汕头西门子授权一级代理商电源供应商

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一、矿井和矿用对旋轴流通风机概述
     星村煤矿位于山东省曲阜市境内，生产系统按照120万吨/年装备，为全隐蔽型井田。井田内主要有四系、侏罗系和石炭二叠系含煤地层，煤层埋藏较深，采用立井开拓方式。矿井通风方式采用并列式。副井进风，主井回风。两台对旋轴流风机，一用一备。
     将一个叶轮装在另一个叶轮的后面，而叶轮的转向彼此相反，称为对旋型轴流通风机，或者对置式轴流风机。煤矿所使用的对旋轴流风机因其主要由该通风机采用两级叶轮对旋式结构，两级叶轮分别由容量及相同型号电动机驱动，两个叶轮旋转方向相反，从进风口看，级叶轮顺时针方向旋转，叶轮则按逆时针方向旋转。当空气流入级叶轮获得能量后并经叶轮排出，叶轮兼备普通轴流风机中静叶的功能，在获得正直圆周方向速度风量的同时，增加气流的能量，从而达到了率，高风压。
     我矿主通风机为湘潭平安电气生产的BD-II系列弯掠组合正交型隔爆对旋轴流式主通风机。型号为BD-II-8-NO.27。一用一备，每台风机配置两台450kW、10kV防爆型鼠笼电机。电机采用了南阳防爆集团的风机用高压隔爆型三相异步电动机。电机型号为YBF630M-8。电机电压为10kV，转速为744转/分，额定电流33.9A.。通过调节风机叶片角度和风道挡板来完成风量的调节。
二、矿用对旋轴流通风机变频改造的必要性
     矿用对旋轴流通风机（俗称“主通风机”）是煤矿的“呼吸系统”的，须24小时不间断运行。由于煤矿企业受复杂的生产条件和环境影响，在设备选型上煤矿根据反风及开采后期运行工况所设计的通风机及拖动的电动机的功率，远大于煤矿正常生产所需的运行功率，造成了大马拉小车的普遍现象，耗能相当严重。如何降低企业的生产成本，提高劳动生产效率是煤炭生产企业需要解决的主要问题。
     从通风机选型的过程和煤炭生产的实际情况，对旋轴流通风机在恒速运行中存在以下问题：
1.电能的严重浪费
     主扇风机设计上余量大，主扇风机一直处在较轻负载下运行。由于采用档板调节，因此造成能源浪费，增加了生产成本。
2.启动困难，机械损伤严重 
     主扇风机采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，严重时甚至烧毁电动机。而高压电动机在启动过程中所产生的单轴转矩现象使风机产生较大的机械振动应力，严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。
3.自动化程度低
     主扇风机依靠人工调节档板，不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低。在故障状态下，如风流短路，将对矿井正常生产造成严重影响。
     高压变频器作为一种新型的电力变换装置，已经成熟地应用到工业生产的各个行业，不但启动容易，节能效果显著，而且对电机的保护功能齐全。因此，为保证矿井生产的，降低生产成本，提高自动化程度，对旋轴流通风机的变频改造就成为事在必行的工作。
三、高压变频器的技术特点
   为克服以上存在的问题，我们决定对主通风机进行变频改造。根据论证分析和现在高压变频的技术现状，我们采用了利德华福公司的HARSVERT-A 10/070功率单元串联多电平高压变频器。利用一台变频器直接拖动一台风机的两台电机的改造方案。
     HARSVERT-A系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，直接10kV输入，直接10kV高压输出。变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。它采用了新型IGBT功率器件，全数字化微机控制。具有性高、易操作、性能稳定等特点。
     1.功率模块结构：功率单元结构原理是由不可控二管整流的三相全控桥、低压绝缘栅双型晶闸管（IGBT）逆变桥、电容器组等元件组成的控制回路，为基本的交-直-交单相逆变电路，通过对IGBT逆变桥进行正弦脉冲宽度调制（PWM）控制，可得到功率单元输出的PWM波形。每个功率单元结构一致，可以任意互换，而且当某个功率单元出现故障时，封锁该功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，将这个功率单元隔离出去，而不影响其他功率单元的运行。
     2.输入侧结构：输入侧由移相变压器给每个功率模块供电，移相变压器的副边绕组分为三组，根据电压等级和功率模块串联级数，为48脉冲构成多级相叠加的整流方式，可以大大改善网侧的电流波形（网侧电压电流谐波指标满足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求）。使其负载下的网侧功率因数接近于1，任何功率因数补偿、谐波抑制装置。
     3.输出侧结构：输出侧由每个功率模块的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，对电缆和电机的绝缘无损坏，无须输出滤波器，就可以延长输出电缆长度，可直接用于普通电机。同时，电机的谐波损耗大大减少，负载机械轴承和叶片的振动。
     4.控制器：控制器由DSP芯片、嵌入式人机界面和PLC共同构成。DSP芯片实现PWM控制。嵌入式人机界面提供友好的全中文bbbbbbS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制，输入输出波形采集。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。
控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分隔离，系统具有高的性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，性大大提高。另外，交流220V控制电源掉电时，控制器可由配备的UPS继续供电，变频器可以保持运行。
四、改造后的主要应用效果
     1．变频起动对电网没有任何冲击。由于变频器改造后风机可以实现变频软起动，避免了起动电流的冲击，减少了对电网电压的任何冲击，而且还可以随时起动或停止，这体现了高压变频器作为软起动器的作用。
     2．按需调节风量，避免浪费。变频改造后，风机的送风量不再需要由风门来调节，而是通过变频调节风机的转速来实现，调节范围可以从0%—**；因而可以根据生产需要随意调节风量。
     3．变频器运行中，如果需要机组切换，直接点击人机界面中的“启动1#”或者“启动2#”进行切换。
     4．变频器运行过程中，可以一键反风功能，减少了操作员工的工作，缩短了工作时间，提高了工作效率。
     5．变频节能运行，节约了大量能源。由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态，节能率高达30%以上。
     6．需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后，一般情况下要求两台电机的运行频率尽量一致，从而保电机转速一致。避免一台转速高，一台转速低，形成风阻，影响风机的正常运行。
五、运行效果
     变频器于2008 年5月30 日安装完成,6月3日投入运行。变频器显示采用中文图形人机界面,触摸屏操作,生动直观,并且配备有上位监控计算机，变频器的运行状态一目了然,各种运行数据和报警信息可在触摸屏和上位机上查询,便于操作人员及时了解变频器的运行情况。变频器操作简单,两级风机可以同时起动,可在短时间内起动速,达到所需风量。缩短的起动时间确保了生产，实现了一键反风，反风操作比以前简单,可满足10 min内实现反风的要求。变频器投入运行以来一直运行稳定,输出频率、电压和电流符合要求,满载时网侧电流谐波总容量小于3% , 风机以额定转速运行，不仅节约了能源，减少了维护费用，还降低了风机的运行噪声，经济效益良好。
     由此可见，矿用通风机采用变频调速，不但实现了软起停，节约了电能，而且可根据巷道的风量需求方便的进行调速，应用效果是十分理想的。变频运行时，风机效率为80%，其节电率在30%以上，节能效果十分明显。

