1 概述

高爐主卷揚是高爐上料系統(tǒng)的心臟，高爐冶煉原料必須通過主卷揚料車輸送到爐缸內(nèi)，所以，它的穩(wěn)定和順行直接關(guān)系到高爐的正常生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)故障將極大地影響整座高爐的生產(chǎn)。煉鐵廠5#高爐上料主卷揚采用了A-B公司型號為1336PLUS 的變頻調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)運行過程中，體現(xiàn)了變頻調(diào)速的優(yōu)越性，同時也暴露了一些不合理的因素，這就要求我們要進一步完善系統(tǒng)以保證高爐主卷揚系統(tǒng)的穩(wěn)定、運行。

2 主卷揚調(diào)速運行曲線圖

根據(jù)高爐冶煉工藝對主卷揚運行速度的要求如圖1所示。

3 問題提出

技術(shù)改造后經(jīng)過兩年多的生產(chǎn)運行，發(fā)現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)存在一些不足之處。當因變頻器及外部故障突然造成停車時，這時料車如果裝滿料且停于半空中，在變頻器以7.5 Hz重新啟動運行時，由于重力作用，重料車下滑，會不受變頻器及電動機的控制;而輕料車卻不受控制造成沖頂，最終導致的結(jié)果是料車沖出軌道，撞壞鋼梁，甚至扯斷直徑為30 mm 的鋼絲繩，最嚴重的一次迫使高爐休風停產(chǎn)24 h，給高爐的生產(chǎn)帶來極大的損失。

4 料車“飛車”原因分析

為什么會存在這樣的問題?經(jīng)過現(xiàn)場分析及論證，主要原因是由于卷揚料車是重力性負載，在原來的傳統(tǒng)控制電路設計中，制動抱閘電源一般直接取自電機定子繞組，即電機得電產(chǎn)生力矩后抱閘得電打開，若電機失電則抱閘隨之失電制動。但在使用變頻器時電機的電源頻率與工頻電源不是全過程一致，而通常使用的抱閘其頻率又是按工頻設計的，因此抱閘電源必須取自變頻器輸入電源端。這樣就可能引起在料車行進或在軌道中途停車再起動時，由于種種原因抱閘控制電路得電打開抱閘，而變頻器無輸出或輸出力矩不夠而使電磁力無法克服料車的阻力矩，造成料車在重力作用下的失控飛車及下滑。

5 提出改造方案

為了防止上述情況的發(fā)生，經(jīng)過技術(shù)上的討論，提出了兩套可行性的改造方案：

1)力矩檢測法要求在變頻器達到一定力矩時打開液壓制動器，這時變頻器已經(jīng)產(chǎn)生足夠大的力矩可抗衡重力對料車的影響;

2)電壓檢測法設定一定范圍的電壓值，運行過程中當電壓超過額定電壓值時，零壓回路動作，使變頻器停止運行。

5.1 力矩檢測法

圖2所示是高爐主卷揚變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路控制圖和力矩檢測回路，R、S、T為變頻器輸入端子，U、V、W 為輸出端子，38-1KM 為主回路接觸器，38-2K和38-4K是正反轉(zhuǎn)繼電器常開觸點，38-20K是故障繼電器，取端子15、14，38-21K 是報警繼電器，取端子18、17;圖3 是液壓制動控制電路，38-6K 和38-7K是檢測變頻器系統(tǒng)是否正常的故障繼電器常閉點，38-18K 是液壓制動回路中間轉(zhuǎn)換繼電器，

38-19K 和38-22K 是1# 和2# 變頻器力矩檢測回路繼電器的常開點。具體方法是在變頻器的兩個端子11與12間接一個力矩檢測電路，當啟動變頻器后，變頻器的輸出電流值必須達到甚至超過額定電流的30%時，端子11 與12才會接通，使得38-19K動作。

在圖3 的液壓制動器控制回路中，當38-18K 動作后，38-19K 得電動作，38-3KM(抱閘接觸器)才得電動作，液壓制動器打開，這時變頻器已經(jīng)產(chǎn)生足夠大的力矩來抗衡重力對料車的影響，料車開始上行，這就是力矩檢測法，它的主要作用在于料車開始行進或在軌道途中，如果變頻器故障或外部故障致使重料車懸在半空中，重新起動后，力矩檢測發(fā)生作用，在變頻器產(chǎn)生足夠大的力矩后，液壓制動器才會打開，從而防止了料車下滑現(xiàn)象的發(fā)生。

5.2 電壓檢測法

如圖4所示，在電動機的軸端加裝一個測速發(fā)電機，與主卷揚電動機同步旋轉(zhuǎn)。在正常運轉(zhuǎn)的情況下，測速發(fā)電機產(chǎn)生的電壓較高，一般在-60～+60V之間，必須在中間接一個電壓轉(zhuǎn)換器，通過電壓轉(zhuǎn)換器得到的電壓一般在-10～+10 V之間，當裝滿料的料車因重力的作用失控下滑時，由于速度較正常運行快得多，測速發(fā)電機這時產(chǎn)生的電壓會突然升高，當超出-10 +10 V的范圍時，PLC會檢測到一個不正常的高電壓，這時PLC 會發(fā)出指令使38-ZHG動作(38-ZHG繼電器的常閉點串接在零壓回路)，變頻器的零壓控制回路斷電，變頻器停止運行，使得液壓制動器剎車，防止料車繼續(xù)下滑，這就是電壓檢測法。

6 結(jié)語

經(jīng)過改造并使用后證明，以上措施切實可行，5#高爐主卷揚變頻調(diào)速系統(tǒng)飛車現(xiàn)象也不再發(fā)生。在此次改造過程中，積累了許多寶貴的實踐經(jīng)驗，對其他幾座高爐卷揚上料變頻調(diào)速系統(tǒng)有著重要的指導意義和借鑒作用。