劉新平

【摘 要】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，鋼鐵需求量也在穩(wěn)步提升。但是由于鋼鐵的軋制技術(shù)種類繁多，不同種類的技術(shù)手段對(duì)于電控系統(tǒng)的需求問題上，往往會(huì)有不同之處，鋼鐵企業(yè)中軋機(jī)的電動(dòng)傳動(dòng)問題的解決上呈現(xiàn)出了多樣化。本文將相關(guān)措施進(jìn)行了科學(xué)規(guī)劃與統(tǒng)計(jì)，并對(duì)其優(yōu)劣之處加以比較。此外，還將對(duì)我國當(dāng)代一些運(yùn)行功率較大的調(diào)控系統(tǒng)的使用以及發(fā)展情況進(jìn)行簡要分析與評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】軋機(jī)主傳動(dòng)；交流變頻傳動(dòng)技術(shù)；發(fā)展

1 軋機(jī)使用前需要滿足的條件

1.1 應(yīng)達(dá)到規(guī)定的工藝標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行軋制鋼鐵工作之前，應(yīng)當(dāng)先對(duì)軋機(jī)進(jìn)行相關(guān)的專業(yè)性檢查。確保下一步工作中將要用到的軋鋼機(jī)的功率、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)范圍、可控區(qū)間等方面順利進(jìn)行。觀察在檢查工作中軋機(jī)所達(dá)到的最大功率值，這樣能夠幫助我們快速獲取軋機(jī)的過載能力。與此同時(shí)，還要認(rèn)真觀察，記錄機(jī)器是否會(huì)出現(xiàn)逆向運(yùn)行的情況，以及機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，運(yùn)行時(shí)的平均功率是否正常等等。

1.2 傳動(dòng)裝置的數(shù)據(jù)需求

傳送系統(tǒng)是機(jī)器的重要組成部分之一。應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)合理的手段，精確控制其運(yùn)行速度，保證工作精度，減少由于低級(jí)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的不必要的麻煩。

1.3 順應(yīng)電網(wǎng)的具體規(guī)定

電機(jī)和相應(yīng)的電力電子變換器也應(yīng)當(dāng)做到順應(yīng)國家電網(wǎng)的具體要求，時(shí)刻注意它們?cè)诠ぷ鬟M(jìn)程中對(duì)國家電力網(wǎng)絡(luò)的注入功率是否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化能力

傳動(dòng)系統(tǒng)以及軋鋼機(jī)的發(fā)展同樣也應(yīng)該跟上時(shí)代發(fā)現(xiàn)潮流，不斷增強(qiáng)其通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)性、優(yōu)質(zhì)性、對(duì)外開放性。此外，還要將系統(tǒng)的信息收集能力、管理能力、傳播能力等等考慮在內(nèi)。

1.5 經(jīng)濟(jì)性要求

在判定一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)實(shí)惠時(shí)，最為直觀的數(shù)據(jù)就是企業(yè)位置所付出的經(jīng)濟(jì)壓力，除此以外還包括企業(yè)在使用該系統(tǒng)時(shí)所損失的運(yùn)行費(fèi)用等，這些都是其經(jīng)濟(jì)性能的判定基礎(chǔ)。

2 軋機(jī)主傳動(dòng)交流調(diào)速技術(shù)比較

2.1 交-交變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)

這類調(diào)速技術(shù)實(shí)際上就是由直流調(diào)速技術(shù)不斷轉(zhuǎn)變而來的，在他的主要回路上使用的是一種名為相控晶閘管的設(shè)備。在通常情況下，在對(duì)于6相變頻的使用時(shí)，經(jīng)常采用3組反并聯(lián)的變壓器對(duì)其進(jìn)行電力供應(yīng)。以此類推，在12相變頻時(shí)往往采用的就是6相變頻關(guān)聯(lián)的方式進(jìn)行電力支持。這種傳動(dòng)系統(tǒng)最為明顯的就是在電網(wǎng)工作時(shí)的頻率以下進(jìn)行工作。另外交-交變頻系統(tǒng)也具有許多的優(yōu)點(diǎn)：在它的電流供應(yīng)過程中，它是并不會(huì)參與其中的，減少了電力資源的損失。此外，它還具有占地空間小、運(yùn)行效率高、波形優(yōu)良、價(jià)格低等等主要優(yōu)點(diǎn)。而且采用這類變頻可以有效的解決無環(huán)流交-交變頻系中經(jīng)常出現(xiàn)的功率低下、頻率不足、波形污染嚴(yán)重等等致命性缺點(diǎn)。當(dāng)然他也有不足之處，尤其是它們的閘晶管的供電方式是不同的。這種方式除了可以對(duì)電源處的無功分量進(jìn)行有效控制，還能夠提高變頻系統(tǒng)的輸出電壓，提升頻率等。另外，它還存在傳動(dòng)系統(tǒng)有效率低下，安裝復(fù)雜，費(fèi)用高，占有空間大等特點(diǎn)。