近些年，随着人们审美意识增强和生活水平的提高，色织产品愈加受到人们喜爱。不仅仅真丝绸，化纤丝、人造丝、混纺纱和棉纱等也可采用色丝织造，这就促使纱筒染色工艺在色织行业获得广泛应用。一般纱筒染色前需要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，因此松式精密络筒机的需求日益增加。
      国内现有的松式络筒机整机结构一般采用单锭集中传动方式，通常包括卷绕、导纱、喂等几种运动，采用机械齿轮和凸轮机构完成，针对各种纱线不同的络筒工艺，设备调整比较困难；导纱机构采用的是槽筒和旋转翼片，对一些纱线易产生损伤；同时由于采用的是机械传动结构，卷绕速度不高。目前国外这种松式络筒机已经采用基于电子齿轮和电子凸轮的全数码卷绕结构，即单锭立传动；卷绕、横动导纱、纱线喂、张力补偿均采用单电机控制，各电机之间的运动关系可通过参数设置进行描述，灵活应对各种特性的纱线卷绕工艺的需要；横动导纱采用的是“导纱器”，即俗称的“兔子头”，对纱线的损伤很小，特别适用于色织纱线的卷绕；另外由于各电机在机械上没有直接的传动连接，辅以高速精密运动控制软件算法，可以很方便地实现高速精密交叉卷绕，络纱速度远大于机械式松式络筒机，大大提高了络纱效率。 

