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1 工作原理 

宣鋼高線精軋機(jī)主傳動(dòng)采用了德國(guó)西門(mén)子電氣公司的LCI控制系統(tǒng)，主電機(jī)采用了國(guó)產(chǎn)的大型同步調(diào)速電機(jī)，由于同步電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠產(chǎn)生反電勢(shì)和晶閘管電流型變頻器配合使用，逆變器不需強(qiáng)迫換流裝置，因此這種系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可做到大容量、高轉(zhuǎn)速、價(jià)格相比采用IGBT三電平控制系統(tǒng) 
在從西門(mén)子全套引進(jìn)LCI中，功率單元整流器的晶閘管采用電源的交流電壓換相，逆變器的晶閘管采用負(fù)載同步電動(dòng)機(jī)定子反電勢(shì)換向。LCI輸出電流的幅值由整流器控制、輸出電流的頻率由逆變器控制。在額定轉(zhuǎn)速以下采用恒磁調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以上采用恒壓弱磁調(diào)頻調(diào)速。 

在同步電機(jī)剛剛起動(dòng)，其轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速10%時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)較小，致使逆變器的負(fù)載換相不能正常工作，此時(shí)需要靠斷續(xù)換向電路控制整流橋進(jìn)人逆變狀態(tài)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至超過(guò)額定轉(zhuǎn)速10%時(shí)，則自動(dòng)切除斷續(xù)換向電路轉(zhuǎn)為負(fù)載換向。 

整流器的控制方式采用速度環(huán)和電流環(huán)，類(lèi)似直流傳動(dòng)。逆變器的控制方式采用矢量控制技術(shù)。在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)逆變器通過(guò)同步電動(dòng)機(jī)定子電壓及電流實(shí)際值來(lái)確定轉(zhuǎn)速實(shí)際值，當(dāng)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速10%時(shí)則采用脈沖發(fā)生器提供附加的轉(zhuǎn)速實(shí)際值。 

2 硬件組成 

西門(mén)子電氣公司的SIMOVERTS大功率變頻裝置由下列主要設(shè)備組成。 

1） 整流變壓器 

額定容量：7200k V·A 
原邊電壓：lOkV 
副邊電壓：2×2.5kV 
頻率：50Hz 
結(jié)線方式：Dd0/Dy11 
阻抗電壓：Ud=10% 

2） 變頻裝置 

型號(hào)：SIMOVERTS 65B1 
輸入電壓：2×2500V 
額定輸出電壓：2×2300V 
額定輸出電流：2×792A （110%負(fù)載運(yùn)行時(shí)） 
最大輸出電流：2×1152A （160%負(fù)載15s，間隔15min） 
效率：99% 
輸出頻率： 0～100Hz 
直流電抗器：額定電壓2×3000V （DC） 
額定電流2×1000A 
電感值：2×7mh 
過(guò)載能力：115%長(zhǎng)期160%60s 
干式、帶鐵心、戶(hù)內(nèi)自冷 

3） 勵(lì)磁裝置 

輸出電壓54.6V，輸出電流313.9A電機(jī)1.6倍過(guò)載時(shí)輸出電壓81.2V，輸出電流467.3A。 

4） 自動(dòng)化控制拒 

自動(dòng)化柜內(nèi)控制單元采用SIMADYND全數(shù)字控制系統(tǒng)，它是一種可以自由組態(tài)的多微機(jī)系統(tǒng)，是變頻裝置控制系統(tǒng)的核心部件，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)功率單元及勵(lì)磁單元的各種高速開(kāi)/閉環(huán)控制，運(yùn)算、檢測(cè)、監(jiān)視、報(bào)警及診斷等功能。其全部功能均由基于圖形組態(tài)的控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，并由各微機(jī)按功能分類(lèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，控制采樣時(shí)間小于lms。各微機(jī)之間以及微機(jī)與其他控制板之間均通過(guò)局部總線及通信總線進(jìn)行內(nèi)部高速數(shù)據(jù)通信。從控制單元到功率單元的觸發(fā)及檢測(cè)信號(hào)采用光電耦合技術(shù)，即采用光纖電纜及光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行傳輸。 

5） 應(yīng)用軟件 

SIMOVERTS應(yīng)用軟件由西門(mén)子電氣公司提供。主要有監(jiān)視、邏輯控制、操作員控制、通信控制、閉環(huán)控制及矢量控制等軟件功能包，每個(gè)軟件功能包均實(shí)現(xiàn)一定系統(tǒng)控制功能。 

工程設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題 

（1）精軋變頻調(diào)速裝置畢竟是軋線上眾多設(shè)備中的一臺(tái)設(shè)備，變頻器的輸人輸出通訊接口必須連接到整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中去，這樣才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)軋線的協(xié)調(diào)控制。 

（2） LCI的直流電抗器體積龐大，柜內(nèi)安裝，需要通風(fēng)，要求在土建基礎(chǔ)上開(kāi)有1000×720mm的孔，然后在孔上架設(shè)槽鋼固定電抗器?，F(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn)西門(mén)子的設(shè)備、資料與工廠設(shè)計(jì)時(shí)間銜接不上，造成返工，在今后同類(lèi)工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。 

幾點(diǎn)建議 

（1）精軋機(jī)同步電機(jī)從維護(hù)的角度應(yīng)考慮采用無(wú)刷勵(lì)磁。目前從國(guó)外引進(jìn)的高線精軋機(jī)同步電動(dòng)機(jī)全部是無(wú)刷勵(lì)磁，只不過(guò)是轉(zhuǎn)子有凸極式和隱極式之分。無(wú)刷勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)刷，不用檢查碳刷和更換碳刷，減少了設(shè)備故障點(diǎn)。據(jù)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)三家大電機(jī)制造廠均能生產(chǎn)無(wú)刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)，而且都成功的應(yīng)用在電力行業(yè)上。 

（2） LCI變頻裝置建議國(guó)產(chǎn)化，LCI的一次部件包括整流變壓器、整流柜、電抗器柜、勵(lì)磁柜完全可以利用國(guó)產(chǎn)元件組裝，其自動(dòng)化控制柜的核心部件SIMADYNI〕從國(guó)外引進(jìn)，這樣可節(jié)約一次性投資50%一60% (end)