CN202921878U

CN202921878U - 结晶器振动频率控制***

Info

Publication number: CN202921878U
Application number: CN 201220374849
Authority: CN
Inventors: 叶树
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种结晶器振动频率控制***。所述结晶器振动频率检测装置包括：用于驱动结晶器的直流电机；将交流电压转换为用于驱动所述直流电机的直流电压并输出关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号的整流装置；从所述整流装置接收关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号并根据接收的标准信号计算结晶器振动的振动频率的可编程逻辑控制器。

Description

结晶器振动频率控制***

技术领域

本实用新型涉及金属连铸技术，尤其涉及连铸技术中结晶器振动频率的控制技术。

背景技术

结晶器振动装置作为连铸机的核心部件，在连铸生产工艺中具有举足轻重的地位，可以防止初生坯壳与结晶器粘结，起强制脱模作用，是浇铸成功的先决条件；同时还可以改善铸坯表面质量。振动频率异常将立即封锁结晶器振动装置和拉矫机运行，中断连铸生产，否者将造成漏钢事故。因此，振动频率是结晶器振动运行状态的重要指标参数，对于铸机正常生产有着非常重要的意义。

图1示出根据现有技术的结晶器振动装置示意图。如图1所示，板坯连铸结晶器振动装置10采用直流电机23驱动的四偏心轮机械振动。直流电机23通过第一减速机27a和第二减速机27b分别驱动两个外弧偏心轮28a和两个内弧偏心轮28b。结晶器（未示出）设置于所述四个偏心轮上，因此当直流电机23驱动偏心轮时，结晶器将进行振动。如本领域技术人员所公知的，所述结晶器振动的振动频率与直流电机的转速相关。测速机24通过链条和链轮与直流电机23连接而同步运行，从而测量直流电机的转速。

图2为根据现有技术的结晶器振动频率检测装置的示意图。参考图2所示，电源21、整流器22、直流电机23、测速机24依次连接。测速机24检测直流电机23的转速并根据检测的转速输出电压信号（电压范围为0～140V）。所述测速机24输出的电压信号经过信号转换板25转换成范围为4～20mA标准信号。可编程逻辑控制器(PLC)26通过其模拟量输入模板(AI：Analog Implate)接收从信号转换板25输出的标准信号，并通过对接收的标准信号进行转换和计算来获得结晶器的振动频率。

尽管测速机24的防护等级高达IP55，但是由于测速机24长期处于高温、潮湿环境，测速机24频繁发生受潮接地。同时，测速机24的连接链条、链轮磨损变形，链条频繁断裂、脱落，这都将导致测速机24与直流电机23不同步，输出的振动频率异常，结晶器振动装置和拉矫机被封锁停机，浇铸中断，给生产造成很大的损失。由于现场环境恶劣，在线更换测速机、链条非常危险和耗时，下面的表1所示是某一时间段期间测速机24故障频率及处理方法，由于发生故障频繁，给生产造成的不利影响。

表1测速机故障频率及处理方法

故障时间	流道号	故障原因	后果	处理措施
					2004-2-5	Ⅱ	测速机接地	断浇	更换测速机
2004-5-18	Ⅱ	测速机链条脱	单浇	更换链条
					2004-5-19	Ⅱ	振频偏高	断浇	更换测速机
2004-5-20	Ⅱ	测速机链条脱	单浇	更换链条
					2004-7-18	Ⅰ	测速机链条脱	断浇	更换链条
2004-7-23	Ⅰ	振频偏低	单浇	更换测速机
					2004-8-5	Ⅰ	振频偏高	单浇	更换测速机
2004-8-7	Ⅰ	测速机链条脱	单浇	更换链条
					2004-8-10	Ⅰ	测速机链条脱	单浇	更换链条
2004-8-24	Ⅱ	测速机链条脱	断浇	更换链条
					2004-8-26	Ⅱ	测速机链条脱	单浇	更换链条
2004-9-12	Ⅰ	振频偏低	单浇	更换测速机
					2004-10-4	Ⅰ	振频偏高	单浇	更换测速机
2004-11-4	Ⅰ	测速机接地	单浇	更换测速机
					2004-11-10	Ⅰ	测速机接地	单浇	更换测速机
2004-11-18	Ⅰ	测速机链条脱	断浇	更换链条
					2004-12-28	Ⅱ	测速机接地	单浇	更换测速机