北京和利时电机技术有限公司通过和国内纺机集团合作，针对精密松式络筒机的工艺特点，在自身多年伺服和运动控制技术积累的基础上，在国内开发成功拥有自主知识产权的高速精密松式络筒机电气控制方案。整个方案具有良好的性能价格比，大大提升了国产松式络筒机的自动化水平，主要技术指标达到了国外同类设备的水平。 

系统控制方案简介 

以单锭控制为例，系统控制方案原理如图一所示，横动电机轴连接一个钢丝轮，通过钢丝轮的正反旋转驱动紧固在钢丝上导纱器左右移动，实现纱线的横动排线运动；卷绕电机直接驱动纱筒旋转，实现纱线的卷绕运动，上述横动和卷绕两个运动合成后即表现为纱线以螺旋线的形状来回卷绕在纱筒表面。张力补偿电机和喂电机则主要用于控制纱线卷绕过程中的张力。 

 本方案中横动导纱电机采用了一台经过特设计的小惯量伺服电机，卷绕和喂电机采用的也是专门设计定制的高速无刷直流电机，张力电机采用了一台普通步进电机。图中的“单锭控制驱动器”是和利时电机公司在自有开发的全数字永磁交流伺服驱动器的基础上，嵌入了精密络筒机高速电子导纱运动控制算法、卷绕无刷电机速度控制和纱线张力控制策略的型电机驱动控制系统。整个系统结构简单，功能齐全，通过键盘或通信方式调整“单锭控制驱动器”内部存储器参数可以方便设置纱线卷绕成形的几何参数（满筒直径，收边幅度等），卷绕的线速度，卷绕比，往复动程长度，纱筒硬边修整的差动幅度、差动周期、差动凸轮曲线等各项工艺参数，同时具备RS232、RS485、CAN总线三种通信接口，可以很方便完成多锭联网控制，实现柔性化数码卷绕。主要技术参数列举如下： 

      可实现精密卷绕和数控分层卷绕两种功能；  
      卷绕比控制范围2.000～12.000；  
      横动伺服电机换向加速度高达8000r/s2，往复频率大为800次/分钟，即每分钟1600次换向；  
      横动伺服电机具备动程自动找零功能，外接零位传感器；  
      内嵌有卷绕、喂和张力补偿三个电机的控制功能，可与变频器、直流无刷电机驱动器、步进电机驱动器方便接口，实现卷绕电机、喂电机和张力补偿电机的控制；  
      具备空筒直径校准功能；  
      多种实时参数显示，如实际线速度、纱筒直径、往复频率等；  
      多种故障保护措施，如参数异常、电机速、动程差、硬件故障等；  
      实时工作参数具备掉电保护功能，如卷绕长度、卷绕直径等； 

