一种保证消除机械冲击且装置输出转矩平衡的方法与流程

本发明涉及转炉倾动控制技术领域，特别涉及一种保证消除机械冲击且装置输出转矩平衡的方法。

背景技术：

现代化转炉倾动控制装置，均由四台电动机通过四台减速箱将倾动力矩传动到耳轴。随着转炉吨位的大型化，四台电动机的容量也在加大，由于单台变频器容量有限，因此往往采用四拖四驱动方案。为了保证四台装置输出转矩(电流)平衡，往往采用主从控制方式，即把一台装置设为主控系统，其它三台设为从动系统。主控系统具有自己的速度环和电流环，而从动系统只有自己的电流环，其电流设定值取自主控系统的速度调节器输出或电流实际值。这种应用方式虽然可以保证四台装置的输出电流相等，但存在以下严重问题：

1.由于四台减速机存在固有齿轮间隙，这种系统存在机械冲击，而且有时会非常严重，威胁设备安全无法正常生产。

2.由于从动系统没有速度环控制，当其电机接手剪断时，从动电机会飞车损坏。

3.由于这种系统存在的机械冲击，电机接手剪断现象时有发生。

4.当主控系统速度反馈丢失时，系统会以最大转矩加速，如果此时处于取样或出钢位置，倒钢事故不可避免。

四台独立的系统通过四台减速机相连控制转炉本体倾动，如何保证四台装置输出转矩(电流)平衡是问题的关键。

技术实现要素：

本发明提供一种保证消除机械冲击且装置输出转矩平衡的方法，目的是为了找到解决控制四台倾动电动机的变频器输出转矩(电流)平衡的方法，从而避免转炉倒钢事故。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种保证消除机械冲击且装置输出转矩平衡的方法，用于转炉倾动电机的转矩控制，包括如下：

1)在硬件电气回路上，四台转炉倾动电机由四台变频器独立控制，实现电气隔离；

2)在软件控制上，四台变频器均有自己的速度环和电流环，电气上组成完全独立的控制系统；

3)每台变频器的输出电抗器的电压降均由传动的2％+/-0.5％增加到3％+/-0.5％；

4)系统运行前，为每台变频器做系统辨识：

在系统辨识前将出线电抗器短接；

在系统辨识时，每套系统分别做辨识，按无码盘矢量控制进行辨识；

5)在系统辨识后：

a、如果四台变频器经系统辨识获得的电阻ra，电感la，磁场lφ，漏抗lσ等优化参数有差异，取四台装置相应参数的算术平均值作为最终四台变频的运行参数；

b、查看四台变频器经系统辨识后给出的运行控制参数，所述的运行控制参数包括速度环和电流环的比例积分参数、压频曲线斜率；

如果四台变频器的运行控制参数有差别，则进行运行控制参数的最优化选取；以变频器调试过程中记录的运行曲线中起动、运行、制动性能最优的一台变频器的运行控制参数作为最优运行控制参数，将四台变频器的运行控制参数改成一致；

6)系统辨识结束后，将各系统出线电抗器接入；

7)倾动电机的开闸条件由变频器输出转矩控制，四台变频同时到达设定转矩时才开闸。

所述的步骤5)中，当四台变频器获得电阻ra，电感la，磁场lφ，漏抗lσ等优化参数有差异时，还可选取四个参数中最接近的两个参数的算数平均值作为最终四台变频的运行参数。

所述的步骤5)中，所述的运行控制参数的最优化选取中，从变频器记录的性能曲线中选取起动性能、运行性能以及制动性能都最优的参数作为最优参数；所述的起动性能参数包括：启动时间，超调量，调节时间等；所述的运行性能参数包括运行稳定性参数，抗干扰能力参数等；所述的制动性能参数包括制动时间、制动电流等。

所述的四台变频器均挂在dp网上，同时接收来自plc的给定信号，为了保证动态性能的一致性，还要在plc网络配置时，选上“登时同步”的功能，为最终保证四台电机转动力矩一致提供条件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的方法采用四台转炉倾动电机的四台变频器均具有自己的速度环和电流环，而不必采用传统的主从控制，电气上组成完全独立的控制系统，保证四台装置输出转矩(电流)平衡，在转炉交流变频控制领域具有广泛的推广价值。

2、完全解决了因齿轮间隙带来的机械冲击问题，系统运行平稳可靠。

3、运行过程中即使某台电机接手剪断也不会产生电机飞车。

4、倾动电机的开闸条件由变频器输出转矩控制，当某台电机接手剪断时，抱闸不会打开，确保生产安全。

5、由于系统不存在机械冲击，接手剪断问题极大降低。

6、即使某一系统速度反馈丢失，单台电机也没有能力使转炉本体快速加速，避免倒钢事故。

附图说明

图1为本发明的四台倾动电机的交流变频调速主回路电气图。

图中，qf1、qf2、qf3、qf4：进线断路器，l1、l3、l5、l7：进线电抗器，km1、km2、km3、km4:进线接触器，l2、l4、l6、l8:出线电抗器，m1、m2、m3、m4:倾动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

一种保证消除机械冲击且装置输出转矩平衡的方法，用于转炉倾动电机的转矩控制，包括如下：

1)如图1所示，在硬件电气回路上，四台转炉倾动电机由四台变频器独立控制，实现电气隔离；

2)在软件控制上，四台变频器均有自己的速度环和电流环，电气上组成完全独立的控制系统；

3)每台变频器的输出电抗器的电压降均由传动的2％+/-0.5％增加到3％+/-0.5％；

4)系统运行前，为每台变频器做系统辨识：

在系统辨识前将出线电抗器短接；

在系统辨识时，每套系统分别做辨识，按无码盘矢量控制进行辨识；

5)在系统辨识后：

a、如果四台变频器经系统辨识获得的电阻ra，电感la，磁场lφ，漏抗lσ等优化参数有差异，取四台装置相应参数的算术平均值作为最终四台变频的运行参数；

b、查看四台变频器经系统辨识后给出的运行控制参数，所述的运行控制参数包括速度环和电流环的比例积分参数、压频曲线斜率；

如果四台变频器的运行控制参数有差别，则进行运行控制参数的最优化选取；以变频器调试过程中记录的运行曲线中起动、运行、制动性能最优的一台变频器的运行控制参数作为最优运行控制参数，将四台变频器的运行控制参数改成一致；

6)系统辨识结束后，将各系统出线电抗器接入；

7)倾动电机的开闸条件由变频器输出转矩控制，四台变频同时到达设定转矩时才开闸。

所述的步骤5)中，当四台变频器获得电阻ra，电感la，磁场lφ，漏抗lσ等优化参数有差异时，还可选取四个参数中最接近的两个参数的算数平均值作为最终四台变频的运行参数。

所述的步骤5)中，所述的运行控制参数的最优化选取中，从变频器记录的性能曲线中选取起动性能、运行性能以及制动性能都最优的参数作为最优参数；所述的起动性能参数包括：启动时间，超调量，调节时间等；所述的运行性能参数包括运行稳定性参数，抗干扰能力参数等；所述的制动性能参数包括制动时间、制动电流等。

所述的四台变频器均挂在dp网上，同时接收来自plc的给定信号，为了保证动态性能的一致性，还要在plc网络配置时，选上“登时同步”的功能，为最终保证四台电机转动力矩一致提供条件。

控制系统在调试过程中，反复试验，分别用四个挡位在360°范围内运行，完全解决了机械冲击问题(电流曲线是平滑的)，四台装置输出转矩(电流)无论动态还是静态始终保持一致，运行安全可靠平稳。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。