ACS800多传系统在连退机组的应用

宝钢1220mm连退机组现实带钢清洗退火和平整工艺,产品厚度集中在0.18～0.22mm,炉子段最高速度800m/min。

机组共有变频电机359台,传动系统选用ABB公司的ACS800多传系统,采用ABB特有的DTC控制技术。

机组传动系统由5套公共整流供电单元(分别为TA、TB、TC、TD、TE段),除了TC段(炉子段)采用DSU整流,其他整流都采用高性能的ISU整流。

1 直接转矩控制
异步电机控制策略主要有两种:矢量控制和DTC。

矢量控制是按转子磁链定向的,而DTC是按定子磁链控制的,结构简单,具有优良的动静态性能,与矢量控制相比,DTC优点为:(1)选择电机定子磁链作为被控量,系统中的磁链模型都在静止坐标系下求得,模型不受转子参数影响;(2)DTC通过对转矩的双位式砰-砰控制实现转矩直接控制并把转矩波动限制在一定的容差范围内,控制既直接又简化,不需要像矢量控制系统那样要把电流分解成转矩分量与励磁分量,再通过对电流的控制间接地控制转矩。

但DTC也存在缺点:采用砰-砰控制,所以在系统稳定工作时,其转矩与磁链都是脉动的,这一点不如矢量控制系统。

交流转矩 θψψsin T s d T ∝,式中,s ψ为定子磁链幅值,ψT 为转子磁链幅值,θ表示定子磁链和转子磁链的磁通角。

在实际应用中,为了充分利用电机功率,都保持定子磁链的幅值为额定值,而转子磁链的幅值由电机负载决定,因此直接转矩控制就是通过对转子磁链与磁通角θ的计算完成,即改变磁通角θ的大小可以控制电机转矩的大小。

2 传动系统
此文以TD段为例子,分析ACS800多传系统。

TD段负责双机架平整机主传动,由“辅助控制单元(ACU)、进线单元(ICU)、整流单元、逆变单元、控制单元”组成。

整流单元容量为2730kVA,1#机架逆变器为1160kVA,2#机架逆变器为1740kVA。

2.1 整流单元
ACS800多传整流供电单元有3种:二极管供电单元(DSU)、晶闸管供电单元(TSU)和IGBT供电单元(ISU)。

DSU单元仅对交流
电压整流,它不能将制动能量回馈给电网,是一种不可逆供电单元。

晶闸管供电单元的主要元件是两个六脉波晶闸管桥,一组正桥为整流单元,一组反桥为逆变单元;正常工作时,正桥工作反桥处于封锁状态；当系统能量回馈直流母线,引起直流母线电压升高时,正桥处于封锁状态,反桥开始逆变;在同一时刻,正桥和反桥只有一个桥导通,否则引起逆变颠覆,TSU是一种可逆供电单元。

TD段整流采用IGBT元器件的ISU单元,由6组R8i模块并联组成,其中每个R8i模块都是一个完整U、V、W三相电路。

进线电压为交流690V,经过LCL滤波模块输入R8i的U、V、W端子,转化为直流电压输出到直流母排上,向两台平整机逆变单元供电。

R8i 模块由“主回路接口板ANIT、IGBT触发脉冲板、IGBT功率器件、AGPS防误启动板、APOW电源板、AFPS风机电源、AFIN风机速度控制板”组成。

2.2 逆变单元
ACS800多传动的逆变器采用模块化结构,逆变单元的R8i模块和整流单元R8i模块完成相同。

TD段多传系统中1#机架电机逆变器由2组R8i模块并联组成,2#机架电机逆变器由3组R8i模块并联组成。

每个逆变器带一个传动控制单元RDCU,RDCU单元包括RMIO板、编码器接口模块RTAC、DDCS通讯模块RDCO。

3 ACS800与L1系统AC800PEC 通讯
ACS800与L1系统AC800PEC控制器采用单模光纤通讯。

ACS800逆变器RDCO卡的CHO通道用DDCS光缆和通讯中继器R D BU -95相连接,R D B U -95再通过DD C S 光纤连接到AC800PEC柜内的CI858传动通讯模块,实现传动系统与L1系统的通讯。

ACS800和AC800PEC的数据交换包括“发送”和“接收”,在逆变器92和93组参数中定义ACS800发送到AC800PEC的变量,在逆变器90和91组参数中定义ACS800接收AC800PEC的变量,例如ACS800需要接收AC800PEC的速度给定信号,研究人员将90.02设定为2301。

在L1系统中要为每台逆变器定义地址,例如
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.05.067
ACS800多传系统在连退机组的应用①
唐智雁
(宝钢股份镀锡板厂 上海 200431)
摘
要:宝钢1220连退机组传动系统采用ABB公司ACS800多传系统,该文首先介绍直接转矩控制技术(DTC),随后分析TD段
ACS800多传系统的硬件配置,同时分析ACS800和L1系统AC800PEC的通讯,最后介绍ACS800系统在连退机组的应用情况。

关键词:DTC 连退机组 ACS800 充电控制器中图分类号:TG333
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2016)02(b)-0067-02
①作者简介:唐智雁(1978—),男,汉,安徽马鞍山人,硕士研究生,宝钢股份镀锡板厂,主任工程师,研究方向:冷轧电气控制技术。

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逆变器的地址为101,则把ACS800中70.01参数设置为17(即1×16+01=17)。

