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[摘要]冶金及建筑安装企业特大型或大型工艺与设备较多，在电气设备起动时采用同步电动机驱动，起动电流大，对电网、电机、机械设备的冲击大，电动机传动系统调速性能差，运行不平稳，自动化软控制能力差，特别是一些老企业，充分地研究应用电气变频调速技术，能够提升工艺系统的自动化程度和本质安全化水平，提高生产作业效率，节约维检修费用和电能消耗。
[关键词]变频调速技术 功能研究与应用
【分类号】：TU855
一、变频调速技术的优势与价值
变频器是交流电动机（同步电动机或异步电动机）进行转速调节的驱动装置，有调速
要求高，调速范围大、过载能力强，控制精度高，动态响应快、抗干扰能力强、故障率低等特点，具有卓越的调速性能、显著的节能作用和优秀的工艺控制方式，能够实现一台变频器驱动多台电动机，是目前交流电动机最理想、最有前途的调速装置，是节能应用和速度工艺控制自动化的理想装置，在冶金行业广泛推广并应用具有十分重要的意义。
我国电网频率额定为50HZ，接电瞬间，电频瞬时由零脉冲到50HZ，机器应瞬时达到额定的运行转速。电压、电流、磁通、磁矩、轴转矩等，亦是由零瞬时脉冲到相应值。这是一种撞击式启动，对于高速启动的机械，每启动一次，都会对机械都有较大的损害。变频调速技术是当前节电改善工艺流程以提高产品质量和改善环境推进技术进步的一项重要手段，是被国内外公认的最有发展前途的调速方式。
变频调速技术的优点：输出频率高，可达70HZ；动态响应快；对电网电动机的干扰小，功率因数高可省去庞大的滤波与无功补偿装置；占地面积小，变频效率高，附属设备投资费用小，具备频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能，因此，通过变频技术的应用和技术改造，能够提高大型设备、工艺的安全性能，为企业创造可观的经济效益。
二、冶金企业变频调速技术的研究与应用
在冶金企业变频熔炼系统的高炉进料、炉体倾动、氧枪传动、烟罩升降、渣车行走、除尘风机、氢气加压、锅炉水泵、水处理系统、破碎机、球磨机等电力控制设备进行变频调速技术的应用与改造，能够实现工艺要求的平滑无级速度调整，有利于企业安全生产，并能产生较大的效益。
（一）转炉倾动系统的应用。转炉倾动时要求回转速度在1.0r/min—0.2 r/min，倾动的回转角在0度-360度。变频技术的应用比较普遍。
1、应用AB变频器对转炉倾动变频系统进行控制时，一般采用3用1备的方式，使3台电机共同拖动转炉变频器能在四个象限运行。由1台上位工控机实时监控现场参数和报警信息、转炉系统的起动/停止，由控制主站发布命令，对现场进行控制，同时，为满足负载均衡分配精度的要求，1台变频器采用双闭环控制，其它两台变频器采用转矩闭环从动工作方式，并配置制动单元和制动电阻。在系统变频的主从工作方式切换上，采用外部端子开关量的组合输入实现主从方式的自动切换。
2、应用ABB变频器对转炉倾动变频控制系统进行控制时，在转炉的倾动部分配置4台变频器，采用“一拖一”驱动方式，能够较好地解决变频器之间的主从应用问题，其系统的4台变频器通过光纤连接，构成主从应用工作组，数据的刷新时间在1ms-4ms之间，以较高的速度保证主从机之间的速度和负载一致性，具有极好的实时性、高可靠性和抗干扰能力，速度的跟踪精度误差低于0.3%。通过主从重新配置，保证转炉倾动系统在任何1台或两台倾动电机或变频器故障的情况下仍能继续工作。
（二） 氧枪传动系统的应用
