淺述變頻控制器在高壓輥磨的應(yīng)用

李陽

摘 要 撫順罕王毛公鐵礦高壓輥磨機(jī)分為固定輥和活動輥，分別由兩臺1250kW轉(zhuǎn)子繞線式交流異步電機(jī)拖動，對應(yīng)使用森蘭SBH系列兩臺10kV，1400kW高壓變頻。繞線式電機(jī)內(nèi)部通過特殊處理，使用銅環(huán)短接當(dāng)普通高壓電機(jī)使用。由于不是變頻專用電機(jī)，考慮到散熱不良，電機(jī)廠家的要求，變頻器運(yùn)行最低頻率40Hz，最高頻率50Hz。原設(shè)計為水阻柜啟動，不調(diào)速。

關(guān)鍵詞 頻率調(diào)節(jié);變頻器;高壓輥磨;開關(guān)

1變頻控制器應(yīng)用在高壓輥磨的必要性

變頻器用于高壓輥磨機(jī)，在應(yīng)用時需要注意同步問題。鑒于高壓輥磨機(jī)的特點，設(shè)備投料后2臺電機(jī)事實上是通過物料耦合的，也就是說兩臺電機(jī)被強(qiáng)迫同步運(yùn)行，考慮到高壓輥磨兩個輥直徑細(xì)微的差別，折算到電機(jī)端的轉(zhuǎn)速并不相等，如果兩臺變頻器采用相同的設(shè)定頻率勢必會造成兩臺電機(jī)的轉(zhuǎn)差率不一樣。因此，需要兩臺變頻器做同步連鎖控制，一臺變頻器做主，另一臺變頻器跟蹤運(yùn)行，時刻保持兩臺電機(jī)功率（或電流）相等。如果不做此處理，將可能會出現(xiàn)其中一臺變頻器功率（或電流）超限跳停事故[1]。

2具體實施流程及方案

同步調(diào)節(jié)頻率源有兩種給定來源，分別為中控室、現(xiàn)場控制箱，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1選擇頻率給定來源。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1選擇中控室時，主從協(xié)調(diào)控制板通過RS 485通訊，讀取1#主機(jī)AI1值（中控室同步調(diào)節(jié)頻率），作為同步調(diào)節(jié)頻率;當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1選擇現(xiàn)場控制箱時，主從協(xié)調(diào)控制板通過RS 485通訊，讀取1#主機(jī)AI2值（RP3現(xiàn)場控制箱同步調(diào)節(jié)頻率），作為同步調(diào)節(jié)頻率。

頻率調(diào)節(jié)分為同步調(diào)節(jié)與單獨調(diào)節(jié)，需要通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2選擇頻率調(diào)節(jié)方式。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2選擇單獨調(diào)節(jié)時，主從協(xié)調(diào)控制板通過RS 485通訊，讀取1#主機(jī)AI3值（RP1給定值），發(fā)送給1#主機(jī)，作1#主機(jī)頻率給定;讀取2#從機(jī)AI1值（RP2給定值），發(fā)送給2#從機(jī)，作2#從機(jī)頻率給定。

當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2選擇同步調(diào)節(jié)時，主從協(xié)調(diào)控制板通過RS 485通訊，將同步調(diào)節(jié)頻率（根據(jù)SA1選擇確定來源）發(fā)送給1#主機(jī)、2#從機(jī)，作為1#主機(jī)、2#從機(jī)的頻率給定。

變頻器只能接收4-20mA信號，所以RP1、RP2、RP3電位器給定的0-10V信號需轉(zhuǎn)換為4-20 mA信號。

2.1 單獨調(diào)節(jié)控制

轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于單獨調(diào)節(jié)位置，把SA2單獨調(diào)節(jié)位置送給輥磨機(jī)PLC。

輥磨機(jī)PLC發(fā)啟動、停止信號給1#主機(jī)，啟、停1#主機(jī)（固動輥）變頻器，1#主機(jī)按RP1給定值運(yùn)行。

輥磨機(jī)PLC發(fā)同步控制禁止信號給2#從機(jī)，再發(fā)啟動、停止信號給2#從機(jī)，啟、停2#從機(jī)（活動輥）變頻器，2#從機(jī)按RP2給定值運(yùn)行。

單獨控制時，2#從機(jī)不能作同步控制，因為沒有1#主機(jī)輸出電流作PID給定，2#從機(jī)運(yùn)行過程中，同步控制禁止信號必須一只有效。

2.2 同步控制

轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于同步調(diào)節(jié)位置，輥磨機(jī)PLC 發(fā)啟動信號給1#主機(jī)，發(fā)同步控制禁止信號給2#從機(jī)，先啟動1#主機(jī)（固動輥）變頻器。再延時啟動2#從機(jī)，延時時間根據(jù)現(xiàn)場工礦確定。輥磨機(jī)PLC 發(fā)啟動信號給2#從機(jī)，啟動2#從機(jī)（活動輥）變頻器。待2#從機(jī)運(yùn)行到同步頻率后，輥磨機(jī)PLC撤銷同步控制禁止信號，2#從機(jī)根據(jù)1#主機(jī)輸出電流作PID控制，自動調(diào)整2#從機(jī)輸出電流。2#從機(jī)進(jìn)行PID控制后，才能進(jìn)行投料運(yùn)行。同步控制時，可實現(xiàn)兩臺變頻器輸出電流保持一致，實現(xiàn)負(fù)荷分配，避免一臺變頻器過載。

2#從機(jī)啟動過程中，不能進(jìn)行同步控制，同步控制禁止信號必須保持到2#從機(jī)運(yùn)行到同步頻率后才能撤銷，只有待從機(jī)進(jìn)入同步同控制時，才能進(jìn)行投料運(yùn)行。同步控制禁止信號撤銷時間可以根據(jù)2#從機(jī)啟動加速時間確定。

主從協(xié)調(diào)控制板加裝在1#主機(jī)，作用為：通過RS 485通信，讀取1#主機(jī)（固動輥）變頻器的輸出電流，發(fā)送給2#從機(jī)（活動輥）變頻器作PID給定;讀取2#從機(jī)輸出電流，發(fā)送給2#從機(jī)作PID反饋;根據(jù)SA1選擇同步頻率給定源;根據(jù)SA2選擇同步調(diào)節(jié)與單獨調(diào)節(jié)給定源。通過主從控制協(xié)調(diào)控制板可減少柜間連線，通信給定、反饋可避免通過AI/AO模擬量接口帶來的采樣誤差。

3結(jié)束語

如今自然資源的短缺是全世界所面臨的問題，我國的資源形式異常嚴(yán)峻，變頻器的應(yīng)用可以減少能源不必要的損耗。對高壓輥磨進(jìn)行變頻控制器應(yīng)用后，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，同時提高了礦石處理量，并對節(jié)能減排起到了關(guān)鍵性作用，應(yīng)用改造圓滿達(dá)到了預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋遠(yuǎn)海，周加勝，李克志.高壓變頻器主從控制在高壓輥磨機(jī)上的應(yīng)用[J].變頻器世界，2018，（5）：84-87.