一、背景
 
客戶公司原使用湖南某電氣公司提供的電磁攪拌逆變電源，因使用過(guò)程中經(jīng)常報(bào)警，現(xiàn)上海津信幫助客戶改用偉肯變頻器作為電磁攪拌的驅(qū)動(dòng)裝置的方案。


二、電磁攪拌器的特點(diǎn)
由于電磁場(chǎng)的作用具有非接觸的特點(diǎn)，特別適合于高溫鋼水這種特殊場(chǎng)合，連鑄機(jī)的電磁攪拌（Electromagnetic stirring：EMS）技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生，它可以顯著改善鑄坯質(zhì)量，因此在國(guó)內(nèi)外受到高度重視并得到快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。目前，煉鋼廠連鑄機(jī)電磁攪拌裝置已經(jīng)成為冶煉高性能品種鋼水必不可少的設(shè)備

三、末端電磁攪拌器的工作原理
電磁攪拌器的工作原理是， 運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電鋼水與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生感應(yīng)電流， 載流鋼水與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力。 電磁力作用在鋼水每個(gè)體積元上， 從而驅(qū)動(dòng)鋼水流動(dòng)，進(jìn)而改善鋼水凝固過(guò)程中的流動(dòng)、 傳熱和遷移過(guò)程， 達(dá)到改善鑄坯質(zhì)量的目的。 交流感應(yīng)電磁攪拌器的工作原理和異步電機(jī)類似， 都遵循兩個(gè)基本定律： 一是運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電鋼水與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生感應(yīng)電流； 二是載流鋼水與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力。 電磁力作用在銅水的每個(gè)體積元上， 從而驅(qū)動(dòng)鋼水流動(dòng)。

四、末端電磁攪拌器的作用
（1）擴(kuò)大鑄坯等軸晶帶。
（2）改善鑄坯表層質(zhì)量。
（3）改善鑄坯中的夾雜物分布。
（4）消除鑄坯縮孔改善中心疏松。
（5）減輕鑄坯中心偏析。
（6）改變鑄坯中攪拌帶的樹(shù)枝晶形態(tài)。

五、系統(tǒng)示意圖：




六、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圖：
電磁攪拌棍



電磁攪拌棍電氣柜接線（原設(shè)備接線W相為公共端，新設(shè)備接線U相為公共端）

七、VACON變頻器適于電磁攪拌使用的特點(diǎn)
電磁攪拌電源基本可以分為兩類：一是采用分立元件，配合PLC或單片機(jī)、工控機(jī)，組成變頻電源；二是采用改裝通用型變頻器的方法。
很多電源廠家通過(guò)攻關(guān)，研制出了采用分立元件的變頻電源，但是由于國(guó)內(nèi)電力電子技術(shù)和產(chǎn)品工藝相對(duì)落后，只能采用通用型控制芯片和電子技術(shù)，難以制造出高性能的交-直-交模式的專用電源；同時(shí)因?yàn)樵?shù)目多，而生產(chǎn)沒(méi)有規(guī)模，制造廠缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量控制手段，這種電源的可靠性比大規(guī)模生產(chǎn)的通用型變頻器要低，故障率偏高，且在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不易查找到準(zhǔn)確的故障點(diǎn)。
采用改裝通用型變頻器的方法與采用分立元件組裝相比，電源的可靠性要高很多，但并不是每一種變頻器都適合用來(lái)改裝。這主要是因?yàn)橥ㄓ眯妥冾l器是為控制交流電機(jī)而設(shè)計(jì)的，并不適于用作電磁攪拌電源。
Vacon公司的NXC系列變頻器，與同類變頻器相比較，更為適合改裝成電磁攪拌用的變頻電源。Vacon變頻器內(nèi)部都安置了交流電抗器，可以在電網(wǎng)電壓瞬間波動(dòng)時(shí)，保護(hù)變頻器的整流部分，同時(shí)也抑制了由于整流所產(chǎn)生的部分諧波電流對(duì)電網(wǎng)的影響，改善了輸入到變頻器的電流波形，增強(qiáng)了變頻器抵抗電網(wǎng)電壓浪涌的能力，同時(shí)交流電抗器還減小了由于諧波電流所產(chǎn)生的諧波電壓，減小了對(duì)同電源系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)的影響。變頻器輸出電流波形為正弦波，波形畸變率小，這對(duì)于保護(hù)攪拌器線圈十分重要。在分立元件組成的電源系統(tǒng)中不可缺少的隔離變壓器，在使用Vacon變頻器時(shí)就不再需要。
Vacon變頻器采取了齊全的保護(hù)功能，這為適應(yīng)冶金系統(tǒng)的惡劣環(huán)境，達(dá)到高性能的要求提供了保證。例如：Vacon變頻器采用了三相輸出電流檢測(cè)，而不是常規(guī)的二相輸出電流信號(hào)檢測(cè)，因此變頻器能根據(jù)三相輸出電流的檢測(cè)值，計(jì)算三相輸出電流之和，較快地判斷變頻器的是否接地，達(dá)到接地保護(hù)的功能，從而使得同類變頻器制造出的低頻電源不能實(shí)現(xiàn)的輸出保護(hù)功能，在采用Vacon變頻器制造成的低頻電源上得以全部實(shí)現(xiàn)。另外，諸如過(guò)流保護(hù)、接地保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠載保護(hù)、變頻器低溫/過(guò)熱保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、輸入/輸出相保護(hù)等保護(hù)功能也一應(yīng)俱全。
 
