苑喜文

(中冶東方工程技術(shù)有限公司秦皇島研究設(shè)計(jì)院,河北秦皇島 066004)

熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線主傳動(dòng)裝置的選型分析

苑喜文

(中冶東方工程技術(shù)有限公司秦皇島研究設(shè)計(jì)院,河北秦皇島 066004)

熱連軋寬帶鋼生產(chǎn)線的主要傳動(dòng)電機(jī)有粗軋機(jī)上輥電機(jī)、粗軋機(jī)下輥電機(jī)、精軋機(jī)組電機(jī)、立輥軋機(jī)電機(jī)、飛剪電機(jī)和卷取機(jī)電機(jī)等。近幾年國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)建設(shè)的1450mm以上熱連軋寬帶鋼生產(chǎn)線較多,其主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的有交-交傳動(dòng)與交-直-交傳動(dòng)兩種方式。對(duì)于這兩種方式的選擇一直是爭(zhēng)論的焦點(diǎn),本文從技術(shù)參數(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比,目的在于為日后的選擇者提供些幫助。

主傳動(dòng) 交-交傳動(dòng) 交-直-交傳動(dòng) 節(jié)電

1 前言

熱連軋寬帶鋼生產(chǎn)線的主要傳動(dòng)電機(jī)有粗軋機(jī)上輥電機(jī)、粗軋機(jī)下輥電機(jī)、精軋機(jī)組電機(jī)、立輥軋機(jī)電機(jī)、飛剪電機(jī)和卷取機(jī)電機(jī)等，其中粗軋機(jī)和精軋機(jī)組電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)為主傳動(dòng)，立輥、飛剪和卷取機(jī)電機(jī)等的傳動(dòng)系統(tǒng)為輔傳動(dòng)。主傳動(dòng)電機(jī)采用大功率凸極同步電動(dòng)機(jī)，輔傳動(dòng)電機(jī)大多采用低壓異步電動(dòng)機(jī)。由于輔傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式大多采用交-直-交系統(tǒng)，基本沒(méi)有爭(zhēng)議，故本文不再論述。

本文以一典型1780mm熱連軋帶鋼生產(chǎn)線的主電機(jī)配置為例(見(jiàn)表1)，以此為基礎(chǔ)來(lái)比較兩種主傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。

2 主傳動(dòng)系統(tǒng)介紹

(1)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的有交-交傳動(dòng)與交-直-交傳動(dòng)兩種方式，交-交傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由三臺(tái)電網(wǎng)自然換流無(wú)環(huán)流可逆變流器、整流變壓器、勵(lì)磁主回路及矢量調(diào)速控制系統(tǒng)等組成。裝置的控制系統(tǒng)采用SIEMENS公司SINAMIC系列SL150全數(shù)字矢量控制交交變頻控制系統(tǒng)，完成電動(dòng)機(jī)控制、保護(hù)及故障診斷等任務(wù)；交-直-交傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由三電平PWM控制整流-逆變器、整流變壓器、勵(lì)磁主回路及矢量調(diào)速控制系統(tǒng)等組成。裝置的控制系統(tǒng)采用TMEIC公司的新型全數(shù)字交直交變頻控制器TM-70E2，采用了三電平PWM控制、矢量控制等先進(jìn)、適用的控制技術(shù)，可以大大提高系統(tǒng)的控制性能，充分滿足熱軋軋機(jī)主傳動(dòng)對(duì)控制性能的要求。

(2)交-交變頻控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。采用交流偏置技術(shù)，使整流變壓器二次電壓降低、可控硅電壓安全系數(shù)提高、變頻器容量降低、電機(jī)內(nèi)無(wú)三次諧波，高過(guò)載能力、觸發(fā)單元簡(jiǎn)單、高功效(沒(méi)有直流環(huán)節(jié))、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性和可靠性好，在低頻段仍可以有較大轉(zhuǎn)矩。SL150系統(tǒng)具有如下功能：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、速度控制、電樞電流控制、矢量控制、磁場(chǎng)控制、電樞控制的邏輯無(wú)環(huán)流切換、功率因數(shù)控制、主軸定位控制、負(fù)荷平衡控制和軋機(jī)機(jī)電振蕩控制等。

(3)交-直-交變頻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。使用的功率器件(IEGT)，采用的三電平PWM控制和矢量控制技術(shù)，均具有先進(jìn)性，代表國(guó)際高性能變頻調(diào)速的發(fā)展方向，具有良好的使用的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)異的控制性能。由于有整流緩沖環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的要求較低，抗電網(wǎng)電壓波動(dòng)的能力較高，更適合目前的電網(wǎng)情況。可以提供更平滑的正弦波輸入電壓、電流波形和正弦波輸出電壓、電流波形。配置了防扭振控制環(huán)節(jié)SFC(Simulation Following Control)，可以有效的對(duì)軋機(jī)的扭振現(xiàn)象起到抑制和消除作用。具有高可靠性，在正常使用的情況下，在主要器件的使用壽命內(nèi)，基本無(wú)須維護(hù)。

表1

表2 技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)對(duì)比

苑喜文(1979—),男,河北秦皇島人,高級(jí)工程師,碩士,從事冶金企業(yè)電氣設(shè)計(jì)工作,主要研究方向?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)及工廠高低壓供配電系統(tǒng)。