专利名称：一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制技术，具体涉及一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统。
背景技术：
氧枪事故提升控制是转炉炼钢传动控制系统中不可或缺的子系统之一，对氧枪的安全起着致关重要的作用。氧枪是炼钢厂内的重要设备，为保证炼钢生产的可靠及设备的安全，氧枪配置为一用一备两套驱动机构，并分别配置一套事故提升机构，主电机和事故提升电机目前多采用交流电动机，市电正常时由原控制系统控制主电机，实现氧枪的下降、吹氧、提升的调速运行；市电发生事故停电时必须由另一套应急提升系统供电，驱动氧枪事故电机，将氧枪紧急提升至等待位，将转炉炉体自动复归至零位，以防止发生设备事故。
发明内容本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，能够增强炼钢中实际操作安全可靠性。一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，包括市电进线开关、充电模块、免维护铅酸蓄电池组、氧枪事故电机可变频逆变器和工频正弦波逆变器；市电进线开关一端连接市电，另一端连接充电模块和工频正弦波逆变器的输入端，充电模块还连接免维护铅酸蓄电池组，免维护铅酸蓄电池组的分别连接氧枪事故电机可变频逆变器的输入端和工频正弦波逆变器的输入端，氧枪事故电机可变频逆变器输出分别通过1#氧枪事故电机输出接触器、姊氧枪事故电机输出接触器连接1#氧枪事故电机、2# 氧枪事故电机；工频正弦波逆变器输出分别通过1#氧枪事故电机制动器输出接触器、姊氧枪事故电机制动器输出接触器、1#倾动电机制动器输出接触器、姊倾动电机制动器输出接触器、3#倾动电机制动器输出接触器、4#倾动电机制动器输出接触器连接1#氧枪事故电机制动器、姊氧枪事故电机制动器、1#倾动电机制动器、2#倾动电机制动器、3#倾动电机制动器、4#倾动电机制动器。所述的氧枪事故电机可变频逆变器按电机额定电流150%过载，过载时间为60秒。所述的充电模块输出电流为免维护铅酸蓄电池组容量的10%。本实用新型的优点在于(1)本实用新型可以实现在工厂事故停电的情况下对提升类电动机负载准确安全的控制，由于系统内部的可变频逆变器其输出电压和输出频率可调，对电动机及配套机械设备冲击小，由于系统具有对氧枪制动器开闭的精确的逻辑控制功能，只有在负载电动机达到安全的提升转矩后，才会将制动器打开提升氧枪，从而确保了设备运行的安全性；(2)本系统和传统的UPS电源相比，可以大大减少电源的设计容量，负载的电压频率可自由调节，对电网的污染小，过载能力强、可靠性高；[0011](3)本实用新型和传统的柴油发电机相比，启动时间快，无噪音、无污染，维护简单，并可与计算机自动化系统进行通讯远程监控，实现无人值守自动操作。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的蓄电池放电曲线图；图中1.市电进线开关
池组4.氧枪事故电机可变频逆变输出接触器7. 2#氧枪事故电机输出接触器10. 1#氧枪事故电机制动器
器 13. 2#倾动电机制动器
器16. 1#氧枪事故电机制动器
器输出输出接触器输出接触器接触器19. 2#倾动电机制动器输出 20. 3#倾动电机制动器输出21. 4#倾动电机制动器输出接触器接触器接触器具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型是一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，如图1所示，包括市电进线开关1、充电模块2、免维护铅酸蓄电池组3、氧枪事故电机可变频逆变器 4、工频正弦波逆变器5。市电进线开关1 一端连接市电，另一端连接充电模块2和工频正弦波逆变器5的输入端，充电模块2还连接免维护铅酸蓄电池组3，免维护铅酸蓄电池组3的分别连接氧枪事故电机可变频逆变器4的输入端和工频正弦波逆变器5的输入端，氧枪事故电机可变频逆变器4输出分别通过1#氧枪事故电机输出接触器6、2#氧枪事故电机输出接触器7连接 1#氧枪事故电机8、2#氧枪事故电机9。工频正弦波逆变器5输出分别通过1#氧枪事故电机制动器输出接触器16、姊氧枪事故电机制动器输出接触器17、1#倾动电机制动器输出接触器18、2#倾动电机制动器输出接触器19、3#倾动电机制动器输出接触器20、4#倾动电机制动器输出接触器21连接1#氧枪事故电机制动器10、2#氧枪事故电机制动器11、1#倾动电机制动器12、2#倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15。