氧枪的精确度直接影响吹炼终点的温度，对生产、安全、炉龄、枪龄有很大的影响，因此，必须解决好传动与报闸机构之间的协调控制问题，防止 发生“掉枪”事故。
氧枪是典型的提升位能负载，只要制动报闸打开，电机就有100%的负载，氧枪变频器的起动转矩最少应不低于额定转矩的120%。因此，可以采用先进的变频器及应用程序，解决氧枪的动支撑性和负载转矩响应能力，防止出现“溜枪”故障，同时，通过变频器调压功能，实现氧枪在炉体倾动过程中提升和下降的速度。
（三） 转炉除风机中的应用
除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机运行不正常，直接影响生产，危及作业人员的的人身安全，因此，必须保证除尘系统可靠、无故障运行。并通过变频器的旁路功能，在故障情况下自动切换到工频运行，通过变频器的逻辑功能控制能力，按照吹氧的周期自动升速或降速。作业人员通过远程和本机控制，操作并监控变频器的运行状态，实现软起动、软停车，平稳运行，并能够延长风机的使用寿命和维修周期。在除矿尘风机吹炼时，变频高速运行；不吹炼时，降速降负载运行，达到节能降耗的目的和效果。
（四）矿井提升系统的应用
应用变频调速技术实现矿井提升设备的安全稳定运行。由于矿井提升需要频繁起动、停止、调速和换相，并且是重载起动，安全稳定运行的条件要求高。因此，通过变频调速技术能够实现提升设备的平稳加减速，而且，用变频器的内置程序软件替代继电器，从而实现操作简单，速度自动控制，加减速稳定，节约能耗15%-30%。
三、建筑企业变频调速技术的研究与应用
建筑安装行业起吊作业十分频繁，各类大型设备能否安全可靠地运行，关系企业安全生产和质量，关系企业的经济效益和生命。建筑安装企业对精度的要求很高，采用传统的控制技术显然不能满足建筑技术规范和安装规范的要求，因此，研究应用变频调速技术和全数字化控制驱动装置，实现自动化与智能化全电子化控制，将是行业发展的方向。在一些大型起吊设备上应用变频调速技术，采用电压型全数字化矢量控制变频装置，对起动转矩大，过载能力强的起重设备的大车、小车、主卷、副卷等设备进行调速，能够实现设备设施的精准安装和平稳操作，降低安全风险和系统能耗，减轻员工的操作强度，延长设备的使用寿命。同时，通过变频控制技术的过电流、过电压、瞬间断电、短路、欠电压、断相等保护功能，确保设备安全可靠稳定运行。在高层建筑供水系统建设时，采用变频技术能够实现供水系统的闭环自动调节。
四、变频调速技术改造与使用应注意的安全事项
1、严禁将变频器的输出端子连接到AC电源上。
2、严禁在变频器输入侧使用接触器等开关器件进行频繁停起操作。
3、严禁在变频器输出侧接功率因数补偿器、电容、防雷压敏电阻、接触器、开关器件。
4、电机绝缘检测时，必须将变频器与电机连线断开。
5、变频器输入侧与电源之间应安装空气开关和熔断器。
6、变频器应正确接地，接地电阻小于10殴。
五、结束语
技术进步是企业的灵魂。企业要实现安全发展，快速发展就必须进行技术改造和新技术的应用。冶金及建筑行业总装机容量大，各类大型设备或工艺多，新工艺大多数采用了变频调速技术，但是，老工艺采用变频调速技术的装机容量并不大，约占装机量15-25%，因此，变频调速技术的应用潜力巨大。企业对现有的老、旧、落后工艺设备进行变频化技术改造，能够有效地降低工艺系统的噪音，改善作业人员的工作环境，实现电机的软起动功能，延长电机的使用寿命，提升工艺系统的自动化程度和本质安全化水平，提高工艺系统的生产作业效率，节约维检修费用，降低电能消耗30-40%，给企业带来显著的经济效益。
