英威腾IPE200变频器在扁钢生产线主轧机上的应用-淄博金钥匙电子.DOC

英威腾IPE200变频器在扁钢生产线主轧机上的应用 摘??要：轧机主传动要求电气传动具有很高的动态响应和相当高的过载能力，这一领域长期以来一直被直流传动所垄断。自20世纪70年代起，得益于电力电子技术和微电子技术的高度发展而日新月异的发展，随着交流传动控制理论的产生及其应用的推广，变频调速技术在其应用领域得到了质的突破。本文主要介绍英威腾IPE200系列变频器在主轧机上的应用。 关键词：IPE200变频器??轧机??电气传动??整流回馈 一、引言 国内某钢厂集采选矿、钢铁冶炼、钢材轧制为一体，其中轧钢生产线集成了当今世界先进的生产工艺和技术，采用了先进的生产管理手段，其工艺装备和产品档次均达到国际一流水平。随着计算机信息技术的快速发展，生产过程对生产效率和生产工艺的要求进一步提高，此钢厂进一步加大技术改造力度，其扁钢轧线项目使用英威腾IPE200系列四象限矢量变频器和S7-300组成整流回馈多传动控制系统，在系统设计可靠性和工艺要求上达到国内先进水平。本文将对其进行简单介绍，对英威腾IPE200整流回馈多传动系统着重说明。 二、应用环境分析 轧机主传动要求电气传动具有很高的动态响应和相当高的过载能力，这一领域长期以来一直被直流电机传动所垄断，但由于直流电机存在换向问题，造成换向器、电刷等部件的维护工作量大增，而且直流电机在提高过载能力、降低转动惯量以及简化维护方面都受到了很大限制。自20世纪70年代起，随着交流传动矢量控制理论的产生及其应用推广，目前钢铁工业全交流化已经在冷板带连轧机、中厚板轧机、线棒轧机、型钢轧机、钢管轧机包括主、辅传动等领域已经实现，轧机采用交流变频器越来越多。 轧机传动对电气传动系统的要求： 电气传动系统做为电能与机械能的转换环节，应满足生产工艺的要求，同时又要适应电网的要求，实现高效率运行和高水平生产。选择轧机主传动电机调速系统时考虑一下因素： 1)????????满足工艺要求和传动系统的性能指标 电机调速系统应满足轧制材料的生产所要求的轧制功率、转矩、转速、调速范围，根据轧制的最大负荷确定传动系统的过载能力，同时要考虑电机是否可逆运转、加减速时间、恒转矩和恒功率运行的范围等。而作为电气传动系统，还应考虑电机调速控制系统的性能指标、速度控制精度、转矩或电流控制的动态响应、速度控制的动态响应等。 2)????????适应电网要求 根据电气传动系统中电机和电力电子交换器的能量交换效率，电力电子交换器注入电网的电流谐波和功率因数是否满足供电系统的规定和要求，考虑是否增加谐波滤波与无功补偿装置。 扁钢轧线项目组通过多次技术论证和实地考察，最终选择了英威腾IPE200整流回馈多传动方案。 2.1???轧线主电机技术参数 ? 型号 功率 转速(rpm) 额定电流 数量 设备名称 备注 YJP200M-8 200kW 500-1000 361—501A 5台 连轧主机 带编码器 YJP280X-8 280kW 500-1000 502—708A 2台 连轧主机 带编码器 YJP280X-8 280kW 500-1000 502—708A 1台 初轧主机 不带编码器 备注： 1)????????其中一台是初轧轧机，带惯性大飞轮。启动力矩大，停止惯性大。 2)????????通讯要求：DP通讯。 3)????????闭环控制：德国倍加福轴套式编码器，工作电压DC24V，每周脉冲数1024，数量7个。 2.2????系统调节精度要求 1)?????????系统调节精度----------0.1%； 2)?????????静态速降--------------0.1%（空载）； 3)?????????动态速降--------------2%（带载）； 4)?????????恢复时间--------------200ms。 2.3????变压器容量 2500kVA??输出电压400V 三、系统方案 根据项目特点和应用要求，轧机主传动等采用英威腾IPE200系列四象限矢量变频器。IPE200系列四象限矢量变频器由配电柜、PWM整流回馈柜和逆变柜三部分组成，其中配电柜和PWM整流回馈柜组成变频器的PWM整流回馈部分，逆变柜则包含了变频器的逆变部分。用户可以根据实际需要灵活选配PWM整流回馈部分（包含配电柜和整流柜）和逆变部分。 整流柜由PWM整流单元组成，该整流单元采用三相交流电源输入，实现了上电预充电功能并可以提供稳定的直流母线电压。PWM整流单元采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”；另一方面可以将电机制动产生的能量回馈到电网，达到节能的效果。 3.1?????整流回馈选型 1)????????IPE200系列