直接转矩控制的原理及其在宝钢高速线材的应用.pdfVIP

524 工业应用及引进技术的消化吸收 CAVD，99 直接转矩控制的原理及其在宝钢高速线材 的应用 上海宝钢集团设备部(200941)钟述丈 摘要：文章介绍直接转矩控制装置的基本工作原理，并较深入地分析了宝钢 高速线材厂使用的AC：S600直接转矩控制装置各控制环节的基本工作原理． 关键词：电机模型 滞环调节 磁链控制 转矩控制脉冲优化 全数字化 一、 概况 宝钢高速线材厂于1998年12月15日建成投产。设计最高线速度150=／s，年产 05一m25m光面线材40万吨． 该厂轧线上共有30个机架．其中：初轧机1--6机架；中轧机7—13机架：予精轧15 一18机架；精轧19—26机架；减定径机组27—30机架。主要机械设备自美国如RGAN 公司引进，电气控制设备自瑞典ABB公司引进。 宝钢高速线材厂的电气传动控制设备实现了全交流化，全数字化．而1—18机 架则采用了瑞典ABB公司研制的当今最先进的宣接转矩(DTC)控制．使得传动控制 性能指标上了一个新的台阶。系统采用了直流共母线形式连接，培个机架共用了4台 机架备用一台整流器。每台电动机对应一台(DTC)逆变器ACS600，其规格有 1200／2400r／min、F级绝缘．强追通风冷却。 二、 直接转矩控制的基本原理 brock) 交流异步电动机直接转矩控制理论是德国鲁尔大学德彭布罗克(Depen 首先提出．经过10多年来逐趋完善，成为当今交流异步电动机传动控制的最先进方 式． cAvD，99 工业应用及引进技术的消化吸收 525 直接转矩控制利用空间矢量坐标的概念，把矢量坐标定向在定子磁链上，以此 建立电动机的数学模型，直接控制电动机的磁链和转矩，使得电动机的控制模型简化， 各被控制的物理量显得十分直观简捷。 率元件．配备了具有强大的信号处理功能的应用及马达控制器(AMc)．实现对逆变器 和马达的控制。 ACS600 DTC系统利用电机在ID运行中所测得的参数建立的电机模型，对适时 测得的电动机的二相电流值和中间环节的直流电压值进行分析，计算，把计算得到 的实际转矩、定子磁链与磁链给定控制嚣和转矩给定控制器给出的磁链、转矩给定 控制值进行比较。用两点式滞环调节嚣进行调节，把它们的误差值限制在给定的容 差范围之内。借助离散式调节(Bangd—Band控制)产生P删控制信号直接对逆变器的 开关状态进行最佳控制。逆变器的每次开关模式都是适时单独确定的，其间隔是25 u O．5％，开环转矩阶跃上升时间为5ms，远日：开环磁通矢量控制变频调速系统的阶跃转矩 上升时间100ms快得多．起动转矩平稳可控，最大起动转矩200％。零速转矩可达100 ％。 DTC系统进行编 ACS600装置配有数据通讯接11]，可以通过数据总线对ACS600 程、监控和人机对话。 f；‘-PL--：‘-·-．-P}-t_-．‘-}-Ibl昆·I 三、 AC$600DTC系统的基本构成及各环节的基本功能 DTC逆变器的基本结构方框图。系统除了由含最优开关 图一是直接转矩控制ACS600 逻辑控制器，直接转矩、磁链滞环控制器和精确的电机模型构成的核心部分以外，还有速 度控制器，磁链给定控制器和转矩给定控制器。下面简要介绍各有关环节的基本功能．