横动伺服电机控制简介 
为了保证纱筒具备良好的染色性能，需要从开始卷绕到满筒之间任何直径点上，筒子上的纱线在空间上成立体交叉，彼此都不平行，保证每层纱线没有重叠，就是说需要对纱筒的卷绕比进行精密控制。所谓卷绕比，就是横动导纱钩每往复一次，纱筒卷绕的圈数。交叉卷绕有传统的槽筒卷绕（任意卷绕）、恒定卷绕比精密卷绕、数控分层卷绕三种形式，本方案主要实现了恒定卷绕比精密交叉卷绕和数控分层卷绕两种功能。 
为了实现精密交叉卷绕，“单锭控制驱动器”通过实时采集卷绕电机反馈编码器脉冲信号计算其实时速度，根据精密卷绕工艺要求，用特数控算法得出横动伺服电机的速度给定指令，以保横动伺服电机转速与卷绕电机转速按照卷绕比的定义保持一定关系，让纱线以空间螺旋线的形状往复绕在纱筒上。通过精密控制卷绕比，往复卷绕的纱线彼此交叉，不重叠，也就是说巧妙采用电子齿轮和电子凸轮取代机械齿轮和凸轮传动实现纱筒的精密卷绕。 
为了实现精密卷绕的高速性能，需要横动伺服电机在做往复运动时，能够快速换向，这就要求伺服电机具备较高的转矩惯量比，为此对横动伺服电机进行了特优化设计，以保电机转子惯量尽可能小。同时伺服驱动器的电机控制算法在高动态响应性方面也做了针对性的设计，采用PID控制结合模糊控制算法，保伺服电机速度在不产生调的情况下，尽可能短时间内完成换向。 
 由于横动电机换向时，不论多快，都会因为换向加减速造成有硬边现象出现，按照机械式络筒机硬边原理，在“单锭控制驱动器”中嵌入了差动凸轮运动规律算法，周期性地实时变换横动导纱器的换向点，完成硬边功能。同时可以根据不同纱线特性，选择不同的差动凸轮曲线，设置差动周期和幅度。 
除了采取差动电子凸轮算法硬边技术外，本方案还富有性地实现了导纱器小换向弧长的控制算法，充分利用了DSP数字信号处理器高速运算能力，实时计算和修正横动导纱伺服电机与纱筒卷绕电机传动的凸轮曲线规律，保在任何卷绕转速和卷绕直径状态下，导纱器换向的弧长小，大限度地卷绕纱筒的硬边现象。 

卷绕线速度控制简介 

理论析，纱筒卷绕的线速度随纱筒的卷绕半径变化而变化，而线速度的变化直接引起卷绕张力的波动，从而会影响纱筒的成形质量和纱线的机械物理性能。如果外层纱的张力大于内层纱的张力，就容易产生筒子外层纱挤压内层纱的胀边现象；如果络纱过程中张力变化过大，也会造成纱线因络纱张力不同出现纱线拉伸率不同，这就要求在络筒过程中尽量减小张力及压力的波动。所以除保证恒定纱筒压力外，保卷绕速度相对稳定是控制张力波动的一项重要措施。 

张力控制简介 
精密卷绕加工时纱线张力的大小直接影响筒子卷绕的松紧度，从而影响筒子绕纱的容量和染色的难易，并影响纱线加工的断头率，因而各种精密卷绕络筒机都有纱线的张力控制环节，特别是供筒子染色用的纱线的加工张力，不宜过大，以获得松式卷筒，有利于染色。本方案除了采取措施保证相对恒定的纱线卷绕线速度外，还另外设计有一个张力递减调节装置，采用一个步进电机控制的张力调节杆。在线速度升程中，通过调节步进电机的转角状态，控制张力调节杆的角度，改变纱线通过的门栅夹持力度，以保证卷绕张力恒定；另外按照特殊纱筒“里紧外松”的工艺要求，可以根据纱筒卷绕半径调节张力杆的角度，保证卷绕纱筒小直径时卷绕张力大，大直径时卷绕张力小。 

喂电机控制简介 
      精密卷绕过程中纱线线速度肯定大于纱筒退绕线速度，张力值也因此增大，而过大的张力不但得不到纱筒，而且会增加纱线的断头，降低生产效率。因此，本方案采用了所谓“喂”的办法，即送出纱线的速度大于卷取纱线的速度，将纱线卷绕时筒子“硬拖”纱线的状况改变成缓和地卷取纱线的状况，从而减少断头，获得满意的松式卷绕筒子。纱线在喂滚筒上环绕的圈数取决于喂量的大小，一般的喂量控制值在1．02～1．06（一圈情况下）之间。 

