)÷2=5 880 kW·h;改造后,2台330/80 t起重机日均耗电量两次统计的平均值为(4 176+3 912)÷2=4 044 kW·h,日平均节约电量为5 880-4 044=1 836 kW·h。工业用电为0.7元/kW·h,计算得出日节电1 285.2元。

GAS评分、ZBI评分、PDQ-8评分:利用大体评定量表、Zarit照顾负担量表、PD患者生活质量问卷统计。

图4 主/从控制下两台主起升电机之间钢性连接时的结构简图

4.2 故障的应急处理

电气传动机构采用了“冗余设计”方式,“冗余设计”传动框图见图5。

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这种控制方式使起重机在某一机构变频器损坏时,能够用其它机构的变频器替换,并且可以在不影响起重机正常工作的情况下在线更换损坏的变频器,大大缩短了故障的处理时间,保证了生产的顺利运行。

图5 电气传动机构"冗余设计"传动框图

4.2.1 ISU故障

当ISU发生故障时,对1#、2#ISU整流模块进行切换。正常情况下,2台ISU同时运行,各带一半负载,ISU整流柜直流母联开关K12和K13合上,K1断开。事故情况下,1台ISU带所有负载,主起升半速运行。当1号ISU故障时,2号ISU单独运行,此时直流母联开关K13和K1合上,K12断开;当2号ISU故障时,1号ISU单独运行,此时直流母联开关K12和K1合上,K13断开。

4.2.2 副起升逆变器故障

选用主起升其中一台逆变器切换到副起升机构,可实现驱动副起升电动机工作。正常情况下,副起升逆变器工作驱动副起升电动机,隔离开关K4闭合,K15断开。司机室联动台上主副起装置切换开关打到“使用副起升逆变器”一侧,当副起升变频器故障时,需将2号主起升变频器切至带副起升电动机,此时将主起电机选择开关打到“使用1#逆变器”一侧,并且将主副起装置切换开关打到“使用主起升逆变器”一侧,同时断开隔离开关 K2、K4,合上隔离开关 K5、K3、K15。 通过主副起装置切换开关完成逆变器参数组切换功能。

4.2.3 主小车逆变器故障

选用大车机构变频器切换到主小车机构,可实现驱动2台副小车电动机工作。正常情况下,主小车逆变器工作驱动2台主小车电动机,隔离开关K9闭合,K8、K10断开。司机室联动台上大车/主小车装置切换开关至 “使用主小车逆变器”一侧,当主小车变频器故障时,需要将大车1#变频器切换至驱动主小车电动机,此时需要将操作台上大车/主小车装置切换开关选择“使用大车逆变器”一侧,同时将大车电机选择开关打到3#、4#电机。断开隔离开关K7、K9,合上隔离开关K8。通过大车/主小车装置切换选择开关完成逆变器参数组切换功能。

4.2.4 副小车逆变器故障

选用主小车机构变频器切换到副小车机构,可实现驱动2台副小车电动机工作。正常情况下,副小车逆变器工作驱动2台副小车电动机,隔离开关K11闭合,K8、K10断开。司机室联动台上主小车/副小车装置选择“使用副小车逆变器”一侧,当副小车变频器故障时,需要将主小车逆变器切换至驱动副小车电动机,此时需要将操作台上主小车/副小车装置切换选择“使用主小车逆变器”一侧,同时断开隔离开关K11、K9,合上隔离开关K10。通过主小车/副小车装置切换选择开关完成逆变器参数组切换功能。最后重复第4.2.3条步骤,将大车1#逆变器切换至驱动主小车电动机,使主小车机构能够正常运行。

5 结语

鞍钢股份有限公司炼钢总厂5#生产线连铸330/80 t铸造起重机应用了ABB公司ACS880系列变频器系统,不仅能够快速排查、处理设备故障,为应急控制和维修管理提供准确、可靠的依据,避免生产系统的临时性非计划停机、停产,而且降低了耗电量,日平均节电量1 836 kW·h,折合人民币1 285.2元。

参考文献

[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统 [M].北京:机械工业出版社,2000.

[2]韩安荣.通用变频器及其应用 [M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]吴忠智,吴加林.变频器原理及应用指南[M].中国电力出版社,2007.

[4]宋银宾.电机拖动基础[M].冶金工业出版社,2000.

[5]姚锡禄.变频器控制技术入门与应用实例 [M].中国电力出版社,2009.

李理,王赓,董园
《鞍钢技术》 2018年第2期
《鞍钢技术》2018年第2期文献

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