韓風(fēng)國

（河鋼集團(tuán)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(jī)車上的應(yīng)用

韓風(fēng)國

（河鋼集團(tuán)宣鋼焦化廠，河北張家口075100）

通過分析對(duì)比變頻器主從控制和分列控制的優(yōu)缺點(diǎn)，闡述了主從控制、分列控制在煉焦四大機(jī)車上應(yīng)用的利弊，提出了變頻器分列控制在機(jī)車走行運(yùn)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(diào)速范圍大、起動(dòng)電流小，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和無級(jí)調(diào)速，方便進(jìn)行加減速控制，節(jié)能顯著，過載能力強(qiáng)、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為電動(dòng)機(jī)調(diào)速的主流。

宣鋼焦化廠充分利用變頻器的優(yōu)點(diǎn)并廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面，例如變頻器在四大機(jī)車的應(yīng)用及配煤盤配料電機(jī)的應(yīng)用等，截至目前為止已安裝近百臺(tái)，這里僅以四大機(jī)車控制系統(tǒng)為例介紹變頻器的應(yīng)用。

煉焦四大機(jī)車目前使用的是國內(nèi)較為先進(jìn)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(chǎn)節(jié)奏快，四大機(jī)車如果出現(xiàn)故障將會(huì)影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)操作，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，怎樣結(jié)合機(jī)車生產(chǎn)工藝特點(diǎn)正確使用變頻器的控制方式使其充分發(fā)揮效益，保證焦?fàn)t正常生產(chǎn)，已成為維護(hù)和使用人員關(guān)注的重點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)應(yīng)用中的實(shí)例，對(duì)變頻器主從與分列控制方式在機(jī)車應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比。

2 分析對(duì)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(tái)變頻器分別帶動(dòng)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)其中1臺(tái)變頻器或電機(jī)及其回路出現(xiàn)故障時(shí)，可用1臺(tái)變頻器帶動(dòng)1臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)走行，即可以迅速將有問題的電機(jī)和變頻與主回路斷開，而由另一臺(tái)變頻器帶動(dòng)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，這樣即可實(shí)現(xiàn)2套走行系統(tǒng)互為備用，這在快節(jié)奏的煉焦生產(chǎn)中顯得尤為關(guān)鍵，因此變頻器分列控制這種方式逐漸受到技術(shù)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(tái)變頻器分為主機(jī)和從機(jī)，二者通過光纖連接，拖動(dòng)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)走行，主從控制最大的缺點(diǎn)是無論作為主機(jī)還是從機(jī)，任何一臺(tái)變頻器及其所帶電機(jī)及回路出現(xiàn)故障時(shí)，無論另一臺(tái)變頻器是否存在故障都不能正常工作，即必須2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，嚴(yán)重影響了煉焦的穩(wěn)定生產(chǎn)。另外，處理故障時(shí)需要即時(shí)修改，輸入新參數(shù)，在處理時(shí)間上沒有保證，處理結(jié)果也不盡如人意，有時(shí)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(shí)例對(duì)比

ACS800-01是用于控制低壓交流異步電動(dòng)機(jī)的壁掛式傳動(dòng)單元，具有狀態(tài)顯示、故障診斷、故障跟蹤功能和失電、缺電、過壓、欠壓、電機(jī)過流等保護(hù)功能，現(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際闡述變頻器主從控制和分列控制在四大機(jī)車應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)。

2014年2 月，4#裝煤車一臺(tái)變頻器出現(xiàn)故障，由于是主從控制，導(dǎo)致裝煤車停止工作，短時(shí)間內(nèi)又不能恢復(fù)，造成影響生產(chǎn)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(chǎn)。

宣鋼焦化廠一、二煉焦熄焦車為單機(jī)運(yùn)行，生產(chǎn)過程中若出現(xiàn)故障，倒車又需要很大的人力和時(shí)間，必然會(huì)造成生產(chǎn)中斷。2015年7月，1#熄焦車變頻器出現(xiàn)故障，同年10月2#熄焦車的1#電機(jī)口線短路，由于1#、2#電機(jī)車均是分列控制，可以單機(jī)運(yùn)行，在短時(shí)間內(nèi)可將故障回路與走行系統(tǒng)分離，另一變頻回路正常運(yùn)行。如果是主從控制，同樣的故障勢(shì)必造成生產(chǎn)長時(shí)間中斷的事故，因而變頻器的分列控制在電機(jī)車走行上具有主從控制無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

變頻器分列控制的缺點(diǎn)是在實(shí)際使用中對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能（如電機(jī)在繞組匝數(shù)、定轉(zhuǎn)子空氣隙等方面）要求較高，受機(jī)械方面影響也很明顯。2016年4月，2#熄焦車在更換了2#電機(jī)投入運(yùn)行后，出現(xiàn)了2臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行反而比單臺(tái)電機(jī)運(yùn)行電流大的現(xiàn)象。單臺(tái)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，在最大速度時(shí)電流為140A，切換檔位變速時(shí)，制動(dòng)電阻微熱；2臺(tái)電機(jī)共同運(yùn)行，行車明顯感覺費(fèi)勁，在最大速度時(shí)電流達(dá)到250A，切換檔位變速時(shí)，制動(dòng)電阻急劇發(fā)紅。從變頻器的控制面板一一對(duì)比2臺(tái)電機(jī)的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)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(tái)在主動(dòng)轉(zhuǎn)，另一臺(tái)在被動(dòng)轉(zhuǎn)，被動(dòng)轉(zhuǎn)的電機(jī)產(chǎn)生巨大的能量消耗在制動(dòng)電阻上，使制動(dòng)電阻瞬時(shí)發(fā)熱。為了進(jìn)一步查證，我們用遠(yuǎn)紅外測速儀在2臺(tái)變頻器各項(xiàng)參數(shù)相同的情況下對(duì)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行了測量，測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速測試數(shù)據(jù)表

通過實(shí)際測量及數(shù)據(jù)分析，我們確認(rèn)2臺(tái)電機(jī)在繞組匝數(shù)、定轉(zhuǎn)子空氣隙等方面存在細(xì)微差別，導(dǎo)致了1#、2#電動(dòng)機(jī)不同步。主從控制由于是主變頻器通過光纖通信帶動(dòng)從機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在參數(shù)設(shè)置、轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)不同步的弊端。

3 結(jié)語

通過綜合分析、對(duì)比主從控制和分列控制的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用，我們認(rèn)為分列控制的穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)效益在煉焦機(jī)車應(yīng)用中大大優(yōu)于主從控制，因此，我們于2015年下半年、2016年上半年先后對(duì)4#裝煤車、3#和4#推焦車及3#熄焦車進(jìn)行了走行變頻器的電氣技術(shù)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(jī)車走行問題，真正實(shí)現(xiàn)了走行系統(tǒng)的雙備用。

【1】管專.焦?fàn)t機(jī)車自動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].長沙：湖南師范大學(xué)，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(fēng)國（1970～），男，河北張家口人，工程師，從事焦化工藝技術(shù)研究。