راه حل VFD INOMAX برای کارخانه فولاد

1 مقدمه

فرآیند ساخت فولاد فرکانس در کارخانه فولاد سازی هنان یاکسین پیچیده است، با پارامترهای تشخیص بسیاری و اقدامات مکرر تجهیزات.دقت تشخیص پارامترهای فرآیند و سطح کنترل خودکار به طور مستقیم با کیفیت و خروجی فولاد ذوب مرتبط استبه همین دلیل there must be a set of control systems with accurate and timely detection and a high level of automatic control in order to stabilize production and meet the needs of enterprise survival and development.

2 ویژگی های بار محرکه فرکانسی

تولید فولاد شامل قرار دادن آهن ذوب شده و قطعات فولادی از کوره بالا به کوره تولید فولاد، از طریق فرآیند decarburization اکسیداتیو و slagging برای کاهش عناصر مضر،از گاز کوره و خشکی خارج کنید، و فولاد ذوب شده که به الزامات پاسخ می دهد.

در حال حاضر سه روش اصلی تولید فولاد وجود دارد، یعنی تولید فولاد آتش باز، تولید فولاد فرکانس و تولید فولاد کوره الکتریکی.بيشترشون از دستگاه هاي فرکانسي اکسيژن براي فولاد سازي استفاده ميکننبرتری آن به اتوماسیون فرآیند تولید کمک می کند.

2.1 تجهیزات اصلی برای تولید فولاد با فرکانس بالاتر اکسیژن است

(1) تجهیزات تامین مواد اولیه: شامل تامین زباله های آهن ذوب شده، مواد گشوده و فلزات آهن

(2) تجهیزات اصلی درایو فرکانس: آن را از بدن کوره، دستگاه پشتیبانی بدن کوره و سیستم کنترل درایو الکتریکی برای شیب بدن کوره و غیره تشکیل می دهد؛

(3) دستگاه تنفس اکسیژن: هنگامی که فرکانس اکسیژن به تولید فولاد منجر می شود، مقدار زیادی اکسیژن مورد استفاده قرار می گیرد و تامین اکسیژن به موقع مورد نیاز است، فشار اکسیژن پایدار و ایمن و قابل اعتماد است.باید یک مجموعه کامل از تجهیزات برای تامین اکسیژن به درایو فرکانس وجود داشته باشد.;

(4) تجهیزات تصفیه گاز دود

(5) تجهیزات پردازش زباله، تجهیزات تصفیه خارج از کوره و تجهیزات ریخته گری بلوند.

با توجه به الزامات فرآیند، زاویه خم شدن درایو فرکانس 360° است. قسمت پایین تر از تخته کوره درایو فرکانس بالاتر از قسمت بالا است.و قسمت پاييني از قسمت بالايي سنگين تر استآن را بر اساس یک لحظه مثبت طراحی شده است. بنابراین، زمانی که سیستم کنترل الکتریکی فرکانس در حال شکست است یا نیروی ترمز ناکافی است،به لحظه مثبت بدن کوره تکیه کنید تا اطمینان حاصل شود که دهان کوره به سمت بالا استو هيچ تصادفي از سقوط فولاد رخ نميده.

هنگامی که درایو فرکانس به طور طبیعی کار می کند، اگر فولاد ذوب شده نیاز به تخلیه داشته باشد، موتور یک گشتاور مثبت را برای هدایت درایو فرکانس به آرامی خم می کند.بعد از اینکه فولاد ذوب شده ریخته شد، بدن کوره باید به آرامی به حالت عادی برگردد. در این زمان، انرژی بالقوه درایو فرکانس باید به سیستم برگردانده شود،و موتور در حالت بازخورد کار می کند.