  
八、偉肯變頻器在電磁攪拌器應(yīng)用中的使用效果：
客戶公司連鑄機(jī)電磁攪拌輥成套裝置由電源分配柜及冷卻水控制柜1面、變頻電源柜2面、板坯電磁攪拌輥4根、冷卻水裝置1套及監(jiān)控操作工控機(jī)1臺(tái)構(gòu)成，系統(tǒng)采用獨(dú)立的400KVA，輸出400V三相四線制電源供電，經(jīng)電源分配柜分為2路送至2面變頻電源柜，經(jīng)變頻柜變頻后分別送至板坯電磁攪拌輥，從變頻電源柜至板坯電磁攪拌輥之間各配有1個(gè)中繼端子箱。系統(tǒng)由1臺(tái)工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。
經(jīng)過(guò)采用偉肯變頻器替代獨(dú)立逆變電源后，使得整個(gè)系統(tǒng)配置簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)合理，大大減少了中間環(huán)節(jié)，不僅節(jié)省投資，還提高了系統(tǒng)的可靠性。     
通過(guò)設(shè)置變頻器參數(shù)，系統(tǒng)具備以下特殊功能：變頻器的輸出頻率和輸出電流可獨(dú)立設(shè)置，并具備自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，以使設(shè)定值與實(shí)際值之間的偏差符合要求；變頻器具備本地和遠(yuǎn)程控制方式，在本地操作時(shí)同樣可以具有連續(xù)攪拌、正反交替攪拌等工作方式，正反交替攪拌工作周期可根據(jù)需要設(shè)定和修改；變頻器具備完善的攪拌器線圈保護(hù)功能：如過(guò)電流、過(guò)電壓、接地、過(guò)熱、三相不平衡等等。
變頻器使用OPT-C3通訊卡與上位機(jī)之間保持通訊。上位機(jī)既可以讀取變頻器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)又可以通過(guò)對(duì)變頻器參數(shù)（包括電流值、頻率值等工藝參數(shù)及啟停等數(shù)字控制信號(hào)參數(shù)）進(jìn)行設(shè)定，來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。
這套電磁攪拌系統(tǒng)在連鑄機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間使用表明，電磁攪拌在改善連鑄坯柱狀晶、搭橋、針孔，增加等軸晶區(qū)，減少成分偏析，減輕或消除中心疏松和中心縮孔等方面的效果非常明顯，對(duì)提高連鑄坯質(zhì)量具有明顯作用。而VACON變頻器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，為電磁攪拌系統(tǒng)充分發(fā)揮作用提供了基礎(chǔ)保證