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摘要：ABB变频调速技术，是在20世纪末发展起来的，以电力电子功率变换技术、微电子控制技术为核心的新一代核心控制技术，本文就该技术的特点及在炼铁行业的应用进行了分析和评述。
Abstract: ABB variable frequency and adjustable speed technology, was developed at the end of the twentieth Century, to the power of electronic power conversion technology, electronic control technology as the core of a new generation of control the core technology, in this paper, the technical characteristics of the application of ironmaking industry was analyzed.
关键字：ABB变频 工作原理 应用
Keyword: ABB frequency principle application
中图分类号： TF5 文献标识码： A 文章编号：
20世纪末期，随着电力电子技术、自控理论等靠科技产业的发展，变频调速技术日趋成熟，变频设备以其良好的控制特性、高效的驱动性能，以及优越的节能性能，越来越多的应用到了各类电机技术的控制领域。
一、ABB变频器的特点
ABB ACS800系列变频器，是新一代的变频器，实现了交流电机的完美控制，它采用直接转矩控制技术(DTC)的交流变频器，它能够在设有光码盘或测速电机反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的转速度和转矩。同时适应各运行环境、电压等级(380V一690V)、功率（22—630KW)、防护等级(IP00—54l，并具有多种控制方式和通讯能力。ACS系列变频器是具有多种可供选择接线方式的设备：有将整流部分与逆变部分装于一体的变频器、用于变频器的制动电阻和制动单元、单独的整流单元、整流回馈单元和单独的逆变器。ACS800系列变频器的所有设备均有故障自诊断功能。装置本身提供了多种可靠有效的故障保护措施。同时也提供了简单实用的故障查询手段。装置可以记录同时发生的多个故障。并可以保存最近所发生过的故障代码。ACS系列变频器可用软件通过电脑进行参数设定。该软件提供下列参数功能：*菜单索引的参数存取*参数组读及写*将现有的参数组复制到同系列的其它装置上*打印参数组*过控制字进行操作(开关量命令、如开/关命令)及施加给定值*通过状态字进行观察(整流器工作状态反馈信号)及读出实际值*读出故障信号和报警信号*读出跟踪缓冲器中的内容。ACS800型号都有两个额定等级，一般应用等级满足多数应用恒转矩和平方转矩的过载容量要求，重载应用等级能够满足商过载容量的要求。特别注意的是ABB变频器在工作时，整流与逆变等非线性部分在开关状态下，上升和下降沿有陡峭的電流斜率。是高次谐波和高频噪声的产生源，主要以传导发射和电磁场形式辐射的电磁骚扰为主。ACS800变频器符合工业低压电网、公共低压电网、和IT电网有关EMC(代表电磁兼容性)的相关规范。在某些情况下通过变压器和电缆对其抑制是非常有效的。如有疑问可给ACS800装入EMC滤波器，或使用原边和副边之间具有屏蔽层的供电变压器。
二、ABB变频调速技术应用实例
1．高炉熔渣经水淬粒化后．连渣带水流人转鼓。转鼓为一f5000、长6000毫米横卧园柱体，流人的渣水混合物．渣水比约为1：10，它存积在转鼓下部的弓形断面体内。转鼓壁设有滤网，水通过鼓壁滤网而排出。流人转鼓的渣水混合物中的水量，应等于鼓壁排出水量和输出渣携带的含水量之和。如果后者小于前者，则转鼓内水位(弓形断面体的弦)势必增高而造成渣水溢流。转鼓鼓壁内尚附有滤斗，它随着转鼓的转动而将存积于弓形断面体内的渣水混合物捞起，在转鼓旋转过程中，滤斗上升越出水面。开始脱水．当滤斗转到接近顶部时，必须脱除渣在皮带机上可能运输的多余水分，这样，当渣倾人皮带机上方溜槽时，渣可通过皮带机输出而送至堆场。如果渣在被捞起后的脱水区间，能达到皮带机可输送的含水率．则转鼓内弓形断面体中积存的渣层源源被捞起输出．渣层堆积不厚，鼓壁能将多余的水排出，转鼓内水位不会升高而溢流。这样，一切运行可正常进行。如果一旦在脱水区间达不到脱水要求，就被迫调慢转鼓的转速，以延长脱水的时间，这时，势必造成弓形断面体中的渣层堆积而影响水的排出，致使水位升高而溢流。综上所述，便要求对转鼓转速随时精确调节。而变频调速具有低功率启动、调速范围大、精度高、跟踪准确、抗干扰能力强的优点。因此安钢两个INBA的转鼓全部采用ABB变频技术。有编码器将现场的转速信号通过脉冲形式传导过来，然后与基准的电流信号进行比较，产生一个0—20mA的电流信号再传送给变频器，变频器调整转矩来控制电机，从而实现调速过程。
