唐鋼二冷軋酸軋機組軋機主電機及傳動系統(tǒng)

中冶南方工程技術有限公司　肖　丹

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唐鋼二冷軋酸軋機組軋機主電機及傳動系統(tǒng)

中冶南方工程技術有限公司肖丹

【摘要】本文主要論述了唐鋼二冷軋酸洗軋機聯(lián)合機組軋機主電機的型式及其主傳動系統(tǒng)的特點及控制功能。

【關鍵詞】主電機；軋機；SM150變頻器

0　概述

唐鋼為了更好地滿足國內(nèi)外對冷軋板帶產(chǎn)品的市場需求，增加公司經(jīng)濟效益，新建了第二冷軋帶鋼工廠，年產(chǎn)冷軋板帶產(chǎn)品150萬噸。生產(chǎn)機組包括酸洗軋機聯(lián)合機組、連續(xù)退火機組、連續(xù)熱鍍鋅機組、重卷檢查機組、半自動化包裝機組。

酸洗軋機聯(lián)合機組由酸洗機組和軋機機組兩部分組成。酸洗機組對帶鋼進行酸洗、清洗及烘干后，送至五機架冷連軋機，再由五機架冷連軋機將帶鋼軋制到所要求的厚度。軋機機組5臺主電機驅動五機架冷連軋機，并通過西門子SINAMICS SM150中壓變頻器對軋機機架進行控制。

1　軋機主電機介紹

用于軋機1#～5#機架的主電機為交流同步隱極電動機，2臺卷取機為鼠籠式交流異步電動機。主電機技術數(shù)據(jù)如下表：

描述　軋機1#機架　軋機2-5#機架卷取機1-2數(shù)量　1　4 2型式　同步電動機TBPK S1000-6同步電動機TBPK S1000-6異步電動機YSPKS800-6電機功率：-額定功率（S9）-連續(xù)工作（S1）-最大負荷kW kW kW/s 4433 5098 7756/60 6400 7360 11200/60 2300 2645 3700/60速度范圍　rpm　284/1039　410/1500　410-590/1500頻率　Hz　14.2/51.95　20.5/75　20.5/75極數(shù)　6 6 6電壓（線電壓）　V　3300　3300　3300電流：-非周期性負荷（S9）-連續(xù)工作（S1）-最大負荷A A A/s 801 918 1413/60 1141 1313 2020/60 603-472 675 946/60額定轉矩（S1）　kNm　149.1　149.1　53.6功率因數(shù)　0.996　0.996　0.89電機效率　%　97.6　98.2　95.1勵磁（S9/最大）-電壓-電流V A 157/245 382/598 125/205 378/621 --慣性矩(轉子)　tm2　1.9　1.9　0.677

2　軋機主傳動系統(tǒng)

西門子SINAMICS SM150是具有主動前端的IGCT三電平中壓變頻器，為軋機機架主傳動提供控制。西門子SINAMICS SM150變頻器的傳動系統(tǒng)是由兩個基本單元組成，每個基本單元由1個IGCT整流單元和1個直流母線回路組成。即變頻器的整流器是由1個IGCT整流單元和1個直流母線回路組成，逆變器也是由1個IGCT整流單元和1個直流母線回路組成。

唐鋼二冷軋酸軋機組2#～5#軋機主電機由于電機功率大，故每臺軋機主電機選擇1臺10000kW的整流器來控制；而1#軋機主電機由于功率小，故和1#～2#卷取機一起，選擇1臺10000kW的整流器來控制。由于選擇了同一規(guī)格的整流器，故提高了整流單元的互換性，減少了備品備件。變頻器選用的具體情況如下表所示：

1~2#卷取機基本單元數(shù)量　4　1　5　2描述　2~5#軋機機架1#軋機機架+1~2#卷取機1~5#軋機機架應用整流器（具有主動前端）整流器（具有主動前端）逆變器　逆變器額定功率　kW　10000　10000　10000　7000單相電流：-持續(xù)電流-峰值電流（1個周期內(nèi)）1225 1250/60輸入電壓　kV　AC 3.3　AC 3.3　DC 2x2.4　DC 2x2.4輸出電壓　kV　DC 2x2.4　DC 2x2.4　AC 3.3　AC 3.3頻率　Hz　50/60　50/60　0-75　0-75功率因數(shù)　1.0　1.0效率　%　99.4　99.4　99.4　99.4 A A/s 1750 1950/20 1750 1950/20 1750 1950/20

根據(jù)軋機的設計要求，變頻器為2#軋機~5#軋機提供165%的過載能力，為1#軋機和兩臺卷取機提供155%的過載能力。

由于同步電動機自身特點，需要額外供給一個同步電源，故SINAMICS SM150整流系統(tǒng)要求供給一個額外的同步電源用于5臺軋機和2臺卷取機。

SINAMICS SM150變頻器的IGCT整流單元內(nèi)集成有傳動系統(tǒng)單元，為軋機和卷取機提供控制。主要控制功能如下：

（1）速度控制。

（2）同步電機TRANSVEKTOR控制，包含：電樞電流控制；磁場電流控制；電機功率因數(shù)控制；流量控制。

（3）感應電機矢量控制，包含：電樞電流控制；電機功率因數(shù)控制；流量控制；變頻器控制。

（4）變壓器電流功率因數(shù)控制。

（5）傳動順序控制。

（6）“安全轉矩關閉”傳動保護。

（7）與自動化系統(tǒng)通訊，進行集中控制與操作。

（8）傳動監(jiān)測，包含：電機定子和變頻器溫度監(jiān)測；—電子轉子溫度的數(shù)學模型；電子過載監(jiān)測；—供電、接地故障監(jiān)測；—追蹤功能。

（9）摩擦力矩補償。

（10）文字顯示的本地驅動操作。

主傳動控制在變頻器控制系統(tǒng)里實現(xiàn)的，并且通過PROFIBUS與基礎自動化主控制器的通訊，使得所有的主傳動能夠同時設定執(zhí)行任務。

3　結束語

本酸洗軋機聯(lián)合機組自2015年2月投產(chǎn)后，運行平穩(wěn)，滿足工藝的生產(chǎn)要求。