结论 
      精密络筒、络丝机器是纺织工艺中提高纺织品质量的关键设备，高速精密数码卷绕方案成功掌握了纱线高速精密卷绕工艺中的“KNOW HOW”，全部采用永磁电机驱动技术，机器能耗远远传统的变频电机传动设备。同时由于采用了柔性化数码控制技术，非常适合于织物的多品种、小批量纱筒生产，具有良好的社会经济效益。和利时电机技术公司开发的该解决方案涉及了电子控制，数字伺服电机和驱动、精密运动控制、和计算机网络通信等技术，是典型的高技术机电一体化控制方案，也是采用数字控制技术改造传统产业的典型案例。

1 概述
随着交流变频控制技术的不断发展，交流传动系统得到了广泛应用，并逐步取代直流传动系统。特别是在120t转炉倾动装置传动系统中，该级别转炉的倾动装置，国内外一直采用直流电动机传动控制系统。济钢120t转炉倾动装置采用交流变频传动系统并成功。为120t及以上级别转炉倾动传动交流化提供了宝贵经验。为提高炼钢自动化水平,降低生产维护成本奠定了基础。
2  转炉倾动工艺设备概况
2.1 工艺设备结构
济钢120t转炉炉壳为全焊接式固定炉底结构，转炉托圈为焊接箱形结构,其内通循环水冷却，转炉炉壳与托圈的连接,采用三点支承方式，此结构既能有效地在360?范围内支承炉壳又可适应炉壳的热膨胀。倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。由以下几部分组成:驱动电动机、一次减速机、二次减速机、扭力杆平衡装置和润滑装置等。扭力杆平衡装置是平衡转炉倾动时引起悬挂减速机（二次减速机）壳体旋转的旋转力矩平衡装置，通过扭力杆扭转来吸收扭矩并将扭矩转化为垂直的拉力和压力，通过扭力杆轴的固定轴承座和浮动轴承座传递到基础上,由于拉力和压力使扭力杆形成相反的扭矩,从而导致产生了吸收倾动力矩的效果。
转炉倾动采用全正力矩方式,即转炉倾动到任一角度时都保证是正力矩，确保转炉在360?回转过程中都是正力矩,事故断电时,转炉能够以自身重力自动返回垂直位置,从而排除翻炉泼钢事故的发生。转炉倾动驱动系统主要工艺设备参数:
转炉容量：125t 大：135t 
大倾动力矩：300T.m
转炉折算到电动机轴上的大转动惯量：675kg.m2
机械齿轮速比：523
额定转矩：1700N.m
大力矩倍数：Mcr/Me = 2.9
倾动速度： 0.13-1.3 r/min
倾动角度： 0-360?
加速时间：4S
变频电动机：4台 132KW  YZP355S-8  AC380V  735r/min
电动机冷却方式：强迫风冷
倾动电动机附编码器： 1024P/R DC24V
倾动位置接近开关：4个
倾动装置制动器：YTD-2000/60
制动器电动机：4台0.55KW  AC380V
转炉托圈耳轴端部编码器: 3600P/R  DC24V
2.2工艺控制要求
120t转炉倾动机械设备采用4台交流变频电动机驱动，4台电动机采用4点啮合全悬挂形式，通过扭力杆装置进行力矩平衡。
转炉倾动控制系统的基本要求为:
（1）4台电动机同步启动、制动及同步运行,根据要求转炉可以在0.13～1.3r/min之间进行倾动速度调节,转炉可以做±360°旋转。转炉倾动时4台电动机负载应相同。
（2）当一台电动机发生故障,而转炉正处于吹炼状态,则剩余3台电动机降速运行维持该炉钢炼完,此时转炉速度控制在0.14～0.8r/min。
（3）当转炉正在出钢、出渣时,交流电源系统发生停电故障,此时利用UPS电源将4台制动器打开,转炉依靠自重复位, 转炉处于位置。
（4）当转炉出现塌炉等事故时,倾动机械的机电设备能短时过载,转炉以0.13r/min速度旋转,倾动转炉倒出炉内装盛物,然后进行事故处理。
（5）转炉为全正力矩设计,即在整个工作倾动角度内由0°～士180°方向倾动均为正力矩。
（6）电力系统应能记忆炼上一炉钢时,转炉转动0～180°的电动机参数,如电压、电流转矩等,本炉次转炉冶炼时,应将电动机当前参数与上一炉钢转炉转动时的电动机参数进行对比,如果误差过10%则报警,操作工人应立即检查设备是否故障。
（7）为防止电动机突然启动对设备的冲击,转炉开始倾动时电动机转速应从零开始逐渐加速,从零到正常速度的加速时间是4S。
（8）由于制动器制动力矩较大,为了防止制动时对设备的冲击,转炉制动时应先通过能耗制动将电动机减速,当转炉倾动速度接近零时,制动器失电制动,制动时间为4S。
（9）在现场操作台和CRT上设置故障报,显示转炉稀油润滑系统是否正常,稀油站的故障信号包括油位低、油压低及油温高,三种故障信号合成一个"给油异常"信号,当此信号灯亮时,操作工人应立即检查及排除稀油站故障。
（10）转炉在零位时如果电动机的驱动力矩大于700Nm,则报警,操作工人应及时检查制动器是否出现故障。
（11）如果电动机大驱动力矩大于1800Nm10秒以上则报警,此时表示电动机负荷工作,检查机械系统,有故障立即排除。
（12）转炉正常操作时,电动机驱动力矩不得大于2290Nm。
（13）转炉倾动时必需选择3台以上电动机工作才能操作,如果选择2台及以下时则报警。

