通過以上技術(shù)性能和電動機機械特性比較,采用交流電動機傳動，電動機及變頻裝置的選擇應注意以下兩點：
1) 交流電動機
Ø 電動機功率應足夠大，Pe-ac≥1.2Pe-dc
Pe-ac: 交流電動機額定功率
Pe-dc: 直流電動機額定功率
Ø 電動機過力矩能力應足夠大,Mmax=0.75Mcr≥1.2Mjmax,
應選擇Mcr=2.8~3.0Mn的電動機，以避開上圖所示的轉(zhuǎn)速顛覆區(qū)。
Ø 電動機型式：變頻，帶強迫冷卻風機
    2) 變頻傳動裝置
Ø 應采用矢量變換型并具有低頻力矩補償功能的變頻傳動裝置。
Ø 變頻傳動裝置應具有電動機勵磁預置特殊功能
Ø 變頻傳動裝置應具有足夠大的過載能力，滿足Ivfmax≥2Ide,1min。
Ø 變頻傳動裝置制動方式：為適應轉(zhuǎn)爐工作區(qū)間內(nèi)力矩波動大的狀況，實現(xiàn)均勻加減速，克服機械設備的扭力振動，提高轉(zhuǎn)爐停車的穩(wěn)定性，理論上采用回饋制動方式較理想，但考慮到變頻裝置回饋制動單元長期頻繁運行，易發(fā)生逆變顛覆，造成系統(tǒng)停機。因此，為保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行，采用傳統(tǒng)的能耗制動方式。
3.2 交流電動機的力矩校驗
濟鋼120t轉(zhuǎn)爐傾動裝置驅(qū)動電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
電動機型號：YZP355S-8
電動機功率：132Kw
額定轉(zhuǎn)速：735 r/min
額定電壓/電流：380V/270A
額定轉(zhuǎn)矩：1700Nm
最大力矩倍數(shù)：Mcr/Me=3.0
冷卻方式：強迫風冷
1) 力矩校驗基本計算
Ø 電動機額定轉(zhuǎn)矩：1700Nm
Ø 折算到電機軸上總負載力矩：
Miz=260＊103/551/0.92=5130(Nm)
單電機軸上負載力矩:
4臺工作：Mi4=5130/4=1283(Nm)
3臺工作：Mi4=5130/3=1710(Nm)
Ø 折算到電機軸上總加速力矩：
Mjz=657＊735/375/4=3220(Nm)
單電機軸上加速力矩:
4臺工作：Mj4=3220/4=805(Nm)
3臺工作：Mi4=3220/3=1073(Nm)
2) 校驗計算結(jié)果
表3：校驗計算結(jié)果

注：表中的計算是以電動機的額定力矩Me為基準。該型號電動機的正常過載能力（S3）為200%Me，60S; 非常過載能力為220%Me，15S。表中最大動態(tài)力矩系數(shù)1.1,是考慮到電動機負載的不平衡性而確定的。塌爐力矩系數(shù)2.5,是根據(jù)工藝給出的估算值。
3.3 電氣傳動控制系統(tǒng)方案
根據(jù)以上的分析計算及工藝控制要求, 濟鋼120t轉(zhuǎn)爐傾動裝置電氣傳動控制系統(tǒng)選用4套羅克韋爾公司的直接轉(zhuǎn)矩控制變頻裝置（型號：1336E-BP300-L8E-GM6；功率：224kW）,傾動主回路采用4臺電動機一對一的結(jié)構(gòu)，即4套變頻裝置控制4臺電動機，以便提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
該系統(tǒng)帶編碼器速度反饋；通過設備網(wǎng)（DeviceNet）與PLC通訊；具有兩倍的過載能力，1分鐘的條件；采用能耗制動方式；具有低頻力矩補償功能，電動機勵磁預置功能和力矩電流平衡等功能，控制電源采用UPS供電,能夠滿足傾動設備的力矩控制要求。
見圖2：傾動裝置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

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4 關(guān)鍵技術(shù)的應用
1) 根據(jù)轉(zhuǎn)爐工作特點，4臺電動機必須同步啟動、制動及同步運行。如何實現(xiàn)這一要求，是該系統(tǒng)的關(guān)鍵。該方案中，4套變頻器對應4臺電動機, 正常情況下采用一主三從的控制方式,通過通訊方式調(diào)節(jié)一個速度環(huán)一個電流環(huán)來控制4臺電動機同步啟動、制動及同步運行。
以1#變頻器為主為例，系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理圖如下：

圖3: 通訊方式系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理
通訊故障情況下，采用1#變頻器為主的控制方式，通過模擬量信號調(diào)節(jié)一個速度環(huán)四個電流環(huán)來控制4臺電動機同步啟動、制動及同步運行。示意圖如下：

圖4: 通訊故障方式系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理
2)如何實現(xiàn)電動機勵磁預置，滿足傾動設備滿轉(zhuǎn)矩啟動要求
本方案通過設備網(wǎng)（DeviceNet）的通訊方式改變變頻器參數(shù)值，滿足主從選擇和電動機勵磁預置功能。通過主令發(fā)出預勵磁指令，信號傳到PLC中，再通過設備網(wǎng)（DeviceNet）的通訊方式向4臺變頻器發(fā)出‘電機預勵磁’信號, 電機勵磁迅速建立，實現(xiàn)零轉(zhuǎn)速滿轉(zhuǎn)矩啟動，滿足了傾動設備滿轉(zhuǎn)矩啟動要求。另外，通過CRT操作畫面選擇幾號變頻器為主，然后通過設備網(wǎng)（DeviceNet）向1臺變頻器發(fā)‘本機為主’信號。
3)如果1臺電動機或變頻器故障，允許3臺電動機正常工作
通過切除故障電動機或變頻器主回路電源，使故障電機完全處于被拖動的機械負載狀態(tài)。因為控制回路采取了4臺抱閘同時動作的控制方式，不會使電動機運行受阻。如果是主變頻器或電機故障，需要重新選擇另一臺變頻器為主。
4)施耐德Quantum PLC 與DeviceNet通訊問題
由于轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)采用了施耐德Quantum PLC,而該傳動控制系統(tǒng)為美國A-B公司變頻裝置，其通訊方式為DeviceNet網(wǎng)絡協(xié)議。因此，解決兩者之間通訊問題成為系統(tǒng)實現(xiàn)自動的關(guān)鍵。
本方案在施耐德Quantum PLC中采用DeviceNet Scanner模塊140SAC-QDNET-010,配置A-B公司DeviceNet網(wǎng)絡通訊組態(tài)軟件9357-DNETL3,9355-WABENE,成功解決了Quantum PLC與A-B公司DeviceNet之間通訊。實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)網(wǎng)絡自動控制。
5結(jié)束語
濟鋼120t轉(zhuǎn)爐傾動裝置交流變頻傳動系統(tǒng),自2003年3月投入運行至今，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其控制功能完全滿足了轉(zhuǎn)爐傾動工藝需求。這一技術(shù)的成功應用，標志著整個轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)傳動實現(xiàn)了全交流化。在該級別轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中，該技術(shù)的應用在國內(nèi)甚至國際上尚屬首例，是交流傳動應用的重大突破。為今后該級別及以上轉(zhuǎn)爐傾動裝置的設計及應用，積累了寶貴的經(jīng)驗，具有較強的推廣應用價值。