中冶南方工程技術(shù)有限公司　肖　丹

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唐鋼二冷軋酸軋機(jī)組軋機(jī)主電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)

中冶南方工程技術(shù)有限公司肖丹

【摘要】本文主要論述了唐鋼二冷軋酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組軋機(jī)主電機(jī)的型式及其主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)及控制功能。

【關(guān)鍵詞】主電機(jī)；軋機(jī)；SM150變頻器

0　概述

唐鋼為了更好地滿足國(guó)內(nèi)外對(duì)冷軋板帶產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，增加公司經(jīng)濟(jì)效益，新建了第二冷軋帶鋼工廠，年產(chǎn)冷軋板帶產(chǎn)品150萬(wàn)噸。生產(chǎn)機(jī)組包括酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組、連續(xù)退火機(jī)組、連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組、重卷檢查機(jī)組、半自動(dòng)化包裝機(jī)組。

酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組由酸洗機(jī)組和軋機(jī)機(jī)組兩部分組成。酸洗機(jī)組對(duì)帶鋼進(jìn)行酸洗、清洗及烘干后，送至五機(jī)架冷連軋機(jī)，再由五機(jī)架冷連軋機(jī)將帶鋼軋制到所要求的厚度。軋機(jī)機(jī)組5臺(tái)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)五機(jī)架冷連軋機(jī)，并通過(guò)西門子SINAMICS SM150中壓變頻器對(duì)軋機(jī)機(jī)架進(jìn)行控制。

1　軋機(jī)主電機(jī)介紹

用于軋機(jī)1#～5#機(jī)架的主電機(jī)為交流同步隱極電動(dòng)機(jī)，2臺(tái)卷取機(jī)為鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)。主電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：

描述　軋機(jī)1#機(jī)架　軋機(jī)2-5#機(jī)架卷取機(jī)1-2數(shù)量　1　4 2型式　同步電動(dòng)機(jī)TBPK S1000-6同步電動(dòng)機(jī)TBPK S1000-6異步電動(dòng)機(jī)YSPKS800-6電機(jī)功率：-額定功率（S9）-連續(xù)工作（S1）-最大負(fù)荷kW kW kW/s 4433 5098 7756/60 6400 7360 11200/60 2300 2645 3700/60速度范圍　rpm　284/1039　410/1500　410-590/1500頻率　Hz　14.2/51.95　20.5/75　20.5/75極數(shù)　6 6 6電壓（線電壓）　V　3300　3300　3300電流：-非周期性負(fù)荷（S9）-連續(xù)工作（S1）-最大負(fù)荷A A A/s 801 918 1413/60 1141 1313 2020/60 603-472 675 946/60額定轉(zhuǎn)矩（S1）　kNm　149.1　149.1　53.6功率因數(shù)　0.996　0.996　0.89電機(jī)效率　%　97.6　98.2　95.1勵(lì)磁（S9/最大）-電壓-電流V A 157/245 382/598 125/205 378/621 --慣性矩(轉(zhuǎn)子)　tm2　1.9　1.9　0.677

2　軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)

西門子SINAMICS SM150是具有主動(dòng)前端的IGCT三電平中壓變頻器，為軋機(jī)機(jī)架主傳動(dòng)提供控制。西門子SINAMICS SM150變頻器的傳動(dòng)系統(tǒng)是由兩個(gè)基本單元組成，每個(gè)基本單元由1個(gè)IGCT整流單元和1個(gè)直流母線回路組成。即變頻器的整流器是由1個(gè)IGCT整流單元和1個(gè)直流母線回路組成，逆變器也是由1個(gè)IGCT整流單元和1個(gè)直流母線回路組成。

唐鋼二冷軋酸軋機(jī)組2#～5#軋機(jī)主電機(jī)由于電機(jī)功率大，故每臺(tái)軋機(jī)主電機(jī)選擇1臺(tái)10000kW的整流器來(lái)控制；而1#軋機(jī)主電機(jī)由于功率小，故和1#～2#卷取機(jī)一起，選擇1臺(tái)10000kW的整流器來(lái)控制。由于選擇了同一規(guī)格的整流器，故提高了整流單元的互換性，減少了備品備件。變頻器選用的具體情況如下表所示：

1~2#卷取機(jī)基本單元數(shù)量　4　1　5　2描述　2~5#軋機(jī)機(jī)架1#軋機(jī)機(jī)架+1~2#卷取機(jī)1~5#軋機(jī)機(jī)架應(yīng)用整流器（具有主動(dòng)前端）整流器（具有主動(dòng)前端）逆變器　逆變器額定功率　kW　10000　10000　10000　7000單相電流：-持續(xù)電流-峰值電流（1個(gè)周期內(nèi)）1225 1250/60輸入電壓　kV　AC 3.3　AC 3.3　DC 2x2.4　DC 2x2.4輸出電壓　kV　DC 2x2.4　DC 2x2.4　AC 3.3　AC 3.3頻率　Hz　50/60　50/60　0-75　0-75功率因數(shù)　1.0　1.0效率　%　99.4　99.4　99.4　99.4 A A/s 1750 1950/20 1750 1950/20 1750 1950/20

根據(jù)軋機(jī)的設(shè)計(jì)要求，變頻器為2#軋機(jī)~5#軋機(jī)提供165%的過(guò)載能力，為1#軋機(jī)和兩臺(tái)卷取機(jī)提供155%的過(guò)載能力。

由于同步電動(dòng)機(jī)自身特點(diǎn)，需要額外供給一個(gè)同步電源，故SINAMICS SM150整流系統(tǒng)要求供給一個(gè)額外的同步電源用于5臺(tái)軋機(jī)和2臺(tái)卷取機(jī)。

SINAMICS SM150變頻器的IGCT整流單元內(nèi)集成有傳動(dòng)系統(tǒng)單元，為軋機(jī)和卷取機(jī)提供控制。主要控制功能如下：

（1）速度控制。

（2）同步電機(jī)TRANSVEKTOR控制，包含：電樞電流控制；磁場(chǎng)電流控制；電機(jī)功率因數(shù)控制；流量控制。

（3）感應(yīng)電機(jī)矢量控制，包含：電樞電流控制；電機(jī)功率因數(shù)控制；流量控制；變頻器控制。

（4）變壓器電流功率因數(shù)控制。

（5）傳動(dòng)順序控制。

（6）“安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉”傳動(dòng)保護(hù)。

（7）與自動(dòng)化系統(tǒng)通訊，進(jìn)行集中控制與操作。

（8）傳動(dòng)監(jiān)測(cè)，包含：電機(jī)定子和變頻器溫度監(jiān)測(cè)；—電子轉(zhuǎn)子溫度的數(shù)學(xué)模型；電子過(guò)載監(jiān)測(cè)；—供電、接地故障監(jiān)測(cè)；—追蹤功能。

（9）摩擦力矩補(bǔ)償。

（10）文字顯示的本地驅(qū)動(dòng)操作。

主傳動(dòng)控制在變頻器控制系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的，并且通過(guò)PROFIBUS與基礎(chǔ)自動(dòng)化主控制器的通訊，使得所有的主傳動(dòng)能夠同時(shí)設(shè)定執(zhí)行任務(wù)。

3　結(jié)束語(yǔ)

本酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組自2015年2月投產(chǎn)后，運(yùn)行平穩(wěn)，滿足工藝的生產(chǎn)要求。