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高爐煉鐵是鋼鐵行業重要生產工藝鏈（煉鐵、煉鋼、鑄軋）之一，而高爐上料系統是高爐煉鐵生產中的關鍵環節，其主要作用是將煉鐵所需的各種原料源源不斷的經爐頂送到高爐內保證高爐煉鐵的正常需求。

一、工藝描述

煉鐵高爐上料系統分為皮帶上料和卷揚（料車）上料兩類。高爐卷揚上料系統按一臺卷揚電機同時拖動的料車數量又分為單車卷揚上料和雙車卷揚上料兩種。雙車卷揚上料系統具有效率高、節省硬件投資、電氣設備體積小、節省裝配空間等優勢而在中小型煉鐵高爐卷揚系統中獲得廣泛應用，簡圖如下圖所示。

高爐雙車卷揚上料系統主要由左右料車、斜橋導軌和卷揚機等部分組成。一臺卷揚機同時拖動左右兩臺料車互為上行和下行，即其中一臺料車載料上行，另一臺料車則為空車下行。

高爐卷揚上料系統的核心是卷揚機及其拖控系統，卷揚電機一般為繞線式異步電機，傳統的啟動和調速方式為轉子串電阻啟動調速。由于卷揚上料系統頻繁啟動和調速，原轉子串電阻啟動調速方式存在以下諸多缺陷：

1.啟動沖擊電流大； 

2.啟動和投切轉子電阻調速時對減速箱和鋼絲繩等機械部件造成較大沖擊影響機械壽命； 

3.轉子調速電阻容易燒毀、電氣維護工作量大； 

4.料車上料品種不一樣調速停車震動大不平穩、減速時間不易控制，加上卷揚機鋼絲繩松緊程度不一致有時會出現料車“掛頂”和“溜車”等事故造成高爐休風停產，嚴重影響了高爐煉鐵生產的連續性。 

二、系統方案

雙車卷揚上料電氣系統主要由：監控/操作、主令控制器（機械式/智能式）、極限保護、PLC、QD矢量變頻器、QDBU制動系統、繞線式卷揚電機、抱閘等組成，拖控系統采用一運一備方式通過切換柜切換，控制系統簡述如下：

1.去除了繞線電機原轉子串電阻調速裝置并將繞線電機轉子滑環短接，選用315kW QD矢量變頻器拖動原卷揚電機，0.5Hz可1.5倍力矩輸出，以最簡潔（省卻安裝電機編碼器）的配置實現了大力矩無沖擊啟動和平滑多段調速； 

2.雙車卷揚上料系統雖沒有空行程，但考慮到減速制動、頂部卸料等場合下可能伴有的變頻器母線電壓泵升，從可靠性和安全性上考慮，制動單元和制動電阻以避免此工況下變頻器報過壓停車； 

3.奧卓315kW QD矢量變頻器標配直流電抗器（7.5kW及以上均標配），在諧波抑制和整機熱穩定性上表現較為出色，為進一步滿足優良的電磁環境要求，客戶又選配了交流電抗器； 

4.卷揚上料系統變頻器采用一運一備方式，在切換柜中選投，方便系統維護和應急； 

5.PLC為整個卷揚上料系統的控制核心，接收主令控制器位置信號、超極限位信號、操控室信號、料斗信號、爐頂和變頻反饋等信號，同時將卷揚系統動態信息反饋到監控操作系統； 

6.變頻器接收PLC的啟停、多段速調速、急停和操控室急停等信號，設有便于調試的料車點動信號；FDT輸出、運行輸出、故障輸出、變量輸出反饋至PLC/監控操作系統。

三、方案優勢

通過對卷揚系統改造后，料車在斜橋導軌（料坑段、中間段、曲軌卸料段）上的工作流程主要包括以下幾個環節：料坑裝料—啟動—1加速—2加速—高速運行—1減速—中速運行—2減速—低速運行—爐頂卸料停車—返回，自啟動到卸料的單升行程45秒。 

1.QD矢量變頻器良好的低頻出力性能（開環0.5Hz時1.5倍力矩輸出），較好的滿足了滿載要求； 

2.QD矢量變頻器的低頻出力性能好、力矩響應快、穩速精度高，配合FDT輸出功能實現了料車的平穩提升和變速，避免了傳統卷揚系統啟動震動大、易溜車和掛車現象； 

3.配合奧卓制動系統可將料車制動時段的能量及時消耗，避免過壓故障； 

4.奧卓QD系列矢量變頻器7.5kW及以上標配直流電抗器，在諧波治理和穩定性上表現出色，幫客戶節省硬件成本； 

5.奧卓QD產品具備多種通訊方式（Modbus/PROFIBUS/CANopen等）供系統聯網。