• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      交-交變頻控制系統(tǒng)在無縫鋼管異步軋機(jī)中的應(yīng)用

      2013-09-22 09:11:58,,,
      電氣傳動 2013年12期
      關(guān)鍵詞:激磁功能塊晶閘管

      ,,,

      (1.天津西門子電氣傳動有限公司,天津 300384;2.天津電氣傳動設(shè)計研究所有限公司,天津 300180)

      1 引言

      天津市無縫鋼管廠熱軋生產(chǎn)線120機(jī)組設(shè)計生產(chǎn)規(guī)格φ114~219 mm無縫鋼管,設(shè)計年產(chǎn)量7萬t,目前實際年產(chǎn)量達(dá)13.8萬t。生產(chǎn)線主軋機(jī)是德國德馬克公司的阿塞爾軋機(jī),主軋機(jī)電機(jī)為2 500 kW異步電機(jī)。采用交-交變頻調(diào)速系統(tǒng),1994年由天津電氣傳動設(shè)計研究所設(shè)計生產(chǎn)調(diào)試,并于1995年初投入生產(chǎn),采用了早期的西門子SIMADYN D數(shù)字控制產(chǎn)品。該控制裝置從1995年投入運(yùn)行以來除正常檢修外已工作近12 a。從12 a來的運(yùn)行情況看,該數(shù)字控制系統(tǒng)工作正常,幾乎未發(fā)生過硬件及軟件故障,電動機(jī)和主變壓器也工作正常。但經(jīng)十幾年的運(yùn)行,系統(tǒng)硬件已經(jīng)升級幾代,原系統(tǒng)備件很難購買;同時現(xiàn)場使用條件惡劣,晶閘管功率變流裝置的各種電纜、端子及低壓電器的絕緣能力已大大降低,晶閘管的耐壓指標(biāo)、dv/dt,di/dt指標(biāo)也會逐步降低,因此于2007年改造為最新的SIMADYN D控制的交-交變頻系統(tǒng)。

      2 控制系統(tǒng)介紹

      系統(tǒng)主回路框圖如圖1所示。由定子整流變、晶閘管變流柜、過壓保護(hù)柜、快開、交流接觸器、三相異步電機(jī)、全數(shù)字多處理器控制系統(tǒng)SIMADYN D等組成。變頻器輸出電壓、電流、頻率連續(xù)可調(diào)。異步電機(jī)額定功率2 500 kW;額定定子線電壓1 300 V;額定/最高轉(zhuǎn)速400/600 r/min;額定/最高頻率 13.33/20 Hz;電機(jī)極數(shù) 4;定子額定電流1 230 A;過載能力2倍。晶閘管變流柜為三相橋式無環(huán)流反并聯(lián)聯(lián)接的可逆的晶閘管整流裝置,每組變流柜形成單相交流輸出,三相輸出為Y型聯(lián)接方式。熱管散熱晶閘管變流裝置是天津電氣傳動設(shè)計研究所自行開發(fā)的高效晶閘管變流器,用2只晶閘管元件和1套熱管風(fēng)冷散熱器構(gòu)成直接反并聯(lián)功率組件,采用強(qiáng)迫風(fēng)冷,可比采用普通散熱器和同樣晶閘管元件構(gòu)成的裝置提高輸出能力50%左右。本項目采用3.5×2.54 cm元件,交流有效值(≤20Hz)2 250/4 500 A,完全滿足電機(jī)2倍過載要求。由于電機(jī)最高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為20 Hz,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較多的諧波,因此將電機(jī)中性點(diǎn)與變流柜的中性點(diǎn)聯(lián)接。過壓保護(hù)柜的壓敏電阻以橋式接法接至每組變流柜的橋臂上,能夠防止浪涌過電壓引起的晶閘管被擊穿損壞。快開主要用于故障時分?jǐn)嚯妱訖C(jī)主回路。離心開關(guān)能在電機(jī)意外超速時直接聯(lián)鎖分?jǐn)喔邏洪_關(guān),保證電機(jī)安全。

