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1、變頻直流制動功能在卸料系統(tǒng)中的應用 摘　要：本文討論的是將現有系統(tǒng)的制動方式由機械制動改為直流制動。機械制動是依靠電磁來實現的。有時由于機械原因或電的原因，抱閘不動作或失靈，從而導致卸料小車定位不準，會產生“溜車”現象，料偏離料倉口而漏出。作者使用變頻器來實現直流制動。通過參數的設置，實現直流制動功能。改為變頻器控制后，小車定位精確度將大為提高，很大程度上降低料的浪費。在一鋼廠，直流制動主要運用于副原料上料系統(tǒng)和合金上料系統(tǒng)。 關鍵詞：直流制動；MM440變頻器；定位；參數 0 引言 　　新鋼公司第一煉鋼廠主要承擔著將鐵水冶煉成鋼水，再將鋼水鑄成鋼坯的任務。要想

2、煉出好鋼，在冶煉過程中副原料、合金的投入非常關鍵。一鋼廠有三座100t轉爐，副原料上料系統(tǒng)、合金上料系統(tǒng)均為公用部分，依靠卸料小車在三座轉爐之間往返運轉來卸料。為了合理、有效地利用輔料（副原料、合金），減少浪費，卸料小車必須精確地停在每個料倉(料斗)口，這就涉及到小車定位問題。小車定位問題是本文論述的重點問題。 1 系統(tǒng)簡介 　　1.1 副原料上料過程簡介 　　一鋼廠轉爐煉鋼生產所需的副原料由低位料倉通過皮帶運到高位料倉。當然，料并不是直接進高位料倉的，而是通過卸料小車（我們稱118卸料小車）按照需要進入到指定的倉位。現有的控制方式是通過接觸器的吸合、斷開使電機得電、失電，同時控制抱閘的抱緊

3、、松開（電磁制動或機械制動）。 　　1.2 合金上料過程簡介 　　人工將合金裝入料倉后，假如2#轉爐要用某種合金時，合金工首先在畫面上將卸料小車（3#卸料小車）開往2#轉爐，定好位后點擊該合金所對應的倉進行磅料操作。合金從料倉振到運轉的皮帶后，通過皮帶運轉，下到2#轉爐料斗（中位料斗），最后進入到2#轉爐爐體中。小車行走的控制方式與1.1類似。 2 關鍵技術問題 　　小車的定位是通過接觸器的吸合、斷開使電機得電、失電，同時控制抱閘的抱緊、松開（電磁制動或機械制動）。機械制動是依靠電磁來實現的，有時由于機械原因或電的原因，抱閘不動作或失靈，從而導致卸料小車定位不準，會產生“溜車”現象，料偏離料倉

4、口而漏出。 　　針對這個問題，我們決定采用一種更有效的制動方式，使小車定位準確、穩(wěn)定。為此查找了一些相關資料。 　　2.1 變頻器制動方式介紹 　　變頻器制動的基本方法常用的有：能耗制動、回饋（再生）制動、直流制動。它們各有優(yōu)缺點【1】。 （1） 對于能耗制動方式，電路比較簡單，對電網無污染，費用投入較低，普遍用于較小功率頻繁起制動的系統(tǒng)中。但這種方式的不足是，在制動過程中隨著電動機轉速的下降，拖動系統(tǒng)動能也在減少，于是電動機的再生能力和制動轉矩也在減少。所以在慣性較大的拖動系統(tǒng)中，常會出現在低速時停不住，而產生“爬行”的現象，從而使停車時間延長或定位的準確性降低。而且運行效率低，能量消耗在電

5、阻上，從節(jié)能及經濟角度來說不好，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，而且制動電阻的容量將增大，故僅適用于一般負載的停車。 （2）對于回饋（再生）制動方式，其優(yōu)點是能四象限運行，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。 其缺點是：只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網電壓下(電網電壓波動不大于10％)，才可以采用這種回饋制動方式；在回饋時，對電網有諧波污染；控制復雜，成本較高。 （3） 對于直流制動方式，其原理是【2】：當變頻器處于停止減速狀態(tài)時，變頻器的輸出雖然已被切斷，但由于負載的慣性轉動仍然帶著電機在轉。此時如果向電機定子繞組中的任意兩相通入直流電流，就會產生固定的磁場，只要轉子在旋轉，這個磁場就會在鼠籠轉子的

