熱軋寬帶鋼生產線主傳動裝置的選型分析

苑喜文

(中冶東方工程技術有限公司秦皇島研究設計院,河北秦皇島 066004)

熱軋寬帶鋼生產線主傳動裝置的選型分析

苑喜文

(中冶東方工程技術有限公司秦皇島研究設計院,河北秦皇島 066004)

熱連軋寬帶鋼生產線的主要傳動電機有粗軋機上輥電機、粗軋機下輥電機、精軋機組電機、立輥軋機電機、飛剪電機和卷取機電機等。近幾年國內鋼鐵企業建設的1450mm以上熱連軋寬帶鋼生產線較多,其主傳動系統采用的有交-交傳動與交-直-交傳動兩種方式。對于這兩種方式的選擇一直是爭論的焦點,本文從技術參數指標和經濟指標兩個方面進行了對比,目的在于為日后的選擇者提供些幫助。

主傳動 交-交傳動 交-直-交傳動 節電

1 前言

熱連軋寬帶鋼生產線的主要傳動電機有粗軋機上輥電機、粗軋機下輥電機、精軋機組電機、立輥軋機電機、飛剪電機和卷取機電機等，其中粗軋機和精軋機組電機的傳動系統為主傳動，立輥、飛剪和卷取機電機等的傳動系統為輔傳動。主傳動電機采用大功率凸極同步電動機，輔傳動電機大多采用低壓異步電動機。由于輔傳動系統的傳動方式大多采用交-直-交系統，基本沒有爭議，故本文不再論述。

本文以一典型1780mm熱連軋帶鋼生產線的主電機配置為例(見表1)，以此為基礎來比較兩種主傳動系統的各項指標。

2 主傳動系統介紹

(1)主傳動系統采用的有交-交傳動與交-直-交傳動兩種方式，交-交傳動系統主要是由三臺電網自然換流無環流可逆變流器、整流變壓器、勵磁主回路及矢量調速控制系統等組成。裝置的控制系統采用SIEMENS公司SINAMIC系列SL150全數字矢量控制交交變頻控制系統，完成電動機控制、保護及故障診斷等任務；交-直-交傳動系統主要是由三電平PWM控制整流-逆變器、整流變壓器、勵磁主回路及矢量調速控制系統等組成。裝置的控制系統采用TMEIC公司的新型全數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、適用的控制技術，可以大大提高系統的控制性能，充分滿足熱軋軋機主傳動對控制性能的要求。

(2)交-交變頻控制系統的優越性。采用交流偏置技術，使整流變壓器二次電壓降低、可控硅電壓安全系數提高、變頻器容量降低、電機內無三次諧波，高過載能力、觸發單元簡單、高功效(沒有直流環節)、結構簡單、魯棒性和可靠性好，在低頻段仍可以有較大轉矩。SL150系統具有如下功能：開環控制、閉環控制、速度控制、電樞電流控制、矢量控制、磁場控制、電樞控制的邏輯無環流切換、功率因數控制、主軸定位控制、負荷平衡控制和軋機機電振蕩控制等。

(3)交-直-交變頻控制系統的特點。使用的功率器件(IEGT)，采用的三電平PWM控制和矢量控制技術，均具有先進性，代表國際高性能變頻調速的發展方向，具有良好的使用的經濟性及優異的控制性能。由于有整流緩沖環節，對電網的要求較低，抗電網電壓波動的能力較高，更適合目前的電網情況。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節SFC(Simulation Following Control)，可以有效的對軋機的扭振現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，基本無須維護。

表1

表2 技術參數及指標對比

苑喜文(1979—),男,河北秦皇島人,高級工程師,碩士,從事冶金企業電氣設計工作,主要研究方向為電氣傳動系統、自動化控制系統及工廠高低壓供配電系統。