2.2 الزامات فرکانس درایو برای سیستم انتقال

به دلیل ویژگی های تکنولوژی و تکنولوژی انتقال درایو فرکانس، درایو فرکانس الزامات بالایی را بر سیستم انتقال دارد:

(1) درایو فرکانس خم مکانیکی می تواند به طور مداوم 360 ° چرخش کند و می تواند به دقت در هر موقعیت متوقف شود و همچنین باید عملکرد کنترل سرعت را با توجه به نیازهای فرآیند داشته باشد.موقعیت شیب آن می تواند الزامات مربوط به اتصال با تجهیزات مرتبط مانند نردبان اکسیژن داشته باشد، کالسکه ها و کپسول های دود

(2) در طول کار باید حداکثر ایمنی و اطمینان وجود داشته باشد.دستگاه خم کردن باید قادر به ادامه کار برای مدت کوتاهی باشد و آن را تا پایان اولین کوره فولاد سازی حفظ کند.، حتی اگر ماشین خم شدن رخ دهد وقتی تصادف را نمی توان کنترل کرد، کوره به طور خودکار سرنگون نمی شود و باعث تصادف "فولاد پایین" نمی شود.

(3) ماشین آلات شیب دار باید انعطاف پذیری خوبی داشته باشند تا بار های شوک و لرزش های چرخش ناشی از راه اندازی و ترمز را خنثی کنند.

یکی دیگر از تجهیزات کلیدی برای تولید فولاد فرکانس محرک، نيزه اکسیژن است.

نيزه اکسيژن بار بالقوه اي است. به محض باز کردن دستگاه ترمز، موتور نيزه اکسيژن فوراً 100 درصد بار خواهد داشت.چرخش الکترومغناطیسی موتور بر چرخش بار غلبه می کند. موتور در حالت الکتریکی کار می کند. هنگامی که لنز اکسیژن پایین می آید، گشتاور بار موتور را به چرخش می کشد. موتور در حالت ترمز بازخورد کار می کند.شبیه به سیستم کنترل شیب، سیستم کنترل انتقال لنز اکسیژن نیز باید با دستگاه ترمز هماهنگ باشد تا از پدیده "طوفان" جلوگیری شود.و همچنین دارای گشتاور شروع و ظرفیت بیش از حد است. و سرعت می تواند تنظیم شود.

درایو فرکانس به طور کلی با دو مجموعه از لنز اکسیژن مجهز است، یک مجموعه کار می کند و مجموعه دیگر ذخیره یا تعمیر شده است.

پیکربندی سیستم کنترل درایو فرکانسی درایو فرکانس 3 در کارخانه فولاد ساز شرکت Sangang

با توجه به شیب گیری درایو فرکانس و ویژگی های سیستم کنترل لنز اکسیژن، اینورتر سری ACS880 از INOMAX انتخاب شد.

3.1 مشخصات فنی اینورتر سری INOMAX ACS880

مشخصات فنی اینورتر سری INOMAX ACS880 به شرح زیر است، آن را به ویژه مناسب برای کنترل فرکانس درایو در اینجا:

با استفاده از تکنولوژی کنترل مستقیم تورک، جریان استاتور و تورک به عنوان متغیرهای اصلی کنترل استفاده می شوند.ترکیب پردازنده سیگنال دیجیتال با سرعت بالا و مدل نرم افزار موتور پیشرفته امکان بروزرسانی وضعیت موتور را در 40از آنجا که حالت موتور و ارزش مقایسه بین مقدار واقعی و مقدار داده شده به طور مداوم به روز می شوند، هر حالت سوئیچ اینورتر به صورت جداگانه تعیین می شود.این بدان معنی است که سیستم محرک آن می تواند بهترین ترکیب از سوئیچ ها را تولید کند و به سرعت به تغییرات پویا مانند اختلالات بار و شکست های فوری برق پاسخ دهددر DTC، نیازی به یک ماژولاتور PWM که ولتاژ و فرکانس را به طور جداگانه کنترل می کند وجود ندارد. بنابراین، فرکانس قطع ثابت وجود ندارد. در عملیات واقعی،صداهای فرکانس بالا که توسط دیگر اینورترهای محرک موتور تولید می شود تولید نمی شود.، و مصرف انرژی خود اینورتر نیز کاهش می یابد.

رآکتور متناوب استاندارد به طور قابل توجهی محتوای هارمونیک درجه بالا منبع برق ورودی را کاهش می دهد، به شدت تشعشع الکترومغناطیسی اینورتر را کاهش می دهد،و دیود صاف کننده و خازن فیلتر را از تاثیر ولتاژ و جریان محافظت می کند.

