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1 引言

    冶金工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，得到了迅速發(fā)展。目前已經(jīng)擁有超過(guò)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(kuò)張為主的發(fā)展時(shí)期后，進(jìn)入了加速結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高競(jìng)爭(zhēng)力為主的新階段。二十一世紀(jì)，鋼鐵產(chǎn)品仍將是人類(lèi)社會(huì)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(chēng)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(dòng)力密集型工業(yè)，也屬于基礎(chǔ)工業(yè)，它是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供原材料的重要工業(yè)部門(mén)。鋼鐵工業(yè)的基本生產(chǎn)過(guò)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(shí)，因此這一新技術(shù)也在冶金行業(yè)得到了廣泛的使用。我國(guó)煉鋼等冶煉行業(yè)控制水平普遍落后，運(yùn)用變頻調(diào)速新技術(shù)改造的空間很大。

      高爐是冶金系統(tǒng)的主要設(shè)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(yīng)用。

    2 高爐進(jìn)料系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

      在高爐煉鐵生產(chǎn)中，進(jìn)料系統(tǒng)是設(shè)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(jì)效益。其中高爐料車(chē)卷?yè)P(yáng)機(jī)就是用來(lái)把爐料運(yùn)送到高爐爐頂、給高爐加料的重要設(shè)備。我國(guó)的中小高爐基本上都是采用料車(chē)卷?yè)P(yáng)機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)上料設(shè)備。某廠(chǎng)采用西門(mén)子MM440變頻器對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

    2.1 原系統(tǒng)概述

    由一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)料車(chē)，料車(chē)位于軌道斜面上，互為上行、下行，即其中一臺(tái)料車(chē)載料上行，另一臺(tái)為空車(chē)下行，運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)始終處于負(fù)載狀態(tài)。

      原系統(tǒng)的電氣部分是由一臺(tái)6 極55kW繞線(xiàn)式電機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)子回路靠切換電阻實(shí)現(xiàn)速度調(diào)整，通過(guò)主令控制器（與電機(jī)同軸連接）采集料車(chē)的位置，控制電阻的投入切除，同時(shí)控制機(jī)械抱閘的開(kāi)閉。

      經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：由于該調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，即采用繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)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(lái)控制轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速的缺點(diǎn)是：能耗高，低速機(jī)械特性軟。因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過(guò)轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且轉(zhuǎn)速越低，機(jī)械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大，極不經(jīng)濟(jì)，電網(wǎng)電壓的高低對(duì)速度影響很大。同時(shí)電阻容易燒毀，加上卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩松緊程度不一致，有時(shí)出現(xiàn)料車(chē)“掛頂”事故，將會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

    2.2 新系統(tǒng)構(gòu)成

      電氣部分改造過(guò)程：在不改變?cè)瓉?lái)工人操作習(xí)慣的前提下，增加一臺(tái)西門(mén)子S7－200 CPU224的PLC，保留原來(lái)電機(jī)，將其轉(zhuǎn)子滑環(huán)短接，拆除調(diào)速電阻，保留原來(lái)主令控制器，在軌道斜面安裝兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，作為料車(chē)位置的極限保護(hù)。

      新系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1(a)所示。