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1 引言

    冶金工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，得到了迅速發(fā)展。目前已經(jīng)擁有超過3000家鋼鐵冶煉企業(yè)和近3000家有色金屬冶煉企業(yè)。冶金工業(yè)在歷經(jīng)了以數(shù)量擴張為主的發(fā)展時期后，進入了加速結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高競爭力為主的新階段。二十一世紀，鋼鐵產(chǎn)品仍將是人類社會最主要的不可替代的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大、覆蓋面最廣的功能材料。

      鋼鐵工業(yè)指從事鐵、錳、鉻及其合金的金屬礦的采掘、洗選、燒結(jié)、冶煉并加工成材的工業(yè)，又稱黑色金屬工業(yè)，是冶金工業(yè)的最重要部分。鋼鐵工業(yè)屬于資金、勞動力密集型工業(yè)，也屬于基礎工業(yè)，它是為國民經(jīng)濟各部門提供原材料的重要工業(yè)部門。鋼鐵工業(yè)的基本生產(chǎn)過程是在煉鐵爐內(nèi)把鐵礦石煉成生鐵水，用生鐵水煉成鋼，再鑄成鋼錠或連鑄坯，經(jīng)軋鋼等方法加工成各種用途的鋼材。

      變頻調(diào)速具有優(yōu)良的特性已成為人們的共識，因此這一新技術也在冶金行業(yè)得到了廣泛的使用。我國煉鋼等冶煉行業(yè)控制水平普遍落后，運用變頻調(diào)速新技術改造的空間很大。

      高爐是冶金系統(tǒng)的主要設備，用于高爐煉鐵。本文主要介紹的就是變頻器在高爐系統(tǒng)中的應用。

    2 高爐進料系統(tǒng)的變頻器應用

      在高爐煉鐵生產(chǎn)中，進料系統(tǒng)是設備的重要組成部分，其可靠性直接影響到生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益。其中高爐料車卷揚機就是用來把爐料運送到高爐爐頂、給高爐加料的重要設備。我國的中小高爐基本上都是采用料車卷揚機作為標準上料設備。某廠采用西門子MM440變頻器對該系統(tǒng)進行技術改造。

    2.1 原系統(tǒng)概述

    由一臺卷揚機拖動兩臺料車，料車位于軌道斜面上，互為上行、下行，即其中一臺料車載料上行，另一臺為空車下行，運行過程中電機始終處于負載狀態(tài)。

      原系統(tǒng)的電氣部分是由一臺6 極55kW繞線式電機拖動，轉(zhuǎn)子回路靠切換電阻實現(xiàn)速度調(diào)整，通過主令控制器（與電機同軸連接）采集料車的位置，控制電阻的投入切除，同時控制機械抱閘的開閉。

      經(jīng)過長時間運行后，系統(tǒng)存在以下問題：由于該調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，即采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻，由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速的缺點是：能耗高，低速機械特性軟。因為轉(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來實現(xiàn)的，并且轉(zhuǎn)速越低，機械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大，極不經(jīng)濟，電網(wǎng)電壓的高低對速度影響很大。同時電阻容易燒毀，加上卷揚機鋼絲繩松緊程度不一致，有時出現(xiàn)料車“掛頂”事故，將會嚴重影響生產(chǎn)。

    2.2 新系統(tǒng)構(gòu)成

      電氣部分改造過程：在不改變原來工人操作習慣的前提下，增加一臺西門子S7－200 CPU224的PLC，保留原來電機，將其轉(zhuǎn)子滑環(huán)短接，拆除調(diào)速電阻，保留原來主令控制器，在軌道斜面安裝兩個行程開關，作為料車位置的極限保護。

      新系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1(a)所示。