高炉助燃风机电机电气控制研究与应用

    摘 要：本文研究了河北钢铁集团承德公司炼铁厂高炉高炉助燃风机电机的电气控制特点，
针对目前设备存在的电机烧毁、设备老化运行不稳定等问题，通过淘汰原有传动方式，改用
变频器控制运行，变频器初始化参数及抱闸控制程序优化等方法，使电机运行速度可调，
启制动时间可调，通过在变频器安装制动电阻，使电机的启动电流变少，减小对机械和电
气设备的冲击，设备可靠性高。实现了对热线生产时间的延误尽可能减到最小，保证了正常
的生产。

 

　　关键词：高炉；电气；控制系统

 

　 　 河 北 钢 铁 集 团 承 德 公 司 炼 铁 厂 高 炉 高 炉 助 燃 风 机 共 有

4 台 水 泵 电 机 （ 450 

kW，10kV），该电机原设计的启动方式为直接启动方式。而目前炼铁厂的生产和工艺要求
每天每台电机至少要启动八次至九次，并且每次的启动电流都在

6.3 倍左右（现场实测数

据），这样频繁的启动致使电机烧毁的现象时有发生；从烧毁电机的解体状况来看，烧毁
的部分都在定子绕组与电机引出线的接点处或绕组与绕组之间的连接桥处。该设备的电气控
制系统利用电子开关柜控制，由于电子开关柜设备已运用多年，设备老化，系统稳定性不
高，特别是电子开关柜抽屉的插头和插座的配合，由于频繁插拔，损坏比较快，由此而造
成的生产停机时间较长，增加了生产的成本，而且增加了职工的劳动强度。因此可以判断出
直接启动是电机烧毁的主要原因之一。

 

　　为解决以上问题，特别是要面对产量不断增加的要求，根据生产实际和工艺要求决定
对电气系统进行改造，以提高收集设备的生产效率，适应生产的需要。

 

　　

1 设计方案 

　　针对驱动方式、启制动时间、电机正反转速度、工作效率以及双机热备等作了充分的考虑，
具体方案是：

 

　　（

1）淘汰原有传动方式，改用变频器控制运行，使电机运行速度可调，启制动时间可

调，减小对机械和电气设备的冲击。为了提高设备运行的可靠性，我们采取了双机热备的形
式，只要变频器发生问题，值班人员可以把变频器切除，投入接触器运行，以保证卷取控
制系统尽快恢复生产。

 

　　（

2）通过接触器控制和开关切换，实现双机在线热备，两套系统的切换速度小于 1.5

分钟。把对热线生产时间的延误尽可能减到最小。

 

　　（

3）控制信号进入 PLC，其信号连锁由 PLC 处理，去掉 110V 电源，并把 24V 和

220V 线路分开使用，提高了设备运行的安全性，并作操作台和系统控制室之间的连锁，提
高操作人员的操作安全系数。

 

　　（

4）对油泵电机进行变频改造，可以起到节能的目的。由于节能主要与轧制工艺过程

相关，做出一个准确的计算比较困难，一般来说，经过改造油泵电机可以节能在

30%～

50%之间。 
　　

2 电机参数测试 

　　图

1 所示电机运行过程中电流实测曲线，可见工作过程中，电流除了随倾动角度的变

化而变化以外，在各起制动及速度变化时间点会出现明显的冲击尖峰现象，并且冲击过程
中电流的波动幅度远大于稳定运行时的电流值，显然，电流最大值为冲击时电流峰值。通过
比 较 发 现 ， 出 渣 时 电 流 的 峰 值 最 大 ， 且 四 台 电 机 的 峰 值 电 流 分 别 为 ：