گشتاور کامل صفر سرعت: موتور ACS880 می تواند گشتاور نامی موتور را در سرعت صفر بدست آورد و نیازی به بازخورد یک رمزگذاری کننده نوری یا یک موتور سرعت سنج ندارد.اینورتر کنترل بردار تنها می تواند به دست آوردن خروجی گشتاور کامل زمانی که آن را به سرعت صفر نزدیک است.

کنترل دقیق گشتاور ارائه شده توسط DTC ACS880 را قادر می سازد تا یک گشتاور حداکثر شروع قابل کنترل و پایدار را فراهم کند. حداکثر گشتاور شروع می تواند به 200٪ از گشتاور نامی موتور برسد.

شروع اتوماتیک: ویژگی شروع اتوماتیک ACS880 از عملکرد شروع پرواز و شروع یکپارچه ی فرکانس عمومی فرکانس درایو فراتر می رود.چون ACS880 ميتونه حالت موتور رو در چند ميلي ثانيه اندازه بگيره، می تواند به سرعت در عرض 0.48 ثانیه تحت هر شرایطی شروع شود. اینورتر کنترل بردار باید بیشتر از 2.2 ثانیه باشد.

در حالت بهینه سازی جریان، جریان موتور به طور خودکار با بار سازگار می شود تا بهره وری را بهبود بخشد و نویز موتور را کاهش دهد. این به دلیل بهینه سازی جریان مغناطیسی است.بر اساس بار های مختلف، کل کارایی اینورتر و موتور می تواند با 1-10٪ افزایش یابد.

کنترل دقیق سرعت: خطای سرعت پویا ACS880 0.3٪ در برنامه باز حلقه و 0.1٪ در برنامه بسته حلقه است. اینورتر کنترل بردار بیشتر از 0.8٪ در حلقه باز و 0.3٪ در حلقه بسته است.3٪ در حلقه بستهدقت استاتیک درایو فرکانس ACS880 0.01% است

کنترل دقیق گشتاور: زمان پاسخ گام گشتاور پویا می تواند به 1-5ms در برنامه های حلقه باز برسد، در حالی که اینورتر کنترل بردار به 10-20ms در حلقه بسته و 100-200ms در حلقه باز نیاز دارد.

ظرفیت محرک فرکانس کارخانه فولاد سازی هلان یاکسین 100 تن است، موتورهای شیب دار محرک فرکانس 4 مجموعه موتورهای تبدیل فرکانس 90 کیلو وات هستند،و موتورهای اسپری اکسیژن دو مجموعه از موتورهای فرکانس تبدیل 75kW هستند;

3.2 وضعیت کنترل شیب و نيزه اکسیژن

(1) کنترل شیب

معمولاً، شیب زدن درایو فرکانس توسط ۳ تا ۴ موتور انجام می شود، بنابراین برای اینکه سیستم قابل اطمینان تر و پایدارتر کار کند، این موتورها باید با بار تعادل داشته باشند، یعنیتمام موتورها قدرت مشابهی دارند.

از آنجایی که این 4 موتور به شدت به هم متصل هستند، سرعت تمام موتورها باید کاملاً هماهنگ باشد. بنابراین انتقال 4 موتور کنترل استاد / برده را اتخاذ می کند،و چهار اینورتر با فیبر نوری متصل می شوند.بنابراین، در پیکربندی سیستم، یک درایو فرکانس فرکانس به عنوان استاد استفاده می شود و برای تنظیم سرعت و تنظیم گشتاور خروجی استفاده می شود،و دیگر درایوهای فرکانس فرکانس به عنوان برده برای دنبال کردن پاسخ گشتاور از استاد استفاده می شود، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. در مقایسه با روش کنترل معمولی، این استفاده عملکرد سیستم را به سطح جدیدی افزایش می دهد.به طور کامل حل پدیده "کوبیدن" و "تزلزل سر" از درایو فرکانس ناشی از کار موتور نامتزامن.

چهار اینورتر می توانند بین استاد و برده تغییر کنند، اما تنها یک استاد در یک زمان می تواند وجود داشته باشد، و سه نفر دیگر برده هستند.ارباب اتخاذ حالت کنترل سرعت و برده اتخاذ حالت کنترل گشتاور. ارباب دستورات کنترل را به بردگان می فرستد. بردگان دستورات شروع و توقف را از میزبان و مقدار تعیین شده تورک برای عمل پذیرفته اند.

