大型E轧机电气传动系统改造

轧钢主机变频调速传动技术综述摘要：本文对现代化轧钢主机交流变频传动的最新技术进展作综述介绍，涉及轧机特点分类、电气传动方案的比较、电力电子器件的进展、控制方案的比较、变频主机电机有关问题以及变频调速系统实际应用等。

谨为钢铁行业的建设改造工程项目的实施提供借鉴参考。

关键词：交-交变频交-直-交三电平PWM变频 GTO GCT 矢量控制主电机1轧钢主机按运行特点的分类现代轧钢都具备大型化、高速化、连续化、自动化的特点。

近年来随着新型电力电子器件的开发应用，变频技术的成熟完善，数字化技术的新颖先进化，轧钢主机的变频传动控制装备的技术进展呈现一派崭新的景象。

我国钢铁待业大规模设备改造与技术振兴面临着令人向往的乐观形势。

按生产工艺的装备要求及运行特点，轧钢主机归类如表1。

表12轧钢主机电气传动方案的比较为适应各类轧机的工艺运行、电机容量配置及控制特性的要求，电气传动方案随着技术的发展在演变。

可控硅直流传动技术成熟，性能良好，但直流电机的制造维修麻烦及电源谐波问题即将使它退出历史舞台；采用可硅负载换流、同步电动机位置检测的自控电流型逆变的无换向电动机一度用于轧钢主传动，系统简单，但由于转矩脉动问题、谐波问题，主轧机应用已不是主流，仅高速线材轧机应用有所报道。

目前基本上存在二种电气传动控制方案，实用成熟，技术性能优良，在应用市场中竞争较量：即采用可控硅的交-交变频方案与采用大功率可关断器件的交-直-交三电平PWM变频方案。

2.1 交-交变频方案最适宜应用于低速（低频）大功率电机驱动的低速轧机，一般配用同步机，亦可配用异步机。

直接变频的可控硅反并联交流结构有采用无环流方式（输出频率最大可为1/2电源频率），采用有环流方式（输出频率最大可达4/5电源频率）。

据电机容量大小，降低电源谐波的需要，可采用72臂或36臂的可控硅桥组的组合结构无环流方式功率因数较低（0.65），必须配置庞大的无功补偿装置，有环流方式用可控环流进行无功控制使功率因数接近为1。

初轧机主减速机、齿轮分配箱改造技术规格书编制：企业班子：企业主管：技术部：技术分管：轧机主减速机、齿轮分配箱改造技术规格书一、现有设备技术参数㈠、热轧机现有主减速机及齿轮分配箱相关参数1、热轧机相关参数：⑴、轧机最大轧制力：1660KN⑵、主电机型号：JR138-8 245kw 转速：735转/分。

⑶、飞轮参数：直径约Φ1020×145；⑷、工作辊：辊面名义直径φ300×600mm，最大φ315mm，最小φ292mm。

⑸、轧制速度：0.85m/s。

⑹、轧机工作制：单向轧制、24小时连续、重载、严重冲击、满负荷运转。

⑺、热轧对象：黄铜（软态、半硬态、硬态）。

2、减速机相关参数（合同签订后，需乙方现场实测验证）：⑴、速比：I=11.2，中心距：1300mm。

⑵、第一组齿轮：法向模数=7，高速轴齿轮Z=,35、轴承97528、人字型，中间轴大齿轮Z=100、轴承97530、人字型，中心距500mm。

⑶、第二组齿轮：法向模数=12，中间轴小齿轮Z=24、轴承97530、人字型，输出轴大齿轮Z=94、轴承2097152、人字型，中心距800mm。

⑷、原齿轮减速机中心高800mm。

双侧输入，单输出。

⑸、地脚螺栓：10-M42mm。

3、人字型齿轮箱参数（合同签订后，需乙方现场实测验证）：⑴、型式：双重式，中辊输入。

中心距：300mm。

输入最大扭矩6.2t·m。

⑵、法向模数=12，齿数Z=22，人字型，铜瓦。

⑶、中辊中心高660mm。

单输入，三输出，上下垂直放置。

⑷、地脚螺栓：4-M36mm。

4、设备平面布置情况及相关的安装尺寸见所附图纸：该图纸在合同签订后，需乙方到现场进行实测验证，以便于确保改造后的设备在原地脚螺栓、原设备的相互安装位置上进行准确安装。

㈡、2#初轧机现有主减速机及齿轮分配箱相关参数1、2#初轧机相关参数：⑴、轧机最大轧制力：1000～1500KN⑵、主电机型号：JR126-6 115kw 转速：980转/分。

宝钢轧制线电气传动装置的应用与建议黄志刚;张林;陈雾;刘珧【摘要】在热轧、冷轧等轧制产线,对传动电动机的调速精度、动态响应及抗扰性能均有较高要求,因而在轧制线上应用了许多不同种类的高性能电气传动装置.介绍了交、直流电气传动技术的应用特点及区别,各种不同品牌电气供应商所提供的典型大容量变频传动装置的特点,各类典型大容量变频传动装置在宝钢轧制线的应用概况及存在问题.分析了未来热轧、冷轧主传动设备的发展趋势,并对大容量传动装置的应用、选型与维护等提出一些建议.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】9页(P18-26)【关键词】矢量控制;直接转矩控制;交—直—交;谐波【作者】黄志刚;张林;陈雾;刘珧【作者单位】宝山钢铁股份有限公司设备部,上海201900;宝山钢铁股份有限公司设备部,上海201900;宝山钢铁股份有限公司设备部,上海201900;宝山钢铁股份有限公司设备部,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TM921.07轧制线对传动电动机的调速精度、动态响应、抗扰性能均有比较高的要求。

由于直流调速技术成熟且调速性能好，20世纪80年代以前，轧制线上普遍采用直流传动。

但直流传动存在以下缺点:直流电动机通过整流子换向，为避免过高d v/d t引起换向器环火，需限制换向速度及电枢电压、电流，不宜工作在潮湿与腐蚀及高粉尘的环境;直流电动机额定电压低，体积比较大，需要定期保养与维护。

20世纪80年代以后，随着交流调速理论的日趋成熟，电力电子器件及计算机应用技术的高速发展，交流调速性能达到甚至超过直流调速，交流调速在轧制线得到广泛应用。

目前，应用在轧制线的电气调速技术主要有:①交—交变频;②交—直—交电流型变频;③交—直—交电压型变频。

1 大型电气传动装置在宝钢轧制线的应用1.1直流传动装置的应用宝钢一期工程中，初轧及无缝钢管全部采用直流传动装置;宝钢二期工程中，除了2 050 mm热轧R3粗轧机采用西门子公司的交—交变频外，其余所有主传动都采用直流传动技术。