浅议变频器主从与分列控制在炼焦机车上的应用

韩风国

（河钢集团宣钢焦化厂，河北张家口075100）

浅议变频器主从与分列控制在炼焦机车上的应用

韩风国

（河钢集团宣钢焦化厂，河北张家口075100）

通过分析对比变频器主从控制和分列控制的优缺点，阐述了主从控制、分列控制在炼焦四大机车上应用的利弊，提出了变频器分列控制在机车走行运用中的必要性。

变频器;主从控制;分列控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.018

1 引言

变频器以其调速范围大、起动电流小，可以实现软启动和无级调速，方便进行加减速控制，节能显著，过载能力强、使用维护方便等特点，在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用，已成为电动机调速的主流。

宣钢焦化厂充分利用变频器的优点并广泛应用于各个方面，例如变频器在四大机车的应用及配煤盘配料电机的应用等，截至目前为止已安装近百台，这里仅以四大机车控制系统为例介绍变频器的应用。

炼焦四大机车目前使用的是国内较为先进的ABB公司的ACS800系列变频器，存在主从和分列控制2种形式，由于炼焦生产节奏快，四大机车如果出现故障将会影响焦炉正常生产操作，直接影响企业的经济效益，怎样结合机车生产工艺特点正确使用变频器的控制方式使其充分发挥效益，保证焦炉正常生产，已成为维护和使用人员关注的重点，现结合生产应用中的实例，对变频器主从与分列控制方式在机车应用中存在的优缺点进行分析对比。

2 分析对比

2.1 主从控制和分列控制的概念分析

变频器分列控制是在正常情况下由2台变频器分别带动2台电动机同时运行，当其中1台变频器或电机及其回路出现故障时，可用1台变频器带动1台电动机拖动走行，即可以迅速将有问题的电机和变频与主回路断开，而由另一台变频器带动电机单独运行，这样即可实现2套走行系统互为备用，这在快节奏的炼焦生产中显得尤为关键，因此变频器分列控制这种方式逐渐受到技术人员的青睐[1]。变频器分列控制如图1所示。

图1 变频器分列控制图

变频器主从控制是将2台变频器分为主机和从机，二者通过光纤连接，拖动2台电动机走行，主从控制最大的缺点是无论作为主机还是从机，任何一台变频器及其所带电机及回路出现故障时，无论另一台变频器是否存在故障都不能正常工作，即必须2台同时运行，严重影响了炼焦的稳定生产。另外，处理故障时需要即时修改，输入新参数，在处理时间上没有保证，处理结果也不尽如人意，有时甚至被迫倒车处理。主从控制接线图如图2所示。

图2 变频器主从控制图

2.2 实例对比

ACS800-01是用于控制低压交流异步电动机的壁挂式传动单元，具有状态显示、故障诊断、故障跟踪功能和失电、缺电、过压、欠压、电机过流等保护功能，现结合生产实际阐述变频器主从控制和分列控制在四大机车应用的优缺点。

2014年2 月，4#装煤车一台变频器出现故障，由于是主从控制，导致装煤车停止工作，短时间内又不能恢复，造成影响生产的事故。2015年9月，3#推焦车也由于此原因被迫倒车，影响了生产。

宣钢焦化厂一、二炼焦熄焦车为单机运行，生产过程中若出现故障，倒车又需要很大的人力和时间，必然会造成生产中断。2015年7月，1#熄焦车变频器出现故障，同年10月2#熄焦车的1#电机口线短路，由于1#、2#电机车均是分列控制，可以单机运行，在短时间内可将故障回路与走行系统分离，另一变频回路正常运行。如果是主从控制，同样的故障势必造成生产长时间中断的事故，因而变频器的分列控制在电机车走行上具有主从控制无法比拟的优势。

变频器分列控制的缺点是在实际使用中对电动机的性能（如电机在绕组匝数、定转子空气隙等方面）要求较高，受机械方面影响也很明显。2016年4月，2#熄焦车在更换了2#电机投入运行后，出现了2台电机同时运行反而比单台电机运行电流大的现象。单台电机运行平稳，在最大速度时电流为140A，切换档位变速时，制动电阻微热；2台电机共同运行，行车明显感觉费劲，在最大速度时电流达到250A，切换档位变速时，制动电阻急剧发红。从变频器的控制面板一一对比2台电机的参数，发现2台电机的输出转矩和输出功率不一致，且有非常明显的差异，最大值差38%，走起车来好像一台在主动转，另一台在被动转，被动转的电机产生巨大的能量消耗在制动电阻上，使制动电阻瞬时发热。为了进一步查证，我们用远红外测速仪在2台变频器各项参数相同的情况下对2台电动机的输出转速进行了测量，测量数据如表1所示。

表1 电动机输出转速测试数据表

通过实际测量及数据分析，我们确认2台电机在绕组匝数、定转子空气隙等方面存在细微差别，导致了1#、2#电动机不同步。主从控制由于是主变频器通过光纤通信带动从机运转，在参数设置、转矩输出和功率输出方面具有一致性，可避免分列控制所带来的电动机不同步的弊端。

3 结语

通过综合分析、对比主从控制和分列控制的优缺点，结合生产的实际应用，我们认为分列控制的稳定性、可靠性、经济效益在炼焦机车应用中大大优于主从控制，因此，我们于2015年下半年、2016年上半年先后对4#装煤车、3#和4#推焦车及3#熄焦车进行了走行变频器的电气技术改造，将控制方式由主从控制改为了分列控制，从根本上解决了机车走行问题，真正实现了走行系统的双备用。

【1】管专.焦炉机车自动定位系统的设计与实现[D].长沙：湖南师范大学，2014.

Discussion on Application of Transducer Master-slave and Breakdown Control in Coking Locomotive

HAN Feng-guo
(Xuanhua Steel Coking Plant of Hebei Steel Group,Zhangjiakou 075100,China)

By analyzing and comparing the advantages and disadvantages of transducer master-slave and breakdown control,its pros and cons in the four coking locomotives are discussed,and the necessity of transducer breakdown controlin locomotive running is put forward.

transducer;master-slave control;breakdown control

TQ520.6

B

1007-9467（2016）09-0039-02

2016-08-11

韩风国（1970～），男，河北张家口人，工程师，从事焦化工艺技术研究。