参考文献：
[1]
附件：作者简介：
姓名：潘建軍 男 1965年10月15日 研究生
单位：甘肃省金川集团股份有限公司
从事的研究领域：电气工程技术 安全工程与技术
姓名：潘 超 男 1989年01月01日 大学
[关键词]变频调速技术 功能研究与应用
【分类号】：TU855
一、变频调速技术的优势与价值
变频器是交流电动机（同步电动机或异步电动机）进行转速调节的驱动装置，有调速
要求高，调速范围大、过载能力强，控制精度高，动态响应快、抗干扰能力强、故障率低等特点，具有卓越的调速性能、显著的节能作用和优秀的工艺控制方式，能够实现一台变频器驱动多台电动机，是目前交流电动机最理想、最有前途的调速装置，是节能应用和速度工艺控制自动化的理想装置，在冶金行业广泛推广并应用具有十分重要的意义。
我国电网频率额定为50HZ，接电瞬间，电频瞬时由零脉冲到50HZ，机器应瞬时达到额定的运行转速。电压、电流、磁通、磁矩、轴转矩等，亦是由零瞬时脉冲到相应值。这是一种撞击式启动，对于高速启动的机械，每启动一次，都会对机械都有较大的损害。变频调速技术是当前节电改善工艺流程以提高产品质量和改善环境推进技术进步的一项重要手段，是被国内外公认的最有发展前途的调速方式。
变频调速技术的优点：输出频率高，可达70HZ；动态响应快；对电网电动机的干扰小，功率因数高可省去庞大的滤波与无功补偿装置；占地面积小，变频效率高，附属设备投资费用小，具备频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能，因此，通过变频技术的应用和技术改造，能够提高大型设备、工艺的安全性能，为企业创造可观的经济效益。
二、冶金企业变频调速技术的研究与应用
在冶金企业变频熔炼系统的高炉进料、炉体倾动、氧枪传动、烟罩升降、渣车行走、除尘风机、氢气加压、锅炉水泵、水处理系统、破碎机、球磨机等电力控制设备进行变频调速技术的应用与改造，能够实现工艺要求的平滑无级速度调整，有利于企业安全生产，并能产生较大的效益。
（一）转炉倾动系统的应用。转炉倾动时要求回转速度在1.0r/min—0.2 r/min，倾动的回转角在0度-360度。变频技术的应用比较普遍。
1、应用AB变频器对转炉倾动变频系统进行控制时，一般采用3用1备的方式，使3台电机共同拖动转炉变频器能在四个象限运行。由1台上位工控机实时监控现场参数和报警信息、转炉系统的起动/停止，由控制主站发布命令，对现场进行控制，同时，为满足负载均衡分配精度的要求，1台变频器采用双闭环控制，其它两台变频器采用转矩闭环从动工作方式，并配置制动单元和制动电阻。在系统变频的主从工作方式切换上，采用外部端子开关量的组合输入实现主从方式的自动切换。
2、应用ABB变频器对转炉倾动变频控制系统进行控制时，在转炉的倾动部分配置4台变频器，采用“一拖一”驱动方式，能够较好地解决变频器之间的主从应用问题，其系统的4台变频器通过光纤连接，构成主从应用工作组，数据的刷新时间在1ms-4ms之间，以较高的速度保证主从机之间的速度和负载一致性，具有极好的实时性、高可靠性和抗干扰能力，速度的跟踪精度误差低于0.3%。通过主从重新配置，保证转炉倾动系统在任何1台或两台倾动电机或变频器故障的情况下仍能继续工作。
（二） 氧枪传动系统的应用
氧枪的精确度直接影响吹炼终点的温度，对生产、安全、炉龄、枪龄有很大的影响，因此，必须解决好传动与报闸机构之间的协调控制问题，防止 发生“掉枪”事故。