发明内容

鉴于现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于提供无需设置测速机及其相关装置而能够检测结晶器振动的振动频率的结晶器振动频率检测装置，从而克服现有技术中由于测速机带来的不利影响。

根据本实用新型的一种结晶器振动频率检测装置，包括：用于驱动结晶器的直流电机；将交流电压转换为用于驱动所述直流电机的直流电压并输出关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号的整流装置；从所述整流装置接收关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号并根据接收的标准信号计算结晶器振动的振动频率的可编程逻辑控制器。

另外，所述整流装置包括：将所述交流电压转换为直流电压的整流器；对所述直流电压进行分压来输出所述直流电机的电枢直流电压的分压器；检测所述电枢直流电压的第一检测器；检测所述直流电机的电枢电流的第二检测器；检测电枢回路电阻的第三检测器；检测电枢回路自感的第四检测器；根据所述直流电机的电枢直流电压和电枢电流以及电枢回路电阻和自感确定所述直流电机的电枢电动势的控制器；提供关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号的输出器。

另外，所述输出器将范围在4～20mA的标准信号提供给所述可编程逻辑控制器。

另外，整流装置具有第三引脚和第四引脚，所述可编程逻辑控制器通过具有分别连接到所述第三引脚和所述第四引脚的第一引脚和第二引脚的模拟量输入模板，从所述整流装置接收所述标准信号。

另外，第二检测器为电流互感器。

如上所述的本实用新型的结晶器振动频率检测装置中，直流电机的转速不再由测速机检测并输出，而是由整流装置直接输出，因此不受外部环境影响，故障率非常低；整流装置在输出直流电机的电枢直流电压的同时将直流电机的电枢电动势转换成标准信号并输出到PLC，彻底杜绝了测速机及其相关装置造成的振频异常情况；根据本实用新型的结晶器振动频率检测装置能够极大提高铸机的可靠性、安全性、经济性。

附图说明

通过下面结果附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示出根据现有技术的结晶器振动装置的示意图；

图2是示出根据现有技术的结晶器振动频率检测装置的示意图；

图3是示出根据本实用新型实施例的结晶器振动频率控制***的示意图；

图4是示出根据本使用新型实施例的整流装置的框图；

图5是示出根据本实用新型实施例的整流装置和PLC连接示意图；

图6是示出根据本实用新型实施例的PLC处理程序的示意图

具体实施方式

现在对本实用新型实施例进行详细描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图3是示出根据本实用新型实施例的结晶器振动频率控制***30的示意图。

如图3所示，根据本实用新型的结晶器振动频率控制***30包括依次连接的电源31、整流装置32、直流电机33以及可编程逻辑控制器(PLC)36。

与现有技术相似，直流电机33与结晶器振动装置连接，用于驱动结晶器振动装置运行。

所述电源31用于提供电源，具体地讲，用于提供交流电压。

整流装置32可将从所述电源31接收的交流电压转换为可调直流电压并将所述直流电压作为直流电机的外加电枢直流电压(简称“电枢直流电压”)而提供给直流电机33。

此外，整流装置32可计算得到直流电机33的电枢电动势并输出关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号。具体地讲，所述整流装置32可通过检测、计算直流电机的电枢电动势来输出范围在4～20mA的标准信号。

这种整流装置32可通过SIMENS公司的6RA70系列调速装置来实现，但不限于此。对于上述整流装置32的具体结构将参照图4来详细说明。

PLC36从整流装置32接收标准信号并通过对接收的标准信号进行转换和计算来获得结晶器振动装置的振动频率。具体地讲，PLC36中设置有模拟量输入模板(AI)，通过该模拟量输入模板AI与整流装置电连接，接收并处理整流装置32输出的范围在4～20mA的标准信号。

下面，结合图4来详细描述根据本使用新型实施例的整流装置的较详细的结构。

如本领域技术人员所了解的，直流电机电压平衡方程式为：U_a=E_s+I_a*R_a+L_a*dI_a/dt，其中，U_a—外加电枢直流电压，E_s—电枢电动势，I_a—电枢电流，R_a—电枢回路电阻，L_a—电枢回路自感。即，外加电枢直流电压U_a是用于克服电枢电动势E_s、电枢回路电阻R_a引起的压降、电枢回路自感L_a引起的电势。

