高炉卷扬调速控制系统的研究与应用

发布时间：2020-10-21 05:24

　　高炉卷扬上料系统是冶金行业高炉炼铁的主要工序，是保证高炉正常连续生产的重要设备之一，在工业生产中占有十分重要的地位，其安全可靠性直接影响到生产效率和经济效益，因此，加强对高炉卷扬上料控制系统的研究，具有非常重要的现实意义。国内高炉主卷扬系统驱动电机原采用分立器件晶闸管电路供电，随着电气传动和电力电子技术的发展，数字化驱动的直流调速系统基本代替了分离器件的驱动系统，由于直流电动机维修较难且容量受限等缺点，同时随着新型电气传动的进一步发展，以矢量控制和直接转矩控制的交流传动系统逐渐取代了直流控制系统。本文针对现有的已运用于工业中的卷扬调速系统的原理进行比较和分析，确定它们各自的优缺点，并结合它们的优点对已有的卷扬调速系统进行改造并对其优化，在此基础上提出了一种动态力矩跟随切换的卷扬调速控制系统。同时考虑到每次上料料车负载是变化的，料车要按照工艺要求装矿石或焦炭，每次所装料的重量不同，系统采用自适应控制满足系统的稳定性，使得系统性能更加可靠完善。最后，采用西门子PLC S7-300和ABB ACS800系列变频器实现的交流自适应动态力矩-速度跟随切换系统，很好的解决了常规系统中维护工作量大、运行不平稳、料车失控下落等问题，保证了力矩的平稳增加，速度的平滑上升。在玉溪新兴钢厂1080m3高炉主卷扬系统中投入使用后，运行平稳可靠，性能优异，故障率低，很好的满足了高炉系统的工艺要求，取得良好的社会和经济效益。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF325.6
【部分图文】：

结构图,双闭环系统,结构图,电动势

调节器、电势调节器、移相脉冲控制板、全控整流桥、电流变送器、他励直流电动机等组成。图2.2 直流双闭环系统结构图直流双闭环系统结构图中涉及到以下基本方程式：①电枢电动势的表达式如下式(2-1)：60a epzE n C na= Φ = Φ (2-1)式中60epzCa= 是一个常数，称之为电动势常数，其中 p 为极对数，a 为支路对数，如果每极磁通Φ的单位为 Wb，转速n的单位为 r/min，则感应电动势aE的单位为 V。②电磁转矩表达式如下式 2-2：2a t apzT I C Iap= Φ = Φ (2-2)式中2tpzCap= 为常数，称为转矩常数。其中电动势常数60epzCa= ，转矩常数 9.552T epzC Cap= = 。③电枢回路方程如下式 2-3：a a aU= E + I R(2-3)

直接转矩控制系统,电压空间矢量,定子磁链

图 2.5 直接转矩控制系统结构原理图电压矢量的选择依据如下表 2.1，下表是定子磁链矢量位于第 I 扇区中的不同位置时八个空间矢量如果选择的依据，如当 P/N=1，Sgn( s ψ)=0，Sgn( e T)=0，定子磁链矢量正位于区间 0~6p时，这时我们应该选择电压空间矢量 U0, U7 来控制输出电压。零矢量的选择通常以开关损耗最小的原则来选取。表 2.1 电压空间矢量选择表P/N Sgn(s ψ) Sgn(e T ) 0 0~6p6p6p~3p3p11 1 U2 U2 U3 U3 U30 U1 U0, U7 U0, U7 U0, U7 U0, U70 1 U3 U3 U4 U4 U40 U4 U0, U7 U0, U7 U0, U7 U0, U701 1 U1 U0, U7 U0, U7 U0, U7 U0, U70 U6 U6 U6 U1 U10 1 U4 U0, U7 U0, U7 U0, U7 U0, U7

正常停车,过程流程图,软件故障