氧枪是典型的提升位能负载，只要制动报闸打开，电机就有100%的负载，氧枪变频器的起动转矩最少应不低于额定转矩的120%。因此，可以采用先进的变频器及应用程序，解决氧枪的动支撑性和负载转矩响应能力，防止出现“溜枪”故障，同时，通过变频器调压功能，实现氧枪在炉体倾动过程中提升和下降的速度。
（三） 转炉除风机中的应用
除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机运行不正常，直接影响生产，危及作业人员的的人身安全，因此，必须保证除尘系统可靠、无故障运行。并通过变频器的旁路功能，在故障情况下自动切换到工频运行，通过变频器的逻辑功能控制能力，按照吹氧的周期自动升速或降速。作业人员通过远程和本机控制，操作并监控变频器的运行状态，实现软起动、软停车，平稳运行，并能够延长风机的使用寿命和维修周期。在除矿尘风机吹炼时，变频高速运行；不吹炼时，降速降负载运行，达到节能降耗的目的和效果。
（四）矿井提升系统的应用
应用变频调速技术实现矿井提升设备的安全稳定运行。由于矿井提升需要频繁起动、停止、调速和换相，并且是重载起动，安全稳定运行的条件要求高。因此，通过变频调速技术能够实现提升设备的平稳加减速，而且，用变频器的内置程序软件替代继电器，从而实现操作简单，速度自动控制，加减速稳定，节约能耗15%-30%。
三、建筑企业变频调速技术的研究与应用
建筑安装行业起吊作业十分频繁，各类大型设备能否安全可靠地运行，关系企业安全生产和质量，关系企业的经济效益和生命。建筑安装企业对精度的要求很高，采用传统的控制技术显然不能满足建筑技术规范和安装规范的要求，因此，研究应用变频调速技术和全数字化控制驱动装置，实现自动化与智能化全电子化控制，将是行业发展的方向。在一些大型起吊设备上应用变频调速技术，采用电压型全数字化矢量控制变频装置，对起动转矩大，过载能力强的起重设备的大车、小车、主卷、副卷等设备进行调速，能够实现设备设施的精准安装和平稳操作，降低安全风险和系统能耗，减轻员工的操作强度，延长设备的使用寿命。同时，通过变频控制技术的过电流、过电压、瞬间断电、短路、欠电压、断相等保护功能，确保设备安全可靠稳定运行。在高层建筑供水系统建设时，采用变频技术能够实现供水系统的闭环自动调节。
四、变频调速技术改造与使用应注意的安全事项
1、严禁将变频器的输出端子连接到AC电源上。
2、严禁在变频器输入侧使用接触器等开关器件进行频繁停起操作。
3、严禁在变频器输出侧接功率因数补偿器、电容、防雷压敏电阻、接触器、开关器件。
4、电机绝缘检测时，必须将变频器与电机连线断开。
5、变频器输入侧与电源之间应安装空气开关和熔断器。
6、变频器应正确接地，接地电阻小于10殴。
五、结束语
技术进步是企业的灵魂。企业要实现安全发展，快速发展就必须进行技术改造和新技术的应用。冶金及建筑行业总装机容量大，各类大型设备或工艺多，新工艺大多数采用了变频调速技术，但是，老工艺采用变频调速技术的装机容量并不大，约占装机量15-25%，因此，变频调速技术的应用潜力巨大。企业对现有的老、旧、落后工艺设备进行变频化技术改造，能够有效地降低工艺系统的噪音，改善作业人员的工作环境，实现电机的软起动功能，延长电机的使用寿命，提升工艺系统的自动化程度和本质安全化水平，提高工艺系统的生产作业效率，节约维检修费用，降低电能消耗30-40%，给企业带来显著的经济效益。
参考文献：
[1]
附件：作者简介：
姓名：潘建軍 男 1965年10月15日 研究生
单位：甘肃省金川集团股份有限公司
从事的研究领域：电气工程技术 安全工程与技术
姓名：潘 超 男 1989年01月01日 大学