2.2 負(fù)載換流變頻調(diào)速系統(tǒng)

由一個(gè)直流耦合電抗器、一臺(tái)整流變壓器、一套電源測自然換流閘晶管整流器以及一套電動(dòng)機(jī)側(cè)負(fù)載換流晶閘管逆變器組合而成的系統(tǒng)被稱為LCL系統(tǒng)。是通過同步電機(jī)轉(zhuǎn)子過激磁的容性無功率，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)晶閘管換流。它的輸出電流和輸出電壓分別由電動(dòng)機(jī)測逆變器和電源側(cè)整流器進(jìn)行控制。LCI系統(tǒng)是屬于交-直-交變頻系統(tǒng)的一種，便于四象限的運(yùn)行，能夠滿足對(duì)其對(duì)輸出頻率的具體需求。但由于在電流的輸出方面，是呈現(xiàn)出層次性的，而且其電流波較大，低速時(shí)，它的力矩脈動(dòng)同樣是較大的。所謂的低速，也就是在它的轉(zhuǎn)動(dòng)速度小于百分之十時(shí)，更加明顯。在一般情況下，LCI系統(tǒng)能夠控制的速度范圍是在一比十。為了降低輸出力矩的脈動(dòng)，大型LCI系統(tǒng)通常采用12相供電方式。在這樣的脈動(dòng)能力和速度控制之下，通常是沒有辦法達(dá)到相關(guān)的工藝要求的。

2.3 交-直-交三電平變頻傳動(dòng)系統(tǒng)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些電流較大、電壓值較高的電子器件的被研發(fā)出來，例如GTO、IGBT等元件。交-直-交的變頻系統(tǒng)在它的變頻調(diào)速方面也在不斷的向著大容量的方向發(fā)展。這些大電流、高電壓的電子器件，在與一些傳統(tǒng)的器件相對(duì)比時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)在使用了可自關(guān)斷的半導(dǎo)體原件之后，達(dá)到了節(jié)約資源、節(jié)約費(fèi)用、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。PWM作為現(xiàn)代軋鋼機(jī)最為主要的傳動(dòng)系統(tǒng)，三電平結(jié)構(gòu)是其最長使用的結(jié)構(gòu)。在PWM的作用之下，可以將調(diào)速的控制在一定的范圍之內(nèi)，此外還能夠把電流波量控制在百分之四以下。這樣以來，能夠?qū)?shí)現(xiàn)其工作效率的提高、費(fèi)用降低、能量的再次利用起到重要作用。

3 我國當(dāng)代的具體發(fā)展情況

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的現(xiàn)代，大眾對(duì)高質(zhì)量生活的需求越來越強(qiáng)烈，現(xiàn)代化建筑規(guī)模也越來越大。在這樣的形勢之下，交-交變頻系統(tǒng)的使用依舊十分普遍，因?yàn)檫@種系統(tǒng)不僅成本低，還具有很多特有的優(yōu)越之處；相反，另外一種系統(tǒng)的價(jià)格較高，在最出的購買與使用中需要相關(guān)單位承受較大的經(jīng)濟(jì)壓力。但是它同樣也有著自己的優(yōu)點(diǎn)。比如說，它的性能相對(duì)于交-交變頻系統(tǒng)來說則更加的優(yōu)越，并別還能省去無功補(bǔ)償?shù)氖褂?，這樣以來在為企業(yè)節(jié)約了資金資源之外還節(jié)約了大量的企業(yè)的占地面積。另外在使用過程中它還比交-交變頻系統(tǒng)有更強(qiáng)的節(jié)能性。企業(yè)是否擁有交-直-交三電平變頻系統(tǒng)是判定一個(gè)鋼鐵企業(yè)也是否邁向現(xiàn)代化的重要指標(biāo)之一，還是一個(gè)鋼鐵企業(yè)的綜合實(shí)力的體現(xiàn)。對(duì)于軋鋼機(jī)的控制系統(tǒng)的研究問題上，我們涉及了電機(jī)學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)計(jì)算等準(zhǔn)多學(xué)科。在過去的較長一段時(shí)間里，我們國家在軋鋼機(jī)的控制系統(tǒng)等核心技術(shù)上，都是需要依賴進(jìn)口的。因此，在較長一段時(shí)間內(nèi)，外國企業(yè)對(duì)我國軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)實(shí)施了技術(shù)以及市場壟斷。在關(guān)于三電平整流以及逆變主要回路的結(jié)構(gòu)上，對(duì)PWM這一重要理論的積極研究以及使用問題上逐漸成為了我們關(guān)注的焦點(diǎn)。我國在使用DPS對(duì)于變頻系統(tǒng)的控制上逐漸走向成熟化。這樣以來，不但能夠打破國外技術(shù)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)以及市場的壟斷，還能夠?yàn)樽陨淼倪M(jìn)步以及發(fā)展做出奉獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]