论板坯连铸拉矫机扇形段的传动优化控制

论板坯连铸拉矫机扇形段的传动优化控制

冯天才朱凤史杰

宁波钢铁有限公司浙江省宁波市315807

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：