AB變頻器在斗輪堆取料機上的應用分析

摘 要：介紹AB公司1336PLUSⅡ系列變頻器的特性、結構、作用及變頻技術在斗輪堆取料機中回轉機構上的應用特點，重點分析了變頻器各端子的應用及重要參數(shù)設置要求，并對回轉變頻器在日常工作中出現(xiàn)的故障進行總結，提出解決措施。

關鍵詞：AB變頻器；供料設備；斗輪堆取料機；回轉機構

變頻技術是先進的電力技術和計算機技術合二為一的高效節(jié)能技術。日照鋼鐵廠機械化焦場斗輪堆取料機懸臂回轉機構采用電機變頻調(diào)速技術，實現(xiàn)了懸臂回轉機構平穩(wěn)調(diào)速的驅動控制。

一、變頻器堆取料機技術特點

堆取料機作為焦、煤場的堆、取料移動設備，斗輪堆取料機的懸臂回轉機構采用傳統(tǒng)的全壓工頻驅動裝置，懸臂回轉機構不能根據(jù)負荷側堆、取量來調(diào)整回轉轉速，造成電能嚴重浪費及降低設備壽命，增加維修費用。當采用變頻器拖動回轉電動機系統(tǒng)時以上問題均可迎刃而解。

二、變頻器特性及結構分析

該機構選用AB公司的1336PLUSⅡ系列1366E-B030-AA-EN變頻器，它采用最新的IGBT功率模塊和高級的控制算法，以提供任何速度下的平穩(wěn)性能，超長的轉矩使電動機低噪聲、高效率地運行。變頻器結構上利用分層母排、平面結構和靈活的IGBT技術組件結構。具有自動節(jié)能器監(jiān)視變頻器電流的功能，與設置變頻器的滿載電流相比較，在空載時當送給電動機的實際電流小于編程設置的過載電流時，變頻器將自動地降低輸出電壓，減小了輕載時電動機的勵磁電流，從而減少了消耗的功能。

變頻器由主回路和控制回路兩部分組成，在主回路中，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出信號進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。控制回路完成對主回路的控制，以及對進行轉矩計算的CPU和一些相應的電壓、電流檢測回路的控制。變頻器的控制方式為PWM正弦曲線控制方式，即動態(tài)轉矩矢量控制方式，由控制系統(tǒng)高速計算電動機驅動負載所需功率、最佳控制電壓和電流矢量，最大限度地發(fā)揮電動機輸出轉矩的作用。

三、變頻技術在斗輪堆取料機中的使用特點

回轉變頻器有全自動、手動和定速運行三種控制方式。在斗輪堆取料機司機室內(nèi)可監(jiān)視回轉轉速及實現(xiàn)遠方自動或手動操作，也可直接通過變頻器鍵盤面板或外部通信接口進行點動運行操作。

變頻器具有低速軟啟動功能，可平滑地大范圍調(diào)節(jié)回轉電動機轉速，根據(jù)料量的多少將懸臂回轉轉矩調(diào)節(jié)至最佳。控制方式采用無速度傳感器的矢量控制，變頻器與斗輪堆取料機PLC進行速度控制信號交流的基本回路為0～10V直流模擬回路，當速度控制信號輸入變頻器時，將改變變頻器的輸出頻率，即改變回轉電動機的轉速。變頻器的U/f控制技術、可根據(jù)煤量調(diào)節(jié)輸出電壓的節(jié)能操作和回轉轉速隨懸臂轉矩平滑補償控制功能，均能體現(xiàn)斗輪堆取料機回轉機構變頻技術穩(wěn)定、可靠的節(jié)能性。

斗輪堆取料機其他電氣設備的工頻啟動對電網(wǎng)的沖擊是不可避免的，而回轉變頻器的瞬時低電壓耐受功能，使斗輪堆取料機在電壓由額定電壓降至310 V時仍能繼續(xù)運行，降低至310 V以下時能繼續(xù)運行15 ms，盡可能地確保懸臂回轉機構均勻、連續(xù)地進行堆、取料作業(yè)。

