高爐煉鐵是鋼鐵行業(yè)重要生產(chǎn)工藝鏈（煉鐵、煉鋼、鑄軋）之一，而高爐上料系統是高爐煉鐵生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節，其主要作用是將煉鐵所需的各種原料源源不斷的經(jīng)爐頂送到高爐內保證高爐煉鐵的正常需求。
一、工藝描述
煉鐵高爐上料系統分為皮帶上料和卷?yè)P（料車(chē)）上料兩類(lèi)。高爐卷?yè)P上料系統按一臺卷?yè)P電機同時(shí)拖動(dòng)的料車(chē)數量又分為單車(chē)卷?yè)P上料和雙車(chē)卷?yè)P上料兩種。雙車(chē)卷?yè)P上料系統具有效率高、節省硬件投資、電氣設備體積小、節省裝配空間等優(yōu)勢而在中小型煉鐵高爐卷?yè)P系統中獲得廣泛應用，簡(jiǎn)圖如下圖所示。
高爐雙車(chē)卷?yè)P上料系統主要由左右料車(chē)、斜橋導軌和卷?yè)P機等部分組成。一臺卷?yè)P機同時(shí)拖動(dòng)左右兩臺料車(chē)互為上行和下行，即其中一臺料車(chē)載料上行，另一臺料車(chē)則為空車(chē)下行。
高爐卷?yè)P上料系統的核心是卷?yè)P機及其拖控系統，卷?yè)P電機一般為繞線(xiàn)式異步電機，傳統的啟動(dòng)和調速方式為轉子串電阻啟動(dòng)調速。由于卷?yè)P上料系統頻繁啟動(dòng)和調速，原轉子串電阻啟動(dòng)調速方式存在以下諸多缺陷：
1.啟動(dòng)沖擊電流大；
2.啟動(dòng)和投切轉子電阻調速時(shí)對減速箱和鋼絲繩等機械部件造成較大沖擊影響機械壽命；
3.轉子調速電阻容易燒毀、電氣維護工作量大；
4.料車(chē)上料品種不一樣調速停車(chē)震動(dòng)大不平穩、減速時(shí)間不易控制，加上卷?yè)P機鋼絲繩松緊程度不一致有時(shí)會(huì )出現料車(chē)“掛頂”和“溜車(chē)”等事故造成高爐休風(fēng)停產(chǎn)，嚴重影響了高爐煉鐵生產(chǎn)的連續性。
二、系統方案
雙車(chē)卷?yè)P上料電氣系統主要由：監控/操作、主令控制器（機械式/智能式）、極限保護、PLC、QD矢量變頻器、QDBU制動(dòng)系統、繞線(xiàn)式卷?yè)P電機、抱閘等組成，拖控系統采用一運一備方式通過(guò)切換柜切換，控制系統簡(jiǎn)述如下：
1.去除了繞線(xiàn)電機原轉子串電阻調速裝置并將繞線(xiàn)電機轉子滑環(huán)短接，選用315kW QD矢量變頻器拖動(dòng)原卷?yè)P電機，0.5Hz可1.5倍力矩輸出，以最簡(jiǎn)潔（省卻安裝電機編碼器）的配置實(shí)現了大力矩無(wú)沖擊啟動(dòng)和平滑多段調速；
2.雙車(chē)卷?yè)P上料系統雖沒(méi)有空行程，但考慮到減速制動(dòng)、頂部卸料等場(chǎng)合下可能伴有的變頻器母線(xiàn)電壓泵升，從可靠性和安全性上考慮，制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻以避免此工況下變頻器報過(guò)壓停車(chē)；
3.奧卓315kW QD矢量變頻器標配直流電抗器（7.5kW及以上均標配），在諧波抑制和整機熱穩定性上表現較為出色，為進(jìn)一步滿(mǎn)足優(yōu)良的電磁環(huán)境要求，客戶(hù)又選配了交流電抗器；
4.卷?yè)P上料系統變頻器采用一運一備方式，在切換柜中選投，方便系統維護和應急；
5.PLC為整個(gè)卷?yè)P上料系統的控制核心，接收主令控制器位置信號、超極限位信號、操控室信號、料斗信號、爐頂和變頻反饋等信號，同時(shí)將卷?yè)P系統動(dòng)態(tài)信息反饋到監控操作系統；
6.變頻器接收PLC的啟停、多段速調速、急停和操控室急停等信號，設有便于調試的料車(chē)點(diǎn)動(dòng)信號；FDT輸出、運行輸出、故障輸出、變量輸出反饋至PLC/監控操作系統。
三、方案優(yōu)勢
通過(guò)對卷?yè)P系統改造后，料車(chē)在斜橋導軌（料坑段、中間段、曲軌卸料段）上的工作流程主要包括以下幾個(gè)環(huán)節：料坑裝料—啟動(dòng)—1加速—2加速—高速運行—1減速—中速運行—2減速—低速運行—爐頂卸料停車(chē)—返回，自啟動(dòng)到卸料的單升行程45秒。
1.QD矢量變頻器良好的低頻出力性能（開(kāi)環(huán)0.5Hz時(shí)1.5倍力矩輸出），較好的滿(mǎn)足了滿(mǎn)載要求；
2.QD矢量變頻器的低頻出力性能好、力矩響應快、穩速精度高，配合FDT輸出功能實(shí)現了料車(chē)的平穩提升和變速，避免了傳統卷?yè)P系統啟動(dòng)震動(dòng)大、易溜車(chē)和掛車(chē)現象；
3.配合奧卓制動(dòng)系統可將料車(chē)制動(dòng)時(shí)段的能量及時(shí)消耗，避免過(guò)壓故障；
4.奧卓QD系列矢量變頻器7.5kW及以上標配直流電抗器，在諧波治理和穩定性上表現出色，幫客戶(hù)節省硬件成本；
5.奧卓QD產(chǎn)品具備多種通訊方式（Modbus/PROFIBUS/CANopen等）供系統聯(lián)網(wǎng)。
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