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摘要:本论文主要论述,在板坯连铸拉矫机扇形段电机,采用S120变频器传动控制时候,一些优化控制的方法。
关键字:S120力矩软化
一、连铸拉矫机及变频器软化功能简介
(一)、连铸拉矫机相关设备简介
某钢厂采用直弧型板坯连铸机,板坯宽度950~1650mm。
扇形段2~6自由辊辊径Ф230,驱动辊辊径Ф250,外弧辊面弧形半径R9000mm。1~6构成弧形导向区,对铸坯进行导向,使铸坯进一步冷却,并将其导入矫直扇形段内。在装入引锭杆时对引锭杆导向。
扇形段7~8自由辊辊径Ф250,驱动辊辊径Ф250,外弧辊面弧形半径R9000mm。7~8构成矫直区,将铸坯由外弧R9000状态连续矫直为平直状态。
扇形段9~13自由辊辊径Ф230,驱动辊辊径Ф250。布置在连铸机二冷区域后段,承接已矫直为平直状态的铸坯并继续对铸坯导向,将其送至切割区域。
变频器:采用西门子S120共直流母线的250KWSLM整流回馈装置,带29台16KW的电机模块(如:图一)。
电动机:功率5.5KW,N(额定转速)723r/min,T(额定力矩)70N.m的变频电机,带减速机传动驱动辊。
图一
(二)、S120变频器软化功能
二、原控制方式及其影响
(一)、原控制方式
PLC通过DP总线控制各个变频器控制单元。速度范围0~1.3米(376r/min);送引锭速度5米(1446r/min)。2~13段内弧速度是外弧速度的0.975。
西门子S120变频器采用无编码器转速控制。由于除送引锭情况下外,扇形段2~13段电机都拖动同一个板坯负载,所以变频器均采用软化功能。在r80.1(滤波后的实绩力矩)>49N.m后,软化功能投入,软化量额定力矩的0.05。
(二)、存在问题
1、不同速度下,内外弧速度匹配不好。实绩运行中,由于拉速在不断变化中,内外弧速度匹配并不完美。导致一些段子,内弧或者外弧出力不均匀。如图二所示,力矩波动介于-50~50N.m之间,软化起作用的时候,力矩波动太大。
三、控制优化
(一)、内弧基础速度调节
根据内外弧辊面弧形半径参数,设定内弧基础速度。以外弧速度为基准,2~6段内弧是外弧的0.975;7~8段内弧是外弧的0.98;9~13段内弧是外弧的0.985。
(二)、PLC辅助速度调节
每台电动机根据变频器反馈力矩(下称T反),调节PLC给定速度。
当7≤T反≤42N.m时,给定速度为基础速度,不调节;
T反<7N.m或者T反>42N.m时,
n软=k*n设
k介于0~1之间,T反越大,k越接近与1;
n软=软化速度;
n设=速度调节范围,如N*0.05=36.15r/min。
结论:实现力矩的比例调节,力矩越大,调节量越多。
(三)、变频器辅助速度调节
在拉速<0.35r/min,送引锭模式,突发需要手动拉矫等极端情况下,变频器的软化功能启用。T反≤-60N.m或T反≥60N.m时,直接软化额定力矩的0.05,作为PLC软化的有效补充。
四、效果
1、不同速度下,内外弧速度匹配良好。如图五所示,力矩波动介于0~50N.m之间,软化起作用的时候,力矩波动小。
3、在正常运行或者板坯快换等频繁改变速度过程中,变频器无报警、故障。
五、结论
采用S120变频器共负载系统中,变频器基本的软化功能,无法满足软化需求的情况下。可以采用PLC速度给定来软化,实绩力矩越大,速度软化量越大,作线性比例增加,在辅于S120变频器大力矩软化,起到钢柔并济的调节作用,满足了连铸拉矫机的各种拉速需求。
参考文献: