淺議變頻器主從與分列控制在煉焦機車上的應用

韓風國

（河鋼集團宣鋼焦化廠，河北張家口075100）

淺議變頻器主從與分列控制在煉焦機車上的應用

韓風國

（河鋼集團宣鋼焦化廠，河北張家口075100）

通過分析對比變頻器主從控制和分列控制的優缺點，闡述了主從控制、分列控制在煉焦四大機車上應用的利弊，提出了變頻器分列控制在機車走行運用中的必要性。

變頻器;主從控制;分列控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.018

1 引言

變頻器以其調速范圍大、起動電流小，可以實現軟啟動和無級調速，方便進行加減速控制，節能顯著，過載能力強、使用維護方便等特點，在工業生產和生活中得到了越來越廣泛的應用，已成為電動機調速的主流。

宣鋼焦化廠充分利用變頻器的優點并廣泛應用于各個方面，例如變頻器在四大機車的應用及配煤盤配料電機的應用等，截至目前為止已安裝近百臺，這里僅以四大機車控制系統為例介紹變頻器的應用。

煉焦四大機車目前使用的是國內較為先進的ABB公司的ACS800系列變頻器，存在主從和分列控制2種形式，由于煉焦生產節奏快，四大機車如果出現故障將會影響焦爐正常生產操作，直接影響企業的經濟效益，怎樣結合機車生產工藝特點正確使用變頻器的控制方式使其充分發揮效益，保證焦爐正常生產，已成為維護和使用人員關注的重點，現結合生產應用中的實例，對變頻器主從與分列控制方式在機車應用中存在的優缺點進行分析對比。

2 分析對比

2.1 主從控制和分列控制的概念分析

變頻器分列控制是在正常情況下由2臺變頻器分別帶動2臺電動機同時運行，當其中1臺變頻器或電機及其回路出現故障時，可用1臺變頻器帶動1臺電動機拖動走行，即可以迅速將有問題的電機和變頻與主回路斷開，而由另一臺變頻器帶動電機單獨運行，這樣即可實現2套走行系統互為備用，這在快節奏的煉焦生產中顯得尤為關鍵，因此變頻器分列控制這種方式逐漸受到技術人員的青睞[1]。變頻器分列控制如圖1所示。

圖1 變頻器分列控制圖

變頻器主從控制是將2臺變頻器分為主機和從機，二者通過光纖連接，拖動2臺電動機走行，主從控制最大的缺點是無論作為主機還是從機，任何一臺變頻器及其所帶電機及回路出現故障時，無論另一臺變頻器是否存在故障都不能正常工作，即必須2臺同時運行，嚴重影響了煉焦的穩定生產。另外，處理故障時需要即時修改，輸入新參數，在處理時間上沒有保證，處理結果也不盡如人意，有時甚至被迫倒車處理。主從控制接線圖如圖2所示。

圖2 變頻器主從控制圖

2.2 實例對比

ACS800-01是用于控制低壓交流異步電動機的壁掛式傳動單元，具有狀態顯示、故障診斷、故障跟蹤功能和失電、缺電、過壓、欠壓、電機過流等保護功能，現結合生產實際闡述變頻器主從控制和分列控制在四大機車應用的優缺點。

2014年2 月，4#裝煤車一臺變頻器出現故障，由于是主從控制，導致裝煤車停止工作，短時間內又不能恢復，造成影響生產的事故。2015年9月，3#推焦車也由于此原因被迫倒車，影響了生產。

宣鋼焦化廠一、二煉焦熄焦車為單機運行，生產過程中若出現故障，倒車又需要很大的人力和時間，必然會造成生產中斷。2015年7月，1#熄焦車變頻器出現故障，同年10月2#熄焦車的1#電機口線短路，由于1#、2#電機車均是分列控制，可以單機運行，在短時間內可將故障回路與走行系統分離，另一變頻回路正常運行。如果是主從控制，同樣的故障勢必造成生產長時間中斷的事故，因而變頻器的分列控制在電機車走行上具有主從控制無法比擬的優勢。

變頻器分列控制的缺點是在實際使用中對電動機的性能（如電機在繞組匝數、定轉子空氣隙等方面）要求較高，受機械方面影響也很明顯。2016年4月，2#熄焦車在更換了2#電機投入運行后，出現了2臺電機同時運行反而比單臺電機運行電流大的現象。單臺電機運行平穩，在最大速度時電流為140A，切換檔位變速時，制動電阻微熱；2臺電機共同運行，行車明顯感覺費勁，在最大速度時電流達到250A，切換檔位變速時，制動電阻急劇發紅。從變頻器的控制面板一一對比2臺電機的參數，發現2臺電機的輸出轉矩和輸出功率不一致，且有非常明顯的差異，最大值差38%，走起車來好像一臺在主動轉，另一臺在被動轉，被動轉的電機產生巨大的能量消耗在制動電阻上，使制動電阻瞬時發熱。為了進一步查證，我們用遠紅外測速儀在2臺變頻器各項參數相同的情況下對2臺電動機的輸出轉速進行了測量，測量數據如表1所示。

表1 電動機輸出轉速測試數據表

通過實際測量及數據分析，我們確認2臺電機在繞組匝數、定轉子空氣隙等方面存在細微差別，導致了1#、2#電動機不同步。主從控制由于是主變頻器通過光纖通信帶動從機運轉，在參數設置、轉矩輸出和功率輸出方面具有一致性，可避免分列控制所帶來的電動機不同步的弊端。

3 結語

通過綜合分析、對比主從控制和分列控制的優缺點，結合生產的實際應用，我們認為分列控制的穩定性、可靠性、經濟效益在煉焦機車應用中大大優于主從控制，因此，我們于2015年下半年、2016年上半年先后對4#裝煤車、3#和4#推焦車及3#熄焦車進行了走行變頻器的電氣技術改造，將控制方式由主從控制改為了分列控制，從根本上解決了機車走行問題，真正實現了走行系統的雙備用。

【1】管專.焦爐機車自動定位系統的設計與實現[D].長沙：湖南師范大學，2014.

Discussion on Application of Transducer Master-slave and Breakdown Control in Coking Locomotive

HAN Feng-guo
(Xuanhua Steel Coking Plant of Hebei Steel Group,Zhangjiakou 075100,China)

By analyzing and comparing the advantages and disadvantages of transducer master-slave and breakdown control,its pros and cons in the four coking locomotives are discussed,and the necessity of transducer breakdown controlin locomotive running is put forward.

transducer;master-slave control;breakdown control

TQ520.6

B

1007-9467（2016）09-0039-02

2016-08-11

韓風國（1970～），男，河北張家口人，工程師，從事焦化工藝技術研究。