宽厚板矫直机电机变频改造与应用

[摘 要]莱钢宽厚板事业部随着快节奏、高速度的生产，产能得到大幅度的提升。精整区域所使用的矫直机的矫直速度已经严重制约着生产，并且存在调整质量的问题。为此，我们对该矫直机的控制部分进行技术改造，采用变频器替代原有的电控设备，电机采用变频电机，取得了良好的经济效果。

[关键词]矫直机 电机 变频

中图分类号：TM344.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0390-01

前言

厚板在生产的各个工序中都会产生瓢曲或波浪缺陷，在轧制工序产生的瓢曲和波浪可以通过热矫直机矫平。热矫直机设置在加速冷却装置之后，主要用于轧后及快速冷却后钢板的矫直，以尽量消除钢板的不平直度。

莱钢宽厚板事业部随着快节奏、高速度的生产，产能得到大幅度的提升。精整区域所使用的矫直机的矫直速度已经严重制约着生产，并且存在调整质量的问题。为此，我们对该矫直机的控制部分进行技术改造，采用变频器替代原有的电控设备，电机采用变频电机，取得了良好的经济效果。

1、矫直机功能

该矫直机为四重9辊全液压可逆式热矫直机。矫直机机架为预应力框架，从而保证了矫直机具有较高的刚度。矫直辊上受力架分为左右两部分，中部有铰接点，液压缸通过偏心轴和该铰接点可对上辊系进行弯辊。上受力架上部有4个主压下液压缸，压下液压缸由伺服阀控制，可对辊缝进行设定，压下液压缸可同步动作，也可单独动作，单独动作时可实现上辊系沿钢板长度及宽度方向的倾动。压下液压缸设有压力测量装置，在过载时可泄压以保护设备。矫直机具有动态辊缝调整、矫直辊横向弯曲补偿、整体倾动、出入口辊单独调整等功能，能最大限度地消除可能出现的各种板形缺陷。冷矫直机具有以下功能。

（1）根据板厚调整上辊装置的高度。

（2）上辊系纵向倾动调整，使矫直辊的辊缝从入口到出口逐渐增大

（3）上辊系沿矫直辊的宽度方向作横向倾动调整，以便钢板在板宽方向作不同的延伸（矫单边浪形钢板）

（4）进出口辊的单独调节，可根据板厚和钢板头部情况灵活调节

（5）矫直辊横向弯曲，矫双边浪和中间浪形钢板

2、解决方案及设备调试

2.1 方案

设想在原有传动控制系统的基础上增加直流电机负载平衡控制环节。以驱动下矫直辊直流电机为主，取出上、下辊直流电机电枢电流，下辊直流电机电枢电流与上辊直流电机电枢电流的差值，作为上辊直流电机附加速度给定，使上辊直流电机的速度给定为主给定与附加给定之和。当下辊电流大，则增加上辊的转速；当下辊电流小时，则减小上辊的速度。通过不断的比较调节，使上、下辊线速度基本一致，从而使上、下辊直流电机输出负荷达到基本平衡。

2.2 设备调试

莱钢宽厚板事业部矫直机传动控制系统主站由GES90―30PLC组成，GE VersaMax I/O远程站1（液压站）、GEVersaMax I/O远程站2（辅助设备）、装置1、装置2为从站。主站与从站通过PROFIBUS―DP现场总线连接。PROFIBUS―DP（Distributed Peripherals）现场总线是一个既简单，又便宜并且有较高传送速度（照RS485标准）的设备。主要使用主一从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。传送速度可在9.6kbaud～12Mbaud范围内选择。采用PROFIBUS―DP现场总线方式，可节省大量电缆，提高了系统的可靠性，并且可使现场进行系统调整或功能扩展时具有较高的灵活性。现有的系统配置不需添加任何硬件和配线，只需对主站PIE程序进行修改和装置1（上辊）、装置2（下辊）相关参数号进行设置，即可实现负载平衡控制。

变频器固定在电气柜后，利用原有的电缆和线路，增设正、反转控制线，如图1所示（以三菱FR―A540型为例），主回路只需把原进接触器的三相电源空气开关NFB的3个端子，分别与变频器的R、S、T端子相接；控制正、反转信号从PC端经原正、反转接触器的常开辅助触头KMl、KM2，分别进入STF和STR端子，频率设定为全频接入方式，即端2与端10短接。接线检查正确无误后，可进入送电调试阶段。

3、设备改造效果

通过对矫直机电机进行变频改造，解决了宽厚板事业部生产的瓶颈问题。完善了之前系统的不足，在合理利用资源的同时取得了更好的效果。本系统自优化以来，运行平稳，满足了客户对取样的多样化要求，各项指标都达到了预期要求。

作者简介

陈旭，毕业于济南大学电气工程及其自动化专业，现为莱钢集团设备检修中心助理工程师。