直流电机的电枢电动势方程式为：E_s＝K_EФn，其中，K_E为电动势系数，Ф为主磁极磁通，n为实际转速。由上述公式可以看出，电枢电动势E_s和实际转速n成正比。

由上述方程式可以看出，可以根据外加电枢直流电压U_a、电枢电流I_a、电枢回路电阻R_a和自感L_a计算出直流电机的电枢电动势E_s，且可以间接地得到直流电机的实际转速n，从而能够取代测速机测量实际转速的功能。

为此，如图4所示，根据本实用新型的整流装置32可包括：整流器321，将交流电压转换为直流电压；分压器322，对所述直流电压进行分压来输出所述直流电机的电枢直流电压；第一检测器323，检测所述电枢直流电压；第二检测器324，检测所述直流电机的电枢电流；第三检测器325，检测电枢回路电阻；第四检测器326，检测电枢回路自感；控制器327，确定所述直流电机的电枢电动势；输出器328，提供关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号。

这里，可通过本领域中常用的方式来实现所述第一检测器至第四检测器。优选地，第二检测器为电流互感器。

图5是根据本实用新型实施例的整流装置32和PLC 36的连接示意图，即图3中P处的放大图。如图4所示，所述模拟量输入模板AI及整流装置32分别设有第一引脚2和第二引脚3，整流装置32设有第三引脚14和第四引脚15。第一引脚2与第三引脚14，第二引脚3与第四引脚15相互连接。整流装置32通过第三引脚14和第四引脚15将标准信输入到PLC 36的模拟量输入模板AI中。

结合图6所示，图6是根据本实用新型实施例的PLC处理程序的示意图。PLC 36可通过对接收到的范围在4～20mA标准信号进行转换和计算得到结晶器振动装置的振动频率。具体过程为：PLC 36的模拟量输入模板AI将接收来的标准信号PIW524传输给FC105。这里，FC105是一个标准的模拟量数字量A/D转换功能块，其根据标准信号PIW524通过转换和计算后得到振动频率输出值DB10.DBD4。其中，数据250和0是结晶器振动频率最高和最低限值。

根据本实用新型，直流电机的转速不再由测速机检测，而是由整流装置直接输出，因此不受外部环境影响，故障率非常低。整流装置在输出电枢直流电压的同时计算直流电机的电枢电动势并将其转换成标准信号以输出到可编程逻辑控制器，由此彻底杜绝了测速机及相关装置造成的振动频率异常情况。根据本实用新型的结晶器振动频率检测装置取代故障率居高不下的测速机及其装置，提高铸机的可靠性、安全性、经济性。同样，本实用新型还可以推广至其它诸如采用测速机或者编码器的直流调速***以及有关速率方面的一般计算。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims

1.一种结晶器振动频率控制***，包括其特征在于包括：

用于驱动结晶器的直流电机；

将交流电压转换为用于驱动所述直流电机的直流电压并输出关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号的整流装置；

从所述整流装置接收关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号并根据接收的标准信号计算结晶器振动的振动频率的可编程逻辑控制器。

2.根据权利要求1所述的结晶器振动频率控制***，其特征在于，所述整流装置包括：

将所述交流电压转换为直流电压的整流器；

对所述直流电压进行分压来输出所述直流电机的电枢直流电压的分压器；

检测所述电枢直流电压的第一检测器；

检测所述直流电机的电枢电流的第二检测器；

检测电枢回路电阻的第三检测器；

检测电枢回路自感的第四检测器；

根据所述直流电机的电枢直流电压和电枢电流以及电枢回路电阻和自感确定所述直流电机的电枢电动势的控制器；

提供关于所述直流电机的电枢电动势的标准信号的输出器。

3.根据权利要求2所述的结晶器振动频率控制***，其特征在于，所述输出器将范围在4～20mA的标准信号提供给所述可编程逻辑控制器。

4.根据权利要求1所述的结晶器振动频率控制***，其特征在于，整流装置具有第三引脚和第四引脚，

所述可编程逻辑控制器通过具有分别连接到所述第三引脚和所述第四引脚的第一引脚和第二引脚的模拟量输入模板，从所述整流装置接收所述标准信号。

5.如权利要求2所述的结晶器振动频率控制***，其特征在于，第二检测器为电流互感器。