2．高炉探尺是用来检测高炉内矿石与焦碳等物料的料面，供冶炼操作人员以视觉观测炉内物料下放的情况．同时控制矿石与焦碳等物料向炉内的排放。当探尺检测炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升到顶部．矿石与焦碳等物料依据工艺设定值向高炉炉内排放。物料排放完毕，探尺自顶部按设定的速度开始自动下放，下放到炉内物料的料面后．探尺被物料支撑，探尺速度减至为零，随后跟随物料下放．直到再次检测到炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升。如此循环往复，使探尺稳定在一个料面高度。随着高炉布料技术的进一步完善，因而对探测的精确性有了更高要求。目前冶炼系统一般情况是：小于2500m3的高炉用2个探尺来探测炉内的物料，大于3000m3的高炉用3个或4个探尺来探测炉内的物料。安钢采用的是三个探尺检测技术．由三个ACS800系列带动三个变频电机。控制原理如下：变频器应工作在矢量控制方式下以便于力矩控制．要求在变频电机轴端安装增量码盘作为速度检测元件。减速机轴端接多圈绝对值码盘，信号经通讯总线进PLC，由PLC读出探尺的高度，作为检测值及探尺的操作信号。变频器接受PLc的信号：PLC给变频器提尺信号、放尺信号；变频器给PLC准备好信号及故障信号。变频器与PLC间的这些开关量信号由点对点方式连接。当要求探尺下放时，由PLC送出放尺信号，由变频器系统实现自动放尺并保持下放速度不超过限制值，在探尺降落到料面时保持电机仍有一定提尺力矩，使探尺保持直立姿势。探尺下放的动能由制动电阻和制动单元消耗掉。当要求探尺提升时．由PLC送出提尺信号，由变频器系统实现自动提尺并保持提升速度不超过限制值。当PLC检测到探尺在顶部时，由变频器系统实现自动停车并投入抱闸。
3．变频调速技术在其它设备上的应用
ABB变频调速技术是最有前途的一种交流调速方式，还广泛应用于热电厂、化工厂、引风机、送风机、给水泵和汽轮机的循环水泵、自来水厂、无塔供水水泵、起重机械、矿用提升机、挤出机、空压机站与机械加工等几乎全部需要调速 三相交流电机驱动机械设备。变频调速可实现节电率20％一60％，电机寿命大大延长，减少维修费用及故障停机率，小型电网瞬时亏欠，降低机械震动与噪音污染，减少法门泄露损坏及更换次数等。
3．结语
交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展．性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现．这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。目前，国外先进国家的变频技术正向小型化、高可靠性、抗公害、多功能、高性能等方向发展．我国也在加快发展步伐。
而自动化程度的逐级提高．ABB变频器应用的领域不断扩大，ABB变频器设计精练、调试方便、简化操作、运行稳定性、安全性等一系列优点就更为突出。新一代的ABB变频器具有更强劲的通讯能力，能实现远距离监控。其更进一步的功能还有待于科技人员的不断开发、创新。
参考文献：
1.伍斌．电力拖动与控制[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000．41．
2.项世军，谢宗安．MATLAB语言在异步电动机同步旋转坐标系下模型仿真研究『J]．计算机仿真．2000．
Abstract: ABB variable frequency and adjustable speed technology, was developed at the end of the twentieth Century, to the power of electronic power conversion technology, electronic control technology as the core of a new generation of control the core technology, in this paper, the technical characteristics of the application of ironmaking industry was analyzed.
