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对无料钟高炉布料控制应用交流伺服系统的探讨

2004-09-02 00:00 来源: 我的钢铁
    自从二十世纪七十年代初由卢森堡一家公司推出的无料钟炉顶装料设备取代传统的料钟炉顶以来,料流阀及溜槽倾动都采用液压传动和直流传动等。笔者长期从事高炉调试及研制工作,发现伺服电机的性能正好能满足高炉倾动和料流调节的工艺要求,适于频繁启动和快速精确定位,将永磁交流伺服电机应用到无料钟高炉的料流阀及溜漕倾动上,效果非常理想。伺服装置用速度控制就完全能满足要求,而且控制回路简单。
    交流伺服电动机是当代电气伺服控制是最新技术之一,它是利用控制理论中新成果——矢量控制技术,结合电子技术中新成就实现的。伺服驱动技术的发展对机电一体化产品性能有重要影响,随着微电子、电力电子技术和材料技术的发展。至今已进入到了一个全新的发展时期。在高炉机遇一体设备中,常常要求对电机执行机械的运动速度和位置加以控制,这往往归结为对驱动机构运动的电机进行速度和位置控制。这里结合伺服电机的控制技术来说明在高炉系统的实际应用。
    交流伺服系统情况介绍
    交流伺服电动机是一种新型电动机,其特点是:以稀土永磁材料铁硼作为转子磁极,将材料模压成菱形粘接在六面体转子外表面,形成三对磁极,字子为36槽三相对称星形接法。电机的另一个轴端装有增量式光电编码器,它可以输出二组脉冲。
    交流伺服驱动器是给交流伺报电动机供电的装置,是一种复杂的电力电子设备。其内部电路可分为主电路和控制电路。
    交流伺服系统的主要特点如下:
    (1)通常在不外加位置闭环的情况下,电机能够以1r/min以下的速度拖动额定负载转距平滑地运转,这个特点是其他电机在其他控制方式下都难以达到的。
    (2)短时间内发出大于额定转距5—10倍的瞬时尖峰转呀,从而使它具有优良的跟踪能力。
    (3)转速与转速指令之间完全的线性关系,在电机的调速范围以内转速偏差小于0.1%。
    (4)有三种工作模式,即速度闭环方式、转距控制方式和位置闭环控制方式。三种方式可以根据工艺进行切换。
    (5)具有良好的人机对话及通讯,便于上位机控制。
    由于以上的特点,该系统特别适于高炉无料钟上料料流调节阀和溜槽倾动的控制。
    该系统布料方式如下:
    使用交流伺服电支机传动的布料器可以精确地实现下列四种布料方式:即环形布料、回旋布料、扇形布料、定点布料。
    由于交流伺服电机比原液压传动更加灵活和易操作、随着工艺水平和操作水平的提高、PLC软件功能的加强,为更加丰富的布料方式提供了新的平台。
    中国第三冶金建设公司电气安装工程公司调试研究所在冶金建设工作中不断总结经验,发现不足,积极研究新的更好的控制方案。他们与高炉生产厂共同为加快钢铁设备改造更新而努力。如他们与石家庄三环阀门股份有限公司、北京自动化院、北京伺服研究所等都曾一起合作过。在全国各地大小高炉上有应用并且取得了良好的效果和经济效益。
    实践证明,交流伺服系统可以应用于高炉布料系统,取代原液压系统或异步机调速系统。
    关于伺服器在待机状态下爬行问题的解决办法
    目前,国内各大钢厂所用的伺服器多数为国外公司生产的,此品牌的伺服器在待机状态下极易产生爬行,即使采取用屏蔽电缆、把给定短接等抗干扰措施也会产生。这种爬行遇到极限也不会停下来,常出现过转距故障,对机械和驱动器伤害很大,还得经常进行人工复位,直接影响高炉的生产。
    对此,可以采取内部屏蔽法,避免一切外部和内部干扰,在待机状态下,无给定时把内部零钳位,外部给定短接;在有给定时电路打开,政党运转。在使用状态下,用手操器监控电机转子位置无任何脉冲变化,效果非常理想。
    

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