6、導條中產生感應電動勢。由于轉子的電阻非常小，即使是很小的感應電動勢也可以產生很大的轉子電流，從而在導條及轉子上產生很強的制動效果，使電機快速停轉。 　　隨著速度的下降，感應電動勢的頻率也降低，因而轉子阻抗也隨著頻率的降低而變化。轉子歐姆電阻逐漸占主要地位，從而隨著速度的降低，制動效果增強了。發(fā)電狀態(tài)所產生的制動轉矩在即將停轉的時候急劇下降，最終在停轉后完全中止。這種開始平緩而后逐漸增強的制動效果，使得它在實際中適用于幾乎所有的減速制動過程【1】。 　　但這種制動方式的制動能量以熱損耗的形式消耗在轉子繞組中，如果頻繁地長期使用直流制動易引起電動機過熱。 　　直流制動方式主要應用場合：a．需要準確

7、停車的場合；b．用于阻止起動電動機由于外因引起的不規(guī)則自動旋轉，例：風機。 3 小車控制方式改進 　　通過2.1的介紹，結合一鋼廠的實際情況，我們決定利用MM440變頻器的直流制動功能來控制小車的定位。 　　MM440系列變頻器是西門子最新一代變頻器。它由微處理器控制，采用IGBT作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性【3】。 　　要實現MM440變頻器的直流制動功能，在配置MM440變頻器參數時要用到以下參數: P1230--使能直流(注入)制動;　　　　　　　　 P1232--直流制動電流;　　 P1236--復合制動電流;　　　　　　　　　　　　 P0347--祛磁時間;

8、 以下圖1、圖2是停車直流制動過程示意圖： 圖 1 停車直流制動過程示意圖I 圖 2 停車直流制動過程示意圖II 圖中,P1233--直流制動的持續(xù)時間;P1234--直流制動的起始頻率;P0347--祛磁時間 　　直流注入制動是向電動機注入直流制動電流，使電動機快速制動到靜止停車（施加的電流還使電動機軸保持不變）。發(fā)出直流制動信號時，變頻器的輸出脈沖被封鎖,并且在電動機充分祛磁后(祛磁時間是根據電動機的數據自動計算出來的)向電動機注入直流制動電流。 　　在持續(xù)時間內即使發(fā)出ON命令,變頻器也不能再起動。 　　如果需要在停車時使用直流制動，需要設置以下幾個參數：

9、1、需要快速調試完成。這樣就可以計算出參數P0347（祛磁時間，根據電機而不同）。 2、要將參數P1234設到最大工作頻率P1082以下的開始直流制動的頻率（例如?10Hz）。 3、需要根據負載的情況，設置直流制動電流P1232的百分比（相對電機額定電流）。默認100%電機額定電流。 4、設定參數P1233（直流制動作用的時間）。 　　有了以上設定，當頻率下降到10Hz時，有一個短暫的封鎖脈沖OFF2，時長P0347(s)充分祛磁。然后開始對電機投入直流，電流值由參數P1232定義。時間長度由P1233定義。如果在此期間重新ON，則按圖1，直流制動立即結束，頻率重新上升。如果直流制動時間已到，

10、則按圖2，不管電機是否停止，直流制動電流消失，電機軸自由轉動（如果OFF2存在的話）。 　　特別要注意的是：這里說的僅僅是對停車過程的直流制動。此外，還有一個直流制動的功能，這就是參數P1230（直流制動使能），可以通過BICO把它連接到端子或Bo。它可以在任何頻率狀態(tài)下，經過祛磁（P0347）投入以P1232定義的直流電流值，使電機軸保持不動。只要這個信號不去掉，電機就不動。最大可以達到電機的額定力矩的2.5倍。這個功能有時在工藝中很有必要。 　　不過如2.1 (3)所述,在實際使用中要注意防止電機過熱，這點非常重要。 4 意義 　　利用變頻器的直流制動功能實現制動后，118卸料小車的定位情況大為改善。原來利用機械抱閘的方式實現制動，暴露出較多的缺陷。這種方式的改變得到了實踐的驗證和領導的肯定。在以后的工作當中，這種方式多次被運用，均收到了很好的效果。 參考文獻：　　　　　　　　　　　　　　　　 【1】楊明秦，齊國政.變頻器的制動應用分析.機床電器，2007，34（3）：57-58. 【2】蔣守松，李俊歷.變頻器的幾個重要功能（三）.能源工程，2000（4）：67. 【3】倪建國.S7-226PLC 與MM440 變頻器在光纜護套機中的應用.微計算機信息，2003,10（19）：67.