关键字：ABB变频 工作原理 应用
Keyword: ABB frequency principle application
中图分类号： TF5 文献标识码： A 文章编号：
20世纪末期，随着电力电子技术、自控理论等靠科技产业的发展，变频调速技术日趋成熟，变频设备以其良好的控制特性、高效的驱动性能，以及优越的节能性能，越来越多的应用到了各类电机技术的控制领域。
一、ABB变频器的特点
ABB ACS800系列变频器，是新一代的变频器，实现了交流电机的完美控制，它采用直接转矩控制技术(DTC)的交流变频器，它能够在设有光码盘或测速电机反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的转速度和转矩。同时适应各运行环境、电压等级(380V一690V)、功率（22—630KW)、防护等级(IP00—54l，并具有多种控制方式和通讯能力。ACS系列变频器是具有多种可供选择接线方式的设备：有将整流部分与逆变部分装于一体的变频器、用于变频器的制动电阻和制动单元、单独的整流单元、整流回馈单元和单独的逆变器。ACS800系列变频器的所有设备均有故障自诊断功能。装置本身提供了多种可靠有效的故障保护措施。同时也提供了简单实用的故障查询手段。装置可以记录同时发生的多个故障。并可以保存最近所发生过的故障代码。ACS系列变频器可用软件通过电脑进行参数设定。该软件提供下列参数功能：*菜单索引的参数存取*参数组读及写*将现有的参数组复制到同系列的其它装置上*打印参数组*过控制字进行操作(开关量命令、如开/关命令)及施加给定值*通过状态字进行观察(整流器工作状态反馈信号)及读出实际值*读出故障信号和报警信号*读出跟踪缓冲器中的内容。ACS800型号都有两个额定等级，一般应用等级满足多数应用恒转矩和平方转矩的过载容量要求，重载应用等级能够满足商过载容量的要求。特别注意的是ABB变频器在工作时，整流与逆变等非线性部分在开关状态下，上升和下降沿有陡峭的電流斜率。是高次谐波和高频噪声的产生源，主要以传导发射和电磁场形式辐射的电磁骚扰为主。ACS800变频器符合工业低压电网、公共低压电网、和IT电网有关EMC(代表电磁兼容性)的相关规范。在某些情况下通过变压器和电缆对其抑制是非常有效的。如有疑问可给ACS800装入EMC滤波器，或使用原边和副边之间具有屏蔽层的供电变压器。
二、ABB变频调速技术应用实例
1．高炉熔渣经水淬粒化后．连渣带水流人转鼓。转鼓为一f5000、长6000毫米横卧园柱体，流人的渣水混合物．渣水比约为1：10，它存积在转鼓下部的弓形断面体内。转鼓壁设有滤网，水通过鼓壁滤网而排出。流人转鼓的渣水混合物中的水量，应等于鼓壁排出水量和输出渣携带的含水量之和。如果后者小于前者，则转鼓内水位(弓形断面体的弦)势必增高而造成渣水溢流。转鼓鼓壁内尚附有滤斗，它随着转鼓的转动而将存积于弓形断面体内的渣水混合物捞起，在转鼓旋转过程中，滤斗上升越出水面。开始脱水．当滤斗转到接近顶部时，必须脱除渣在皮带机上可能运输的多余水分，这样，当渣倾人皮带机上方溜槽时，渣可通过皮带机输出而送至堆场。如果渣在被捞起后的脱水区间，能达到皮带机可输送的含水率．则转鼓内弓形断面体中积存的渣层源源被捞起输出．渣层堆积不厚，鼓壁能将多余的水排出，转鼓内水位不会升高而溢流。这样，一切运行可正常进行。如果一旦在脱水区间达不到脱水要求，就被迫调慢转鼓的转速，以延长脱水的时间，这时，势必造成弓形断面体中的渣层堆积而影响水的排出，致使水位升高而溢流。综上所述，便要求对转鼓转速随时精确调节。而变频调速具有低功率启动、调速范围大、精度高、跟踪准确、抗干扰能力强的优点。因此安钢两个INBA的转鼓全部采用ABB变频技术。有编码器将现场的转速信号通过脉冲形式传导过来，然后与基准的电流信号进行比较，产生一个0—20mA的电流信号再传送给变频器，变频器调整转矩来控制电机，从而实现调速过程。