2.充电模块3.免维护铅酸蓄电
5.工频正弦波逆变器6. 1#氧枪事故电机
器
8. 1#氧枪事故电机9. 2#氧枪事故电机 11. 2#氧枪事故电机制动器12. 1#倾动电机制动
14. 3#倾动电机制动器15. 4#倾动电机制动 17. 2#氧枪事故电机制动器18. 1#倾动电机制动[0029]本实用新型中所述的氧枪事故电机可变频逆变器4考虑氧枪最大负载情况，过载能力150%，60s (即按电机额定电流150%过载，过载时间为60秒考虑)。所述的工频正弦波逆变器5按1#倾动电机制动器12、2#倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15全压启动及系统内各交流接触器线圈最大吸合功率考虑。所述的充电模块2输出电流为免维护铅酸蓄电池组3容量的10%。所述的免维护铅酸蓄电池组3容量按负载电流和后备时间计算。一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统的控制方法，包括以下几个步骤1、市电正常时；市电电源通过进线开关1输入至充电模块2对免维护铅酸蓄电池组3进行浮充电，同时市电输入至工频正弦波逆变器5为1#氧枪事故电机制动器10、姊氧枪事故电机制动器11、1#倾动电机制动器12、2#倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15供电，氧枪事故电机可变频逆变器4处于热备待启动状态。2、当市电停电时；(1)如停电时转炉正处于吹炼状态，S卩1#氧枪处于吹炼等待位置，则1#氧枪事故电机输出接触器6自动吸合，充电模块2停止工作，氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5输入电源由市电自动切换到由免维护铅酸蓄电池组3供电，工频正弦波逆变器 5输出频率为50Hz的交流电源至1#氧枪事故电机制动器输出接触器16，操作台操作氧枪事故提升按钮，对氧枪事故电机可变频逆变器4发出1#氧枪事故提升指令，氧枪事故电机可变频逆变器4在收到由操作台发出的1#氧枪事故提升指令(指令用于将1#氧枪提升至等待位)后输出交流电源，通过1#氧枪事故电机输出接触器6，到达1#氧枪事故电机8，当氧枪事故电机可变频逆变器4已建立1#氧枪事故安全提升转矩指令后，打开1#氧枪事故电机制动器输出接触器16 (1#氧枪事故电机制动器输出接触器16通电)，1#氧枪事故电机制动器10启动，氧枪事故电机可变频逆变器4紧急提升1#氧枪，提升至1#氧枪等待位后， 自动关闭1#氧枪事故电机制动器输出接触器16 (1#氧枪事故电机制动器输出接触器16不通电)同时切断氧枪事故电机可变频逆变器4的输出，最终1#氧枪提升到等待位。此时，由于转炉已经处于零位，因此不需要给1#倾动电机制动器12、2#倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15供电。(2)如停电时转炉正处于吹炼状态，即姊氧枪处于吹炼等待位置，则姊氧枪事故电机输出接触器7自动吸合，充电模块2停止工作，氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5输入电源由市电自动切换到由免维护铅酸蓄电池组3供电，工频正弦波逆变器 5输出频率为50Hz的交流电源至姊氧枪事故电机制动器输出接触器17，操作台操作氧枪事故提升按钮，对氧枪事故电机可变频逆变器4发出2#氧枪事故提升指令，氧枪事故电机可变频逆变器4在收到由操作台发出的2#氧枪事故提升指令(指令用于将2#氧枪提升至等待位)后输出交流电源，通过2#氧枪事故电机输出接触器7，到达2#氧枪事故电机9，当氧枪事故电机可变频逆变器4已建立2#氧枪事故安全提升转矩指令后，打开2#氧枪事故电机制动器输出接触器17 (2#氧枪事故电机制动器输出接触器17通电)，姊氧枪事故电机制动器11启动，氧枪事故电机可变频逆变器4紧急提升2#氧枪，提升至2#氧枪等待位后， 自动关闭2#氧枪事故电机制动器输出接触器17的输出，最终2#氧枪提升到等待位。