4 充电控制器故障
机组准备运行时发现6#张力辊逆变器无法工作,报警“INV DISABLED”。

对ACS800来说,产生“INV DISABLED”故障的原因有很多,其中充电控制器异常会产生此故障。

4．1 充电控制器工作原理
整流单元和逆变单元的R8i模块都需要经历初始充电过程, 6#张力辊逆变器功率大,采用R8i模块并联,R8i充电回路在模块外部,由“充电控制器(ASFC)、充电熔丝、充电电阻”组成,充电控制器和R8i模块之间通过光缆连接。

当合上逆变柜上分断开关Q1时,实际此时主回路开关未合上,仅压紧了合闸弹簧,此时仅仅是充电回路合上,R8i模块开始充电,当模块检测到直流电压达到安全范围,给充电控制器发送充电完成信号,充电控制器发合闸信号,Y9线圈得电,主回路开关再自动闭合,完成合闸过程。

R8i变频器模块可并联使用,1个充电控制器最多可连接3个并联使用的R8i模块。

在充电控制器上有选择开关,若某个端口连接了R8i模块,则需要将选择开关拨到“ON”位置,表示此端口已使用。

母线开关合闸时,充电控制器控制充电,当充电过程完成,主开关闭合后,充电控制器发出使能信号到每一个并列的R8i模块。

当充电控制器有一路损坏,则对应的R8i模块未收到使能信号,R8i模块无法运行。

逆变器内参数98.12可设定使能信号是否有效,当设定有效但R8i模块未接收到使能信号,逆变器不能起动,报“INV DISABLED”故障。

4．2 故障处理
“INV DISABLED”故障发生后,检查开关Q1已经合上。

当将Q1开关再次断开,再重新合闸,观察充电过程正常,测量Q1“常开”辅助触点,已经导通,信号进入充电控制器。

再观察充电控制器,有3个指示灯,分别指示和6#张力辊逆变器3个并联R8i模块的通讯回路,发现有一回路指示灯未亮,而正常工作情况下指示灯应该常亮,于是判断充电控制器坏,更换充电控制器后恢复正常。

ACS800多传系统自2007年9月投运至今,设备运行稳定,性能满足连退工艺要求,控制精度高、响应速度快,维护方便。

但该系统部分辅助元器件故障率较高,比如“风机调速控制板、防误启动板、急停回路时间继电器、电源模块”,研究人员对这些设备进行了局部改造,目前运行状态稳定。

参考文献
[1]李夙.异步电动机直接转矩控制[M].北京:机械工业出版社,
1998.
[2]胡崇岳.现代交流调速技术[M].北京:机械工业出版社,1998.
绿色氧化处理技术包括以下几方面:一是超临界水氧化;二是光催氧化;三是电化学氧化;四是化学氧化。

超临界水氧化属于新型的废水和污水处理技术,该技术节能,污水处理效率高,适用范围广,而且不会产生二次污染,受到很多国家的肯定和信赖。

超临界水与常态水相比,超临界水的溶解性比较强,而且扩散系数比较大,传质的速度非常快,可以作为废水处理介质。

以下物质可以在高温下互溶:一是有机物;二是空气;三是氧气;四是水。

呈现出一种混合的状态,这样污水内的有机物就可以被分解,无需进行二次处理。

但是,超临界水处理是在封闭的状态下进行的,这样才能达到废水处理的目标。

目前,很多国家都在应用超临界水处理技术,而且应用范围还在不断扩大。

我国研究部门刚开始投入超临界水处理技术的研究中,还处于实验初级阶段。

3.2 光催化氧化水处理技术
光催化氧化水处理技术的原理是:光催化氧化在紫外光的作用下会分解污水中的氧化物。

光催化氧化反应有两种:一种是均相;另一种是非均相。

均相降解的介质有以下几种:一是Fe;二是H
2
O。

该技术需要借助介质的作用来实现污水氧化物的降解。

3.3 绿色化学氧化处理技术
绿色化学氧化技术的介质有以下几种:一是臭氧;二是过氧化氢;三是双氧水;四是二氧化氯;五是高锰酸钾。

应用以上介质可以分解废水中的有毒有害物质,或者把污水转化成分离水,进而实现污水处理的目标。

化学氧化处理技术需要借助氧化剂的作用提高废水和污水处理效率。

化学氧化处理技术的优势有以下几点:一是操作简单方便;二是容易操作;三是适用范围比较广;四是无毒无污染。

化学氧化处理技术用于降解废水效果十分理想。

相关部门只有加大污水和废水的处理力度,不断引进和研发新型绿色水处理技术才能满足污水处理需求,提高水资源的利用率,进而实现人类和生态的可持续发展。

4 结语
如今,无论是西方国家还是我国都加大了超声波水处理技术的研究力度,研究的范围也在不断扩大。

超声波水处理技术属于绿色水处理技术的一种,该技术应用的成本低,效果佳,可以大力推广。

如今,很多工厂还在使用比较传统的污水处理技术,在污水内添加污水处理剂来去除污水内的水垢和杂物,处理效果并不理想。

应用电磁绿色水处理技术进行污水处理,处理过的水可以达到生活用水的标准。

我国研究部门已经开始投入超临界水处理技术的研究中,但是还处于实验初级阶段。

化学氧化处理技术需要借助氧化剂的作用提高废水和污水处理效率。

参考文献
[1]唐玉斌,陆柱,赵庆祥.绿色水处理技术的研究与应用进展[J].
水处理技术,2012(1):1-5.
[2]李树元,梅光军,金玉健. 绿色水处理剂的研究与应用进展[J].
江苏环境科技,2014(1):51-54.
[3]徐晓东.绿色水处理剂的研究及应用进展[J].石油化工腐蚀与
防护,2011(3):47-49.
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