ACS800傳動裝置（ABB）冷卻風扇電源的改進

摘要：在八鋼1750mm熱軋廠粗軋立輥、卷取機的傳動控制中，采用了ABB公司ACS800系列三相交流變頻裝置，多次出現的冷卻鳳扇電源板燒損的故障現象。本文通過原因分析，提出整改措施。通過一段時間的實際應用證明整改措施合理，效益明顯。

關鍵詞：交流變頻裝置;直接轉矩控制;鳳扇電源

1.前言

八鋼1750mm熱軋廠卷取機的卷筒電機和粗軋立輥控制設備選用ABB公司ACS800系列三相交流變頻裝置。它采用了當今最先進的DTC控制方式，可以用來較好的完成電機的速度控制、轉矩控制，從而實現帶鋼軋制和卷取過程的完成。但由于ACS800系列三相交流變頻裝置的冷卻鳳扇電源板常有燒損故障影響生產，為減少故障對該裝置的冷卻鳳扇電源進行了改進。

2.ACS800系列三相交流變頻裝置介紹

ACS800 MultiDrive 是新一代全數字交流變頻器，能達到控制交流電機的完美極限。ACS800 是第一代采用直接轉矩控制技術（DTC）和IGBT 半導體技術的交流變頻器，它能夠在沒有光碼盤或測速電機的反饋的條件下，精確控制任何標準鼠籠電機的速度和轉矩。

2.1 ACS800性能特點

ACS800 MultiDrive 逆變器采用模塊化設計，結構緊湊。單臺逆變器容量超過710KW 時，ABB 獨特的并聯模塊設計具有冗余功能，每個并聯模塊都是完整的三相逆變器。如果一個并聯模塊發生故障，傳動診斷指示一個逆變器模塊丟失，并隔離損壞的模塊，整個逆變器還可以繼續降容運行，減少故障停機時間，恢復快。

2.2 ACS800的組成

1）輔助控制單元（ACU） 2）進線單元（ICU） 3） 供電單元（LSU）

4） 整流單元? 5）逆變單元

三、ACS800系列三相交流變頻裝置產生故障原因

3.1、故障介紹：

我廠立輥及地下卷取機均為單電機傳動方式，均采用ACS800 變頻調速裝置，共計3 套，所有整流逆變單元內共有50個相模塊、12個濾波模塊，每個相模塊上有一套冷卻風扇控制板和一臺風扇，也就是說共有50套冷卻風扇控制板和62臺風扇，由于ACS800系列三相交流變頻裝置風扇電源板常出現燒損，致使冷卻風扇無電源而不能正常工作，相模塊由于無冷風流動而溫度升高，當溫度達到50℃跳閘，由于發生故障時多在軋鋼生產時從而造成堆鋼軋廢，自我廠生產以來每年平均至少發生5次風扇電源板燒損故障，一套ABB風扇電源板大約為3萬元，每軋廢一塊板坯損失10萬元，平均每年因此事故損失65萬元，再加上因故障堆鋼耽誤生產產量損失，每年平均至少損失100萬元以上。

3.2、原因分析：

ACS800系列三相交流變頻裝置冷卻風扇控制原理圖：

通過分析發現ACS800主傳動風扇電源板燒損有以下幾方面原因：

a）ACS800主傳動風扇電源板是和相模塊共用直流母排上的1000V左右的直流電源，且其降壓板AFPS是經過兩次降壓由1000V降至175V，它承載的壓降較大。

b）傳動柜本身的電壓隨軋鋼負載變化較大再加上電網電壓的波動，導致裝置內部直流母線電壓波動，超過相模塊內部板卡允許范圍，尤其是風扇電源板經常受沖擊燒損。

c）傳動本身就是諧波源尤其是高次諧波，容易擊穿電子元器件即造成風扇電源板部分電器元件損壞。

d）從發生的故障發現有由于供給電源的不穩定和諧波的影響也有風扇電源板質量缺陷造成板卡燒損的現象。

3.3、對策：

針對以上問題為了消除電壓不穩和諧波的干擾做如下改進：

a）根據卷取機和立輥主傳動所帶風扇的數量計算出配置最大一組穩壓電源所需的容量，取消相模塊風扇電源內部供電方式，改用外部SVC穩壓電源集中供電，從另一臺變壓器供電的MCC上引380V三相交流電，這樣就可實現風扇電源與本柜電源的隔離，從而消除了干擾。

b）風扇電機繞組由三角形接法改為星形接法，減小繞組壓降從而降低風扇電機燒損的危險。

c）將傳動柜出風口蓋板轉孔增加傳動柜的出風量，減輕風扇電機的負荷。

d）將SVC穩壓電源控制方式與ACS800傳達裝置聯鎖，自動控制風扇啟停。同時設置電機馬達開關過載保護。

4.經濟效益

由于采用了ACS800 傳動柜風扇外置穩壓電源集中供電（穩壓電源共4臺，每臺5000元），降低事故率和卷取堆鋼、粗軋座鋼次數。杜絕了因風扇故障而產生熱停時間。取消ACS800傳動裝置全部風扇電源板以及風機控制板卡，共計100塊50套。不再采購備件，每年節省備件費用：50*3萬元*10%=15萬元，（5卷/年+5塊中板/年）*10萬元=100萬。

輥耗（座鋼）：5次/年*30萬元=150萬 ;合計費用：260萬元。每年節省熱停時間：45分鐘*4次/年=180分鐘? ，而改進只需穩壓電源2萬元及控制部分0.5萬元，共計投入2.5萬元。

5.效果

自從ACS800 傳動柜風扇電源改進以來已半年多沒有發生一起因風扇冷卻造成的事故，這不但有效的支持了生產，而且以后也不需再采購ABB的進口風扇電源板，為熱軋廠降本增效、穩產順產盡了一點微薄之力。

六. 同類企業實施該技術的可能性

該技術方案已在本機組推廣，由于ACS800 傳動柜在鋼鐵企業特別是熱軋廠大量使用，因此國內外同類企業均有可能采用該技術。

參考文獻：

[1]陳伯時，陳敏遜，《交流調速系統》，機械工業出版社，1998，pp.218-219

作者簡介：

陳曉（1968-）男，本科，電氣工程師。寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司熱軋板廠。

（寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司熱軋板廠，新疆烏魯木齊? 830022）