[0037]此时，由于转炉已经处于零位，因此不需要给1#倾动电机制动器12、姊倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15供电。(3)如停电时转炉正处于出钢状态，充电模块2停止工作，工频正弦波逆变器5输入电源由市电自动切换到由免维护铅酸蓄电池组3供电，工频正弦波逆变器5输出频率为 50Hz的交流电源至转炉1#倾动电机制动器输出接触器18、姊倾动电机制动器输出接触器 19、3#倾动电机制动器输出接触器20、4#倾动电机制动器输出接触器21，操作台操作转炉复归按钮，向工频正弦波逆变器5发送倾动复归指令，工频正弦波逆变器5在得到主操作台发出的倾动复归指令，且现场行程开关发出倾动复归现场允许信号后，1#倾动电机制动器输出接触器18、2#倾动电机制动器输出接触器19、3#倾动电机制动器输出接触器20、4#倾动电机制动器输出接触器21立即打开(得电打开)，1#倾动电机制动器12、2#倾动电机制动器13、3#倾动电机制动器14、4#倾动电机制动器15启动，四台倾动电机启动，(每台倾动电机均配备一台制动器(即抱闸)，四台制动器都是同时工作的，制动器输出接触器得电吸合就使制动器得电打开，反之制动器输出接触器失电就闭合即关闭制动器)转炉靠自重倾转回到零位停止即自动复归。此时，由于氧枪已经处于氧枪等待位，因此不需要对氧枪操作回路(即氧枪事故电机可变频逆变器)供电。本实用新型在停电时，氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5的运行依靠免维护铅酸蓄电池组3放电来维持，免维护铅酸蓄电池组3对氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5提供一个稳定的直流电压，因时不会因市电断电而影响负载工作。所述的氧枪事故电机可变频逆变器4的参数选取为直流母线电压，直流母线电额定电流，额定输出电流，过载电流，过载时间由用户确定，直流母线电压 DC510V(-15% ) DC650V(+10% )，输出电压0V 3AC380V，输出频率0Hz—200Hz。所述的工频正弦波逆变器5的参数选取为直流输入电压DC180V—DC300V, 直流输入电流，交流旁路输入电压AC380V士 15 %，交流旁路输入电流4. 5A，切换时间 彡5ms，交流输出电压AC380Vv士3%，交流输出电流3. 6A，过载能力120% Imin ；150% 10s。所述的氧枪事故电机可变频逆变器4的容量确定方法为氧枪事故电机容量已知，额定电流已知，考虑氧枪刮渣过负荷情况，电机过载电流按1.5倍计算后，其数值应小于逆变器过载电流，可变频逆变器4容量即可满足使用。所述的工频正弦波逆变器5的容量确定方法为工频正弦波逆变器5的负载为氧枪事故电机制动器(直接启动)10、11 ；倾动电机制动器12、13、14、15(直接启动)。由于它们不是同时工作，所以可以按最大线圈的吸合功率考虑，即按照倾动电机制动器的4只接触器线圈的吸合功率考虑，倾动电机制动器电机容量已知，额定电流已知，吸合时间已知， 直接启动电流按8倍计算，其数值应小于工频正弦波逆变器5的额定输出电流*过载1. 2 倍的数值即可满足应用；所述的免维护铅酸蓄电池组3容量和电池串联只数的确定方法为1、免维护铅酸蓄电池组3容量计算当事故停电时，免维护铅酸蓄电池组3作为氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5的输入电源，为负载提供能量，免维护铅酸蓄电池组3的容量由氧枪事故电机可变频逆变器4、工频正弦波逆变器5输出的最大负载电流之和与持续时间决定。由氧枪事故电机可变频逆变器4技术参数可知额定交流输出电流；直流母线额定输入电流，氧枪事故电机额定电流已知，则氧枪事故电机可变频逆变器4以氧枪事故电机额定电流输出时的直流母线输入电流为氧枪事故电机的额定电流*氧枪事故电机可变频逆变器4直流母线额定输入电流/可变频逆变器额定输出电流。