      圖1 系統(tǒng)單線圖Fig.1 System single line diagram

      全數(shù)字多處理器控制系統(tǒng)SIMADYN D的硬件框架如圖2所示。PM6+IT41是第1個處理單元,主要用于速度環(huán)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯、給定加速度控制、扭振濾波、負(fù)荷觀測器等。速度反饋是通過IT41輸入到處理器內(nèi)的。PM6+IT42+IT42是第2個處理單元,主要用于矢量控制、磁通控制。電流/電壓實際值是通過2塊擴(kuò)展模板IT42的高分辨率模擬量輸入接口接入處理器內(nèi)的。第3個處理單元PM6主要用于系統(tǒng)的合分閘邏輯、電機(jī)保護(hù)、ET200從站通訊的控制。EP22+IS1為三相交流電流專用控制器,主要完成三相交流電流控制,包括交流電流調(diào)節(jié)、電壓前饋調(diào)節(jié)、斷續(xù)補(bǔ)償、換向邏輯控制、觸發(fā)脈沖控制等。MM4是用于處理器之間數(shù)據(jù)交換的緩存模板。EB11開關(guān)量輸入輸出模板可以用于SIMADYN D內(nèi)部電源開關(guān)信號輸入,也可以輸出系統(tǒng)內(nèi)的二進(jìn)制變量。EA12模擬量輸出模板,可以用于實時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)任意變量。CS7通訊模板配有SS52+SS4+SS4通訊子模板。SS52通過PROFIBUS聯(lián)網(wǎng)與高壓室、電機(jī)室的遠(yuǎn)程站(ET200)交換高壓開關(guān)及電機(jī)保護(hù)等信息。SIMADYN D通過其中一個SS4模板與OP2N進(jìn)行通訊,OP2N主要完成運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視、故障報警、溫度顯示、開環(huán)調(diào)試運(yùn)行等功能。另一個SS4用于通過STRUC G調(diào)試軟件達(dá)到編程器與控制器數(shù)據(jù)交換??梢酝ㄟ^不同子模塊所具有的通訊協(xié)議與各外圍設(shè)備聯(lián)系。在輔助控制柜中安裝1套遠(yuǎn)程I/O站,分別完成系統(tǒng)內(nèi)、外控操作、高壓開關(guān)操作聯(lián)鎖、快開及主接觸器聯(lián)鎖、報警及故障顯示,采集速度給定及輸出速度、定子電流等。在主操作臺設(shè)置1套遠(yuǎn)程I/O箱,完成采集操作臺的操作信號和輸出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號。SIMADYN D系統(tǒng)中還有許多接口模塊用于外部接口模板,分別為SU10,SU11,SB70,SB61,SB10,SA20.1,SA61。SA20.1和SA61合稱為SA60.1,在控制系統(tǒng)中稱為同步模塊,起到同步在EP22中門極觸發(fā)電壓的作用,其正常運(yùn)行直接影響到晶閘管觸發(fā)換相等動作。

      圖2 SIMADYN D硬件框架圖Fig.2 SIMADYN D hardware chart

      3 異步電機(jī)矢量控制原理簡單介紹

      3.1 控制原理簡介

      由異步電機(jī)矢量圖(見圖3)可知,定子電流矢量is和轉(zhuǎn)子電流矢量ir合成得磁化電流矢量iu′,iu′產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁鏈Ψr′,異步電動機(jī)d和q軸磁路對稱,iu′和Ψr′同向,并比ir′超前90°。定子電動勢矢量es′比Ψr′和iu′超前90°。

      圖3 異步電動機(jī)矢量圖Fig.3 Induction motors vector graphics

      在異步電機(jī)矢量控制中,以磁通定向,可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和磁鏈解耦。轉(zhuǎn)矩大小在磁通不變的情況下與定子電流的轉(zhuǎn)矩分量成正比。磁通大小與定子電流的磁化分量成正比。定子電流轉(zhuǎn)矩分量給定來自速度調(diào)節(jié)器的輸出,磁化分量給定來自于磁通調(diào)節(jié)器的輸出。這樣達(dá)到通過異步電機(jī)磁通定向,實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和磁通的矢量控制。

      3.2 異步電機(jī)矢量控制模塊

      異步電動機(jī)矢量控制的主要控制模塊包括(見圖4):傳動參數(shù)(DP)、電壓模型(UMO)、電流模型(IMO)、直流調(diào)節(jié)器(GGR)、磁通調(diào)節(jié)器(UMX)、開環(huán)控制交流給定值發(fā)生器(DSGS)、閉環(huán)控制給定值傳送(SUGS)、實際值檢測處理(AFCOF8)、磁通給定計算模塊(PSK)、激磁電流給定(IMU)、電壓預(yù)控(VOR)和位置角變換(WFA)等。

      圖4 SIMADYN D功能塊矢量控制框圖Fig.4 SIMADYN D vector control function block diagram

      交-交變頻系統(tǒng)的主要參數(shù)通過DP功能塊送到各個功能塊中,通過磁通給定計算模塊(PSK)得出磁通給定(在基速以下為100%,基速以上磁通給定通過相對電動勢除以磁通給定頻率得出)分別送到電流模型和激磁電流給定功能塊中。電流模型通過給定的磁通和定子電流的力矩分量算出負(fù)載角,再加上編碼器測出的位置角就可得到電流模型磁通位置角和磁通值Ψmi。激磁電流給定功能塊通過給定的磁通和電機(jī)的磁化曲線算出所需要的激磁電流。電壓模型輸入電壓實際值、電流實際值和電流模型計算的Ψmi,算出磁通實際值Ψmu和磁通位置角。2個模型計算的磁通及其位置角作用于不同的速度工作區(qū),其切換由WFA功能塊完成。在WFA模塊中設(shè)NA1,NA22個速度門檻,當(dāng)實際速度N<NA1時選擇電流模型的磁通及其位置角;當(dāng)實際速度N>NA2時選擇電壓模型的磁通及其位置角;當(dāng)NA1<N<NA2時,WFA功能塊使電流模型與電壓模型所計算的磁通及其位置角合成并平穩(wěn)過渡。電壓前饋(VOR)能夠使交流電流調(diào)節(jié)器僅起到調(diào)節(jié)電流動態(tài)誤差的作用,使系統(tǒng)響應(yīng)更快。它通過激磁電流給定(IMU)功能塊輸出的激磁電流給定和速度調(diào)節(jié)器輸出的力矩電流給定、以及轉(zhuǎn)子角頻率計算出定子電壓給定。直流電流調(diào)節(jié)器(GGR)通過定子電流2個分量給定值與實際值差值的積分得出附加的定子電壓。SES功能塊將VOR與GGR算出的電壓給定求和,再經(jīng)過VD轉(zhuǎn)換輸出前饋電壓。磁通調(diào)節(jié)器保證在基速以下磁通閉環(huán),在基速以上電壓或EMF閉環(huán)。