3 电气传动控制系统方案
3.1交、直流电动机传动控制方案的技术性能比较
120t转炉倾动装置驱动电动机，国内外以往一直采用直流电动机，随着交流变频控制技术的发展，交流传动系统得到了广泛应用，并逐步取代直流传动控制系统。在济钢120t转炉倾动系统设计阶段，我们对两种方案进行了详细的技术调查及性能比较。
3.1交、直流电动机传动控制方案的技术性能比较
120t转炉倾动装置驱动电动机，国内外以往一直采用直流电动机，随着交流变频控制技术的发展，交流传动系统得到了广泛应用，并逐步取代直流传动控制系统。在济钢120t转炉倾动系统设计阶段，我们对两种方案进行了详细的技术调查及性能比较。
1）交、直流电动机传动控制方案的技术性能比较　　 

通过以上技术性能和电动机机械特性比较,采用交流电动机传动，电动机及变频装置的选择应注意以下两点：
1） 交流电动机
 电动机功率应足够大，Pe-ac≥1.2Pe-dc
Pe-ac: 交流电动机额定功率
Pe-dc: 直流电动机额定功率
 电动机过力矩能力应足够大,Mmax=0.75Mcr≥1.2Mjmax,
应选择Mcr=2.8～3.0Mn的电动机，以避开上图所示的转速颠覆区。
 电动机型式：变频，带强迫冷却风机
2） 变频传动装置
 应采用矢量变换型并具有低频力矩补偿功能的变频传动装置。
 变频传动装置应具有电动机励磁预置特殊功能
 变频传动装置应具有足够大的过载能力，满足Ivfmax≥2Ide,1min。
 变频传动装置制动方式：为适应转炉工作区间内力矩波动大的状况，实现均匀加减速，克服机械设备的扭力振动，提高转炉停车的稳定性，理论上采用回馈制动方式较理想，但考虑到变频装置回馈制动单元长期频繁运行，易发生逆变颠覆，造成系统停机。因此，为保证系统、稳定运行，采用传统的能耗制动方式。
3.2 交流电动机的力矩校验
济钢120t转炉倾动装置驱动电动机技据如下：
电动机型号：YZP355S-8
电动机功率：132Kw
额定转速：735 r/min
额定电压/电流：380V/270A
额定转矩：1700Nm
大力矩倍数：Mcr/Me=3.0
冷却方式：强迫风冷
1） 力矩校验基本计算
 电动机额定转矩：1700Nm
 折算到电机轴上总负载力矩：
Miz=260＊103/551/0.92=5130（Nm）
单电机轴上负载力矩:
4台工作：Mi4=5130/4=1283（Nm）
3台工作：Mi4=5130/3=1710（Nm）
 折算到电机轴上总加速力矩：
Mjz=657＊735/375/4=3220（Nm）
单电机轴上加速力矩:
4台工作：Mj4=3220/4=805（Nm）
3台工作：Mi4=3220/3=1073（Nm）
2） 校验计算结果　　 
注：表中的计算是以电动机的额定力矩Me为基准。该型号电动机的正常过载能力（S3）为200%Me，60S; 非常过载能力为220%Me，15S。表中大动态力矩系数1.1,是考虑到电动机负载的不平衡性而确定的。塌炉力矩系数2.5,是根据工艺给出的估算值。