回轉變頻器的過載能力極強，當過載電流達到150% 額定輸

出電流時，延時1 min動作；達到180%額定輸出電流時，延時0.5 s動作。在堆、取料過載或塌方等情況下，可有效地對回轉電動機及機械設備進行過載保護，另外對回轉電動機還有過電流、接地、保險熔斷、過電壓和過熱保護等作用。

四、變頻器各端子的應用及重要參數(shù)設置

AB變頻器在回轉控制中端子應用：

1.電源端子TB1：用于接入三相交流電源及輸出到電機的電源。

2.運行命令：通過變頻器的電路板TB3上的數(shù)字I/O端子19-22實現(xiàn)回轉機構的左右回轉命令。

3.速度給定：通過電路板TB2的標準模擬量端子1-5實現(xiàn)回轉速度的無級變速功能。

4.故障反饋：通過設置，由電路板TB2的數(shù)字輸出端子13-15輸出故障信號，與其他設備進行連鎖，保證了設備的安全運行。

5.控制模式切換：通過外部繼電器的狀態(tài)來對回轉速度的控制模式進行切換，KA416吸合，回轉處于定速狀態(tài)；KA416斷開，回轉速動控制轉為變速狀態(tài)。靈活地為回轉提空了良好的控制性能。

6.重要參數(shù)設置：

五、變頻器常見故障及解決方案

1.故障顯示：當發(fā)生故障時LCD通過顯示一個與故障有關的簡短的文本語句來描述故障，并提示故障代碼。

2.故障復位：當沒有徹底解決當前故障時嚴禁盲目復位，否則可能會造成不必要的事故。其故障復位主要分為以下兩種：

（1）當設備出現(xiàn)故障后只要重新給變頻器通上電就可清除變頻器故障。

（2）將變頻器參數(shù)設置“故障清除模式”設置為“使能”，當出現(xiàn)故障時通過外部接線使變頻器接受一個有效的停止命令即可。通過第二種方式可以及時處理一般性故障，縮短故障處理時間。

3.故障及處理方式：

（1）電源掉電故障F03

處理方法：變頻器運行中如果直流母線電壓降至正常值的85%以下，而且超過500毫秒，報此故障。主要原因是滑線供電方面出現(xiàn)間斷，通過在堆取料機電源滑線上加裝雙滑刀供電，極大地減少了故障的出現(xiàn)。

（2）過電壓故障F05

處理方法：回轉機構帶動的是臂皮帶，所以受大風環(huán)境影響的問題較大，當回轉速度調(diào)節(jié)過快或受順風影響時會出現(xiàn)負反饋現(xiàn)象，電動機再生電壓造成電壓過高。通過調(diào)整回轉電機最大頻率的限制和加大減速時間，可順利解決此故障。

（3）過載故障F07

處理方法：此故障屬常見故障，主要由機械方面出現(xiàn)卡堵造成，出現(xiàn)此問題后重點檢查現(xiàn)場機械有無卡阻，通過手動盤車來進行確認。

（4）電位器開路故障F09

處理方法：由于速度調(diào)節(jié)選擇的是外部電位器，所以當電位器外部公共端子開路后，電位器引線間的電壓大于3.9V時變頻器報此故障。解決措施是更換電位器，將電位器引出線連接方式由插件連接改為采用焊錫焊接方式，杜絕此故障發(fā)生。

（5）過電流故障F12

處理方法：在瞬時值電流跳閘中檢測到電流過高報此故障。主要原因是機械卡死或是回轉電動機報閘損壞。

通過多年的使用，AB變頻調(diào)速技術在煉鐵廠機械化焦場斗輪堆取料機懸臂回轉機構上的成功應用，是一種穩(wěn)定、可靠的節(jié)能技術，它使設備維護工作量減少，延長設備的使用壽命，確保原料儲存供應系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行，為高爐順產(chǎn)提供了堅實的保障。

作者簡介：王杰 男（漢族），河北省衡水市人，主要從事煉鐵電氣、自動化設備維護工作。

編輯 楊兆東