      4 現(xiàn)場調(diào)試中解決的問題

      1)電動機(jī)在升、降速過程中,當(dāng)實際速度從5%<N<8%過渡區(qū)到N>8%或N<5%區(qū)域的瞬間,磁通幅值有較大波動。觀察分析這是由于在過渡區(qū)內(nèi)電流模型Ψmi與電壓模型Ψmu差值偏大所致,在兩模型磁通給定通過WFA功能塊切換時引起磁通波動大。由知,若不變,經(jīng)過3~4Tr時間后,Ψr達(dá)到穩(wěn)態(tài)值磁通值與Lm成正比。通過修正電機(jī)d軸飽和主電抗值,使電流模型在過渡區(qū)內(nèi)的Ψmi盡量接近電壓模型的Ψmu,使電機(jī)在升降速過程中磁通平穩(wěn)的經(jīng)過過渡區(qū)。

      2)電機(jī)弱磁區(qū)內(nèi)制動時,激磁電流波動大。觀察分析這是由于系統(tǒng)在弱磁區(qū)內(nèi)電壓閉環(huán)控制,當(dāng)電機(jī)制動由電動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)時,為加快逆變過程,軟件中將電機(jī)電壓給定數(shù)值從額定電壓的數(shù)值切到額定電勢值,如果實際電動勢瞬時值高于額定電動勢就會引起電壓環(huán)較大的波動,使激磁電流波動大。因此將額定電勢值進(jìn)行修正后,基本消除了弱磁區(qū)制動時激磁電流的過大波動。

      3)在試生產(chǎn)中,高壓開關(guān)莫名跳閘,查故障沒有任何記錄。發(fā)現(xiàn)芯棒電機(jī)工作時有可能跳高壓,檢查發(fā)現(xiàn)是接地干擾,通過增加裝在操作臺的遠(yuǎn)程I/O站的接地導(dǎo)線截面,減小了接地電阻,此后再未發(fā)生此類跳高壓的現(xiàn)象。

      5 結(jié)論

      無縫鋼管廠熱軋生產(chǎn)線120機(jī)組阿塞爾軋機(jī)SIMADYN D交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)現(xiàn)在已投入使用。其電流動態(tài)響應(yīng)約10 ms,速度響應(yīng)<100 ms,速度抗擾動試驗中的動態(tài)響應(yīng)4 ms,達(dá)到軋機(jī)負(fù)載需要的動態(tài)性能指標(biāo),系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,靜態(tài)和動態(tài)技術(shù)指標(biāo)完全滿足生產(chǎn)工藝要求。

      [1]馬小亮.大功率交-交變頻調(diào)速及矢量控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

      [2]西門子.SIMADYN D參考手冊[Z].2004.

      [3]陳伯時,陳敏遜.交流調(diào)速系統(tǒng)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1998.

      猜你喜歡
      激磁功能塊晶閘管
      一種晶閘管狀態(tài)和極性的檢測方法及其應(yīng)用
      基于副邊激磁觀點(diǎn)推導(dǎo)變壓器基本方程組
      變壓器和異步機(jī)激磁磁勢研究
      500kV變壓器保護(hù)過激磁告警問題討論
      汽車交流發(fā)電機(jī)激磁繞組電路保護(hù)裝置
      Ovation系統(tǒng)FIRSTOUT和FIFO跳閘首出比較
      改進(jìn)式晶閘管電容無功補(bǔ)償方法的研究
      自定義功能塊類型在電解槽聯(lián)鎖中的應(yīng)用
      中國氯堿(2015年9期)2015-11-02 01:03:41
      英飛凌推出新款大功率光觸發(fā)晶閘管 首次集成保護(hù)功能
      基于MACSV6.5.2的鍋爐燃盡風(fēng)開關(guān)量調(diào)節(jié)門控制功能塊設(shè)計
      苗栗县| 蕲春县| 驻马店市| 罗山县| 安远县| 新蔡县| 来安县| 湘乡市| 大姚县| 南汇区| 邢台县| 临清市| 姚安县| 定日县| 德江县| 临猗县| 顺平县| 左贡县| 高碑店市| 安福县| 德阳市| 和田县| 乐山市| 申扎县| 哈尔滨市| 泗水县| 灵寿县| 腾冲县| 贵港市| 海宁市| 甘肃省| 西和县| 景洪市| 黄山市| 瓦房店市| 阳西县| 陇南市| 东兴市| 甘孜| 忻城县| 海淀区|