هنگامی که یک ماشین برده شکست می خورد، بر ارتباطات و اقدامات بین ارباب و سایر برده ها تأثیر نمی گذارد، بنابراین می تواند ادامه دهد و انتظار نگهداری مناسب را داشته باشد؛ هنگامی که ارباب شکست می خورد،برده متوقف می شه چون نمی تونه سیگنال از ارباب رو دریافت کنه، یکی از برده ها به ارباب تغییر می کند، و ارباب شکست خورده به برده تغییر می کند. پس از تکمیل تغییر، ارباب یک دستور تنظیم مجدد برای همگام سازی سیگنال ارسال می کند،و سیگنال شکست برده ناپدید می شودوقتی سیستم به حالت عادی رسید، به کار ادامه دهید. تا زمان مناسب برای تعمیر تجهیزات معیوب صبر کنید.

وقتی که ارباب نرمال است و 3 برده به طور همزمان گزارش خطا می دهند، به این معنی است که مشکلی در ارتباطات وجود دارد.تمام برده ها در اين زمان به ارباب منتقل شده اند، به این معنی که 4 اینورتر در حال انجام کنترل سرعت در همان زمان. هنگامی که در دسترس است، بلافاصله برای مشکلات ارتباطی بررسی کنید.

لازم به ذکر است که در هنگام بازرسی و تعمیر اینورتر، اگر لازم باشد که اینورترهای دیگر در این زمان کار کنند،از آنجا که شبکه ارتباطات فیبر نوری پس از خاموش کردن اینورتر قطع شده است، دیگر اینورترها نمی توانند کنترل master/slave را انجام دهند و باید به حالت The host can continue to run تغییر دهند. پس از اتمام تعمیر و ترمیم، به حالت کنترل master/slave تغییر دهید.

اگر یک سوئیچ معمولی master/slave انجام شود، slave به دلیل خرابی موقت سیگنال master گزارش می دهد. هنگامی که سوئیچ master/slave تکمیل می شود،بعد از اينکه استاد دستور reset رو فرستاده، تمام سیگنال های هشدار را می توان از بین برد.

از آنجا که محرک فرکانس بار با گشتاور بالا است، روش شروع یک روش شروع گشتاور بالا با تحریک ثابت است و روش متوقف کردن یک روش توقف رمپ است.هولپر ترمز و مقاومت ترمز برای جذب انرژی بازگشت استفاده می شود.

برای هماهنگی دقیق با دستگاه ترمز، هنگامی که سرعت اینورتر به سرعت صفر مطلق برسد، اینورتر دستورات کنترل دستگاه ترمز را صادر می کند.و تماس گیرنده ترمز توسط رله میانگین رانده می شود، و سپس اینورتر تحریک را متوقف می کند، که می تواند اطمینان حاصل شود دستگاه خم شدن پدیده "طوفان" را نشان نمی دهد.

(2) کنترل لنز اکسیژن

کلید کنترل لنز اکسیژن اینه که بعد از باز کردن ترمز، موتور باید ۱۰۰ درصد بار داشته باشهانتقال باید حداقل 150٪ گشتاور را در سرعت صفر تولید کند تا مانع از لغزیدن نردبان اکسیژن شود..

حالت کنترل مستقیم تورک اینورتر INOMAX می تواند تا 200٪ تورک خروجی را در سرعت صفر فراهم کند.نرم افزار بلند کردن اختصاصی آن دارای یک عملکرد حافظه گشتاور برای حفظ گشتاور شروع مورد نیاز توسط نيزه اکسیژنوقتي که سيستم شروع شد، فقط مدارک مورد نياز رو اجرا کنيد تا از کار گشاده ي نيزه اکسيژن مطمئن بشيد.

عملکرد کنترل قفل ترمز نرم افزار بلند کردن INOMAX عملکرد ایمن سیستم را تضمین می کند.

خلاصه:

درایوهای Inomax انتخاب ایده آل برای کارخانه فولاد است، با عملکرد بهتر و مقرون به صرفه تر.