3.3 电气传动控制系统方案
根据以上的分析计算及工艺控制要求, 济钢120t转炉倾动装置电气传动控制系统选用4套罗克韦尔公司的直接转矩控制变频装置（型号：1336E-BP300-L8E-GM6；功率：224kW）,倾动主回路采用4台电动机一对一的结构，即4套变频装置控制4台电动机，以便提高系统的性和灵活性。
该系统带编码器速度反馈；通过设备网（DeviceNet）与PLC通讯；具有两倍的过载能力，1分钟的条件；采用能耗制动方式；具有低频力矩补偿功能，电动机励磁预置功能和力矩电流平衡等功能，控制电源采用UPS供电,能够满足倾动设备的力矩控制要求。

    正常情况下，电炉每70分钟生产一炉钢，为一个生产周期，每个周期共分为7个步骤：1、加料，3分钟；2、加铁水，3分钟；3、供电，21分钟；4、供电供氧，30分钟；5、采样，5分钟；6、出钢，5分钟；7、堵眼，3分钟。在每个步骤中，电炉产生的烟气量不同，对炉子的温度要求也不一样，因此需要调节除尘风机的风量，以满足生产工艺的要求。若风量过大，损失炉内热量，延产周期，浪费能源；风量小，则导致炉内温度过高，可能烧毁设备。
    原工频运行时，通过调节进风口导流叶片调节风量，电机通过电抗器降压完成工频启动。工频启动特别困难，且对电网冲击较大，并造成电机笼条松动、有断条的危险。一般启动后不允许停机，电机始终满负荷运行，电耗惊人。基于上述原因，四炼钢决定对7#炼钢炉除尘风机进行变频改造。
变频调速的优越性已在通用变频器中得到充分体现，近两年来，国产高压变频器业已成熟，了国内众多的认可，并逐步在生产中推广应用。四炼钢厂变频改造项目部就此项目考察了几家高压变频器生产厂商及其运行现场，后通过招标选择了在质量、价格及服务上有一定综合优势的武汉合康电气有限公司。
2  变频器选型及特性
    变频器容量选择的一般原则是，额定输出电流不小于电机的额定电流。当然，还要考虑实际应用工况，如负载性质及实际功率，恒转矩负载时容量应适当选大一些，而有些负载容量可以选小一些，比如叶轮切削后的水泵轴功率减小、锅炉引风机所配的电机至少留有30%的余量等，这时建议根据实际功率选配变频器，降低投资费用；环境温度过40℃时，变频器需降容使用；海拔高度过1000米时,每升高100米,要求变频器降容1%使用。
电机额定电流192.3A，为了满足50Hz时满负荷运行要求，选用选用适合驱动高压异步电动机的HIVERT-Y06/220高压变频器，额定输出电流220A，其主要性能指标如下：
● 额定容量：   1250kVA 
● 适配电机功率：  1800kW
● 额定电流：   220A
● 额定输入电压：    6kV（-20%～+15%）
● 输入功率因数：    大于0.96（额定负载时）
● 效率：    大于96%（额定负载时）
● 防护等级：   IP30
    运行参数自动记录和输出、自动故障记录、限流功能、输出电压自动调整功能、瞬时停电自动跟踪功能、单元旁路功能、PID功能等。
    HIVERT变频器采用功率单元串联叠波技术，每相5单元串联，所有单元都是相同的一个三相输入、单相输出的交—直—交变频器，原理见图1，其优点是：