2．高炉探尺是用来检测高炉内矿石与焦碳等物料的料面，供冶炼操作人员以视觉观测炉内物料下放的情况．同时控制矿石与焦碳等物料向炉内的排放。当探尺检测炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升到顶部．矿石与焦碳等物料依据工艺设定值向高炉炉内排放。物料排放完毕，探尺自顶部按设定的速度开始自动下放，下放到炉内物料的料面后．探尺被物料支撑，探尺速度减至为零，随后跟随物料下放．直到再次检测到炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升。如此循环往复，使探尺稳定在一个料面高度。随着高炉布料技术的进一步完善，因而对探测的精确性有了更高要求。目前冶炼系统一般情况是：小于2500m3的高炉用2个探尺来探测炉内的物料，大于3000m3的高炉用3个或4个探尺来探测炉内的物料。安钢采用的是三个探尺检测技术．由三个ACS800系列带动三个变频电机。控制原理如下：变频器应工作在矢量控制方式下以便于力矩控制．要求在变频电机轴端安装增量码盘作为速度检测元件。减速机轴端接多圈绝对值码盘，信号经通讯总线进PLC，由PLC读出探尺的高度，作为检测值及探尺的操作信号。变频器接受PLc的信号：PLC给变频器提尺信号、放尺信号；变频器给PLC准备好信号及故障信号。变频器与PLC间的这些开关量信号由点对点方式连接。当要求探尺下放时，由PLC送出放尺信号，由变频器系统实现自动放尺并保持下放速度不超过限制值，在探尺降落到料面时保持电机仍有一定提尺力矩，使探尺保持直立姿势。探尺下放的动能由制动电阻和制动单元消耗掉。当要求探尺提升时．由PLC送出提尺信号，由变频器系统实现自动提尺并保持提升速度不超过限制值。当PLC检测到探尺在顶部时，由变频器系统实现自动停车并投入抱闸。
3．变频调速技术在其它设备上的应用
ABB变频调速技术是最有前途的一种交流调速方式，还广泛应用于热电厂、化工厂、引风机、送风机、给水泵和汽轮机的循环水泵、自来水厂、无塔供水水泵、起重机械、矿用提升机、挤出机、空压机站与机械加工等几乎全部需要调速 三相交流电机驱动机械设备。变频调速可实现节电率20％一60％，电机寿命大大延长，减少维修费用及故障停机率，小型电网瞬时亏欠，降低机械震动与噪音污染，减少法门泄露损坏及更换次数等。
3．结语
交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展．性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现．这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。目前，国外先进国家的变频技术正向小型化、高可靠性、抗公害、多功能、高性能等方向发展．我国也在加快发展步伐。
而自动化程度的逐级提高．ABB变频器应用的领域不断扩大，ABB变频器设计精练、调试方便、简化操作、运行稳定性、安全性等一系列优点就更为突出。新一代的ABB变频器具有更强劲的通讯能力，能实现远距离监控。其更进一步的功能还有待于科技人员的不断开发、创新。
参考文献：
1.伍斌．电力拖动与控制[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000．41．
2.项世军，谢宗安．MATLAB语言在异步电动机同步旋转坐标系下模型仿真研究『J]．计算机仿真．2000．