由工频正弦波逆变器5技术参数可知在额定情况下，该逆变器直流输入电流；则免维护铅酸蓄电池组3需要提供的最大持续电流(恒流放电电流)等于氧枪事故电机可变频逆变器4以氧枪事故电机额定电流输出时的直流母线输入电流+工频正弦波逆变器5直流输入电流，依据氧枪事故提升时的实际工况确定电池组工作的最大持续时间为30min。根据这两个数据就可以计算电池组的容量。按恒流放电计算单只电池容量，已知条件为单只电池额定电压12V，单只电池放电后的截止电压10. 8V，恒流放电电流，放电持续时间0. 5h，放电容量等于恒流放电电流5h，由蓄电池放电曲线图(如图2所示)中可以得出与0. a/12V相对应的放电容量系数为(1C)60% ；设所求单只蓄电池电池容量为C，按下面公式计算60% *放电容量=100% * C2、免维护铅酸蓄电池组3中电池串联个数计算蓄电池串联个数η由氧枪事故电机可变频逆变器4输入直流电压的最大和最小允许值决定。电源部份在系统正常运行时，处于浮充电状态，蓄电池个数应为η = Ue/6Uf单只电池12V由6单体电池构成，式中n为蓄电池组串联只数，Ue为可变频逆变器直流母线输入额定电压，Uf为单体电池的浮充电压，以12V单只电池为例，单体电池的浮充电压Uf = 2. 25V。可变频逆变器的直流母线电压化为DC510V(-15% )——DC650V(+10% )即m(max) = 715V ；Ue (min) = 433. 5V是维持逆变器正常工作电压的上下极限值，取平均值后 Ue = (433. 5V+715V)/2 = 574V。则η = Ue/6Uf = 574V/6 * 2. 25V = 42. 5，即电池串联的个数 η 等于 43 只。直流输入电压验算浮充电时，电池组端电压Ud = 43 * 2. 25V * 6 = 580. 5V。电压在氧枪事故电机可变频逆变器的直流母线电压化允许的范围内。
权利要求1.一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，其特征在于，包括市电进线开关、充电模块、免维护铅酸蓄电池组、氧枪事故电机可变频逆变器和工频正弦波逆变器；市电进线开关一端连接市电，另一端连接充电模块和工频正弦波逆变器的输入端，充电模块还连接免维护铅酸蓄电池组，免维护铅酸蓄电池组的分别连接氧枪事故电机可变频逆变器的输入端和工频正弦波逆变器的输入端，氧枪事故电机可变频逆变器输出分别通过 1#氧枪事故电机输出接触器、姊氧枪事故电机输出接触器连接1#氧枪事故电机、姊氧枪事故电机；工频正弦波逆变器输出分别通过1#氧枪事故电机制动器输出接触器、姊氧枪事故电机制动器输出接触器、1#倾动电机制动器输出接触器、2#倾动电机制动器输出接触器、 3#倾动电机制动器输出接触器、4#倾动电机制动器输出接触器连接1#氧枪事故电机制动器、姊氧枪事故电机制动器、1#倾动电机制动器、姊倾动电机制动器、3#倾动电机制动器、 4#倾动电机制动器。
2.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，其特征在于，所述的氧枪事故电机可变频逆变器按电机额定电流150%过载，过载时间为60秒。
3.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，其特征在于，所述的充电模块输出电流为免维护铅酸蓄电池组容量的10%。
专利摘要本实用新型公开了一种转炉炼钢传动控制系统中氧枪事故提升控制系统，应用在转炉炼钢传动控制系统中，在工厂停电时增强了对氧枪事故提升及转炉炉体复归操作的安全可靠性。本实用新型可以实现在工厂事故停电的情况下对提升类电动机负载准确安全的控制，由于系统内部的可变频逆变器其输出电压和输出频率可调，对电动机及配套机械设备冲击小，由于系统具有对氧枪制动器开闭的精确的逻辑控制功能，只有在负载电动机达到安全的提升转矩后，才会将制动器打开提升氧枪，从而确保了设备运行的安全性。
文档编号C21C5/46GK202297668SQ20112040029
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者孟利明, 崔俊元, 杨威, 樊仲君, 王其瑞, 路尚书 申请人:北京金自天正智能控制股份有限公司