【制動(dòng)電阻案例】制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻在包臺(tái)車系統(tǒng)上的應(yīng)用(上) 摘 要：結(jié)合實(shí)例，根據(jù)鋼廠鑄造過程中間包臺(tái)車的特殊性，在應(yīng)用羅克韋爾公司1336系列變頻器的基礎(chǔ)上，采用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻可改造原有日本神鋼變頻調(diào)速系統(tǒng)，其性能好，工作級(jí)別高，穩(wěn)定可靠。
鞍鋼第二煉鋼廠連續(xù)鑄鋼車間1流和2流生產(chǎn)線是1988年從日本神戶制鋼所全套引進(jìn)，運(yùn)轉(zhuǎn)自今已經(jīng)17年，PLC控制系統(tǒng)和傳動(dòng)變頻設(shè)備基本老化，經(jīng)常出現(xiàn)故障，控制設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入淘汰周期，從2003年陸續(xù)開始制動(dòng)電阻改造。
一、包臺(tái)車控制系統(tǒng)簡介
煉鋼廠包屬于板坯連鑄工藝前道設(shè)備，主要作用是鋼水包回轉(zhuǎn)到澆鑄位置（即中間包上方），打開鋼水包滑動(dòng)水口，使鋼水注入中間包，待中間包鋼水達(dá)到要求時(shí)，用中間包滑動(dòng)水口控制注流，注入結(jié)晶器中。中間包臺(tái)車進(jìn)行制動(dòng)電阻平移或升降控制，使用環(huán)境惡劣，工作級(jí)別高。就其走行和升降運(yùn)行除考慮嚴(yán)格密封防止金屬粉塵和耐高溫、安全系數(shù)高等條件因素外, 還具有一定特殊性, 制動(dòng)電阻走行升降采用雙電動(dòng)機(jī),雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性聯(lián)接機(jī)械結(jié)構(gòu)（見圖1）。
當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)必須同步運(yùn)行止機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞。當(dāng)其中任一臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí), 另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)必須能單獨(dú)完成制動(dòng)電阻中間鋼包起升和下降或平移工作要求, 止嚴(yán)重生產(chǎn)安全事故發(fā)生。針對(duì)中間鋼包必須雙電動(dòng)機(jī)熱備份特殊情況，采用了變頻器來實(shí)現(xiàn)雙機(jī)控制。
二、對(duì)變頻調(diào)速設(shè)備技術(shù)要求
(1) 有良好起動(dòng)特性和穩(wěn)速精度,起動(dòng)力矩滿足電機(jī)過載要求。制動(dòng)電阻起動(dòng)力矩足夠＞（鋼包車靜轉(zhuǎn)矩＋摩擦轉(zhuǎn)矩），以滿足重載起動(dòng)要求(包內(nèi)澆灌鋼水)。
(2) 制動(dòng)電阻升降轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào),性能穩(wěn)定可靠,以適應(yīng)生產(chǎn)要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)需要。
(3) 采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻,要求2 臺(tái)電機(jī)速度偏差小于6rpm ,兩電機(jī)轉(zhuǎn)矩偏差小于輸出轉(zhuǎn)矩5 %。以保證2 臺(tái)電機(jī)負(fù)荷均衡性。
三、變頻器選型
AB 1336 IMPACT變頻器具有FORCE矢量控制技術(shù)，可獨(dú)立控制交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁通，適用于沖擊負(fù)載和需要大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩場合，具有出色速度控制和轉(zhuǎn)矩控制功能，且零速時(shí)仍能產(chǎn)生滿轉(zhuǎn)矩，完全滿足雙電機(jī)拖動(dòng)需要,故我們選擇了1336E變頻器作為臺(tái)車升降控制。1336 PlUSⅡ變頻器具有無傳感器矢量控制功能，可以滿足臺(tái)車走行要求，我們選擇1336F變頻器作為走行控制。
四、控制應(yīng)用要點(diǎn)
(1) 重載起動(dòng)和停車
中間包為重型設(shè)備, 其負(fù)載變化范圍是相當(dāng)大,其自重近30t ,再加上鋼水可達(dá)80t 。1336E系列變頻器是目前最先進(jìn)變頻控制設(shè)備,對(duì)電機(jī)參數(shù)具有自整定優(yōu)化運(yùn)行功能,制動(dòng)電阻能充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)潛能,達(dá)到最優(yōu)控制。
升降控制，制動(dòng)電阻起動(dòng)尤為重要，變頻器運(yùn)行后，提升力矩不足話一旦制動(dòng)單元打開就會(huì)出現(xiàn)溜鉤或鋼包滑落無法控制而快速下降，造成設(shè)備損壞事故。停車時(shí)，速度和制動(dòng)單元配合不好，也會(huì)出現(xiàn)過早制動(dòng)造成制動(dòng)單元壽命縮短。解決方案：見原理圖2
利用變頻器數(shù)字量輸出接口，可編程為零速，和轉(zhuǎn)矩輸出功能。起動(dòng)時(shí)，使能1336E內(nèi)置功能塊邏輯加減功能(P212=16)，鏈接P86---＞P198和P201，提升轉(zhuǎn)矩設(shè)定值可P199中設(shè)定，下降轉(zhuǎn)矩設(shè)定值可P202中設(shè)定，P200=11，P203=9，P208=1,P209=0,輸出值連接至數(shù)字量輸出3(P189=37)控制制動(dòng)單元�？伸`活設(shè)定提升轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩1.2-1.5倍和下降轉(zhuǎn)據(jù)為額定轉(zhuǎn)矩0.3-0.5倍來控制制動(dòng)單元，確保平穩(wěn)起動(dòng)。停車時(shí)，設(shè)定數(shù)字量輸出1(P114=15)，和P19保證電機(jī)零速時(shí)，才開始控制制動(dòng)單元抱閘。
(2) 回饋電能處理
重載下降時(shí)，鋼包車因自身重力而下降，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將超過同步轉(zhuǎn)速而進(jìn)入再生制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是下降，但其轉(zhuǎn)矩方向卻與旋轉(zhuǎn)方向相反，見圖3。
減速過程鋼包車重載下降時(shí)釋放位能電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能都將回饋給變頻器，造成變頻器直流母線電壓升高。對(duì)于再生電能，必須能夠妥善處理，以保證能使減速停車時(shí)間盡量縮短。
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