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      偉肯NXP變頻器在電磁攪拌棍上的應用

      時間:2022-06-14    作者:津信變頻    點擊:

      一、背景
       
      客戶公司原使用湖南某電氣公司提供的電磁攪拌逆變電源,因使用過程中經常報警,現上海津信幫助客戶改用偉肯變頻器作為電磁攪拌的驅動裝置的方案。


      二、電磁攪拌器的特點
      由于電磁場的作用具有非接觸的特點,特別適合于高溫鋼水這種特殊場合,連鑄機的電磁攪拌(Electromagnetic stirring:EMS)技術隨之應運而生,它可以顯著改善鑄坯質量,因此在國內外受到高度重視并得到快速發展與廣泛應用。目前,煉鋼廠連鑄機電磁攪拌裝置已經成為冶煉高性能品種鋼水必不可少的設備

      三、末端電磁攪拌器的工作原理
      電磁攪拌器的工作原理是, 運動的導電鋼水與磁場相互作用產生感應電流, 載流鋼水與磁場相互作用產生電磁力。 電磁力作用在鋼水每個體積元上, 從而驅動鋼水流動,進而改善鋼水凝固過程中的流動、 傳熱和遷移過程, 達到改善鑄坯質量的目的。 交流感應電磁攪拌器的工作原理和異步電機類似, 都遵循兩個基本定律: 一是運動的導電鋼水與磁場相互作用產生感應電流; 二是載流鋼水與磁場相互作用產生電磁力。 電磁力作用在銅水的每個體積元上, 從而驅動鋼水流動。

      四、末端電磁攪拌器的作用
      (1)擴大鑄坯等軸晶帶。
      (2)改善鑄坯表層質量。
      (3)改善鑄坯中的夾雜物分布。
      (4)消除鑄坯縮孔改善中心疏松。
      (5)減輕鑄坯中心偏析。
      (6)改變鑄坯中攪拌帶的樹枝晶形態。

      五、系統示意圖:




      六、現場實際圖:
      電磁攪拌棍



      電磁攪拌棍電氣柜接線(原設備接線W相為公共端,新設備接線U相為公共端)



      七、VACON變頻器適于電磁攪拌使用的特點
      電磁攪拌電源基本可以分為兩類:一是采用分立元件,配合PLC或單片機、工控機,組成變頻電源;二是采用改裝通用型變頻器的方法。
      很多電源廠家通過攻關,研制出了采用分立元件的變頻電源,但是由于國內電力電子技術和產品工藝相對落后,只能采用通用型控制芯片和電子技術,難以制造出高性能的交-直-交模式的專用電源;同時因為元件數目多,而生產沒有規模,制造廠缺乏嚴格的質量控制手段,這種電源的可靠性比大規模生產的通用型變頻器要低,故障率偏高,且在出現問題時不易查找到準確的故障點。
      采用改裝通用型變頻器的方法與采用分立元件組裝相比,電源的可靠性要高很多,但并不是每一種變頻器都適合用來改裝。這主要是因為通用型變頻器是為控制交流電機而設計的,并不適于用作電磁攪拌電源。
      Vacon公司的NXC系列變頻器,與同類變頻器相比較,更為適合改裝成電磁攪拌用的變頻電源。Vacon變頻器內部都安置了交流電抗器,可以在電網電壓瞬間波動時,保護變頻器的整流部分,同時也抑制了由于整流所產生的部分諧波電流對電網的影響,改善了輸入到變頻器的電流波形,增強了變頻器抵抗電網電壓浪涌的能力,同時交流電抗器還減小了由于諧波電流所產生的諧波電壓,減小了對同電源系統中的其他系統的影響。變頻器輸出電流波形為正弦波,波形畸變率小,這對于保護攪拌器線圈十分重要。在分立元件組成的電源系統中不可缺少的隔離變壓器,在使用Vacon變頻器時就不再需要。
      Vacon變頻器采取了齊全的保護功能,這為適應冶金系統的惡劣環境,達到高性能的要求提供了保證。例如:Vacon變頻器采用了三相輸出電流檢測,而不是常規的二相輸出電流信號檢測,因此變頻器能根據三相輸出電流的檢測值,計算三相輸出電流之和,較快地判斷變頻器的是否接地,達到接地保護的功能,從而使得同類變頻器制造出的低頻電源不能實現的輸出保護功能,在采用Vacon變頻器制造成的低頻電源上得以全部實現。另外,諸如過流保護、接地保護、欠壓保護、過壓保護、欠載保護、變頻器低溫/過熱保護、過熱保護、輸入/輸出相保護等保護功能也一應俱全。
       
        
      八、偉肯變頻器在電磁攪拌器應用中的使用效果:
      客戶公司連鑄機電磁攪拌輥成套裝置由電源分配柜及冷卻水控制柜1面、變頻電源柜2面、板坯電磁攪拌輥4根、冷卻水裝置1套及監控操作工控機1臺構成,系統采用獨立的400KVA,輸出400V三相四線制電源供電,經電源分配柜分為2路送至2面變頻電源柜,經變頻柜變頻后分別送至板坯電磁攪拌輥,從變頻電源柜至板坯電磁攪拌輥之間各配有1個中繼端子箱。系統由1臺工控機進行監控。
      經過采用偉肯變頻器替代獨立逆變電源后,使得整個系統配置簡潔、結構合理,大大減少了中間環節,不僅節省投資,還提高了系統的可靠性。     
      通過設置變頻器參數,系統具備以下特殊功能:變頻器的輸出頻率和輸出電流可獨立設置,并具備自動調節功能,以使設定值與實際值之間的偏差符合要求;變頻器具備本地和遠程控制方式,在本地操作時同樣可以具有連續攪拌、正反交替攪拌等工作方式,正反交替攪拌工作周期可根據需要設定和修改;變頻器具備完善的攪拌器線圈保護功能:如過電流、過電壓、接地、過熱、三相不平衡等等。
      變頻器使用OPT-C3通訊卡與上位機之間保持通訊。上位機既可以讀取變頻器的狀態數據,同時又可以通過對變頻器參數(包括電流值、頻率值等工藝參數及啟停等數字控制信號參數)進行設定,來達到遠程控制的目的。
      這套電磁攪拌系統在連鑄機的長時間使用表明,電磁攪拌在改善連鑄坯柱狀晶、搭橋、針孔,增加等軸晶區,減少成分偏析,減輕或消除中心疏松和中心縮孔等方面的效果非常明顯,對提高連鑄坯質量具有明顯作用。而VACON變頻器的穩定可靠運行,為電磁攪拌系統充分發揮作用提供了基礎保證

       

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