钢厂轧制辅助传动变频调速系统方案与应用分析

・７６・　科技论坛　钢厂轧制辅助传动变频调速系统方案与应用分析　刘缤　（黑龙江建龙钢铁有限公司，黑龙江双鸭山１５５１００）　摘要：本文主要阐述了钢差轧制辅助传动变频调速系统的方案，轧钢工作辊道变频调速系统的系统配置、控制要求等问题。　关键词：轧制；变频调速系统；方案；应用　轧机的传动即主传动，其他轧钢设备的驱动系辅传　动，由于轧制产品和工艺不同而相异，例如：棒材轧机，主　传动主要包括粗轧机、中轧机和精轧机，辅传动包括推钢　机、拉钢机、飞剪、辊道等；线材轧机，其主传动有粗轧机、　中轧机、预精轧机和精轧机，辅传动主要有推钢机、拉钢　机、飞剪、夹送辊、吐丝机和辊道等。　１系统方案　主传动电动机的容量较大，在３００～１００００ｋＷ之间，而　辅传动电动机容量在３００ｋＷ以下。因此，辅传动的变频调　Ｄｌ　Ｄ５　Ｄ６　ＤＩ５Ｄｌ６　Ｄ２５　Ｄ２６　Ｄ３５Ｄ３６　Ｄ４５　速系统一般选择交直交形式的变频系统，而且通常选用商　品的通用变频器组成系统。主要有以下几种方案：（１）四象　图１系统结构　限单传动装置。此变频器自带整流回馈单元，其优点是配　置灵活，性能较好，能量能回馈电网，主要缺点是体积较　果，并从系统的经济性考虑，按电动机容量的１．４—１．５倍选取逆变器　大、价格较高。主要用于独立机组单台电动机且要求频繁正反转的　的容量。　负荷。（２）单象限单传动加制动单元和制动电阻。这种变频器使用较　在电动机减速时，电动机的动能转化为电能，回馈到逆变器。若　多，主要优点是技术要求低，电路增减灵活，价格较低，主要缺点是　减速时间较短，制动能量却很大，可能造成逆变器的直流母线过电　制动电阻和制动单元需另占较大布置空间，动态性能略差，制动能　压，不但影响电动机的制动效果，还可能造成系统故障而影响生产。　量消耗在电阻上，此方案主要用于设备较分散、各设备动作的关联　为满足制动要求，在选用外加制动单元及外接制动电阻时，制动能　性不高、较分散的生产线上。（３）多传动方案，即公共直流母线方案。　量通常根据电动机容量的１，３选取。同时，针对多台逆变器中有的　公共直流母线的供电采用一个公共整流单元，各电动机电路选择逆　处于制动状态、有的处于电动状态，电动状态的逆变器会吸收回馈　变器接在直流母线上。公共直流母线多传动系统优点是节能、动态　到直流母线上的多余能量，所以，选取１７０ｋＷ的制动单元，约为总　性能好和不需外置制动电阻和制动单元，因此，成套电器柜的数量　电动机容量的２６％，以满足制动要求。针对制动单元的特点选取外　少、体积较小，主要缺点是多传动系统比单传动系统技术复杂，价格　接制动电阻为２．３５Ｑ，最大容量１．５×１７０ｋＷ。工作辊道在运行中频　也高。这种方案适合设备动作关联程度较高、集中密集型的生产线。　繁起动、制动，在回馈到母线上的制动能量使母线电压升高到设定　由于辅传动一般涉及多台电动机，因此，常用多传动方案，而多　值时，制动单元马上自动投入运行，把多余能量消耗到外接电阻上，　传动系统供电单元一般有以下几种配置方案：一是二极管整流供电　使回馈的电能转化为热能，使母线上太高的电压降低。　单元；二是晶闸管供电单元；三是１ＧＢＴ供电单元。　２．２系统控制要求　因其辅传动数量多，例如某钢铁厂５ｍ宽厚板轧机生产线调速　ＳＩＭＯＶＥＲ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ矢量控制逆变器共有七种控制　电动机共２４２８台，总装机容量６１８６０ｋＷ，采用３３０套变频器，３４种　操作与监测方式，为提高工作辊道变频系统的动态品质，控制系统　容量类型，为取得满足工艺要求的性能。并降低成本的选择非常重　应用了自整角机控制器和相敏桥，实现模拟量给定方式，以实现无　要。　级调速给定功能，取代以太网网上给定的控制方式。它利用逆变器　的一个模拟量输入通道作为调速指令，实施对工作辊道的速度控　轧钢工作辊道是轧线常用的辅传动，下面以某钢厂新轧钢连铸　制；逆变器的两个模拟量输出通道用于显示辊道电动机的转速值和　连轧生产线９５０粗轧可逆式轧机的前、后工作辊道调速系统为例进　电流值。外围联锁控制电路，应用ＰＬＣ进行逻辑控制，通过ＰＬＣ的　行分析。　数字量输入、输出控制逆变器的预充电电路以及合闸、准备、就绪、　２．１系统配置　使能、运行、故障等状态。　某钢厂新轧钢连铸连轧生产线９５０粗轧机为可逆式轧机，钢坯　参考文献　往返输送由前、后工作辊道负责。前部为２５个辊道，前端５个辊为　【１］李长江．￣３４０ｍｍ无缝钢管机组单辊传动定径机电气传动系统［Ｊ］．　延伸辊道，机前２Ｏ个辊道和机后２０个辊道为工作辊道。工作辊道　冶金自动化。２００６．　动作频繁，起动、制动速度较快，要求控制装置运行可靠性强。工作　［２］李波．公共直流母线系统在钢管生产线上的应用［Ｊ】．湖南冶金，　辊道操作系统采用无触点给定实现无级调速，工作辊道的全部４５　２００６．　个辊道，用３个控制器进行控制。系统结构如图１所示。　变频器采用的ＳＩＭＯＶＥＲＴ　Ｍａｓｔｅｒ　Ｄｒｉｖｅｒ　６ＳＥ７０系列逆变器及　共用直流母线供诙系列变频器ＤＣ—ＡＣ型，主要控制方式有：一般频　率控制、矢量控制和伺服控制于辊道电动机频繁起动、制动的特点，　选用矢量控制方式。它具有磁通定向控制功能电方式，动态品质在　定的范围内达到了直流电动机的标准。在１：１０的调速范围内不　需要速度实际值的反馈，并且与电动机的温升无关，能实现高精度　的速度和转矩控制，完全可以满足生产工艺的要求。　工作辊道的传动方式为１台电动机拖动１个辊道。本系统中有　２台逆变频分别拖动ｌ０个辊道，１台逆变器拖动５个辊道，其余２０　个辊道为１台逆变器拖动１个辊道。为实现良好的起动、制动的效　２实例分析——轧钢工作辊道变频调速系统　一