大功率轧机主电机电气传动方案的分析与比较

大功率轧机主电机电气传动方案的分析与比较近年来，随着工厂自动化水平的不断提高，大功率轧机的运用越来越广泛。

大功率轧机的电机是主要的驱动部件，电气传动的方案也就成为了大功率轧机的核心技术。

电机的类型、结构形式、参数和连接方式，以及传动系统的组成、特性及调速方案，关系着大功率轧机的运行状态，也影响着大功率轧机的节能性能。

现代大功率轧机中，主电机电气传动方案有常规传动方案及现代传动方案两种，其中，常规传动方案包括电动机与电容器变频传动、恒频传动和变矩器传动，现代传动方案主要包括脉冲控制传动和无功补偿传动。

1、电动机与电容器变频传动
电动机与电容器变频传动方案，是一种常见的大功率轧机电气传动方案，由交流电动机、变频控制器及电容器构成。

该方案电容器为三极电容，它能将电动机的电流脉冲分解成三相脉冲，变频控制器能够控制电容器的脉冲数，从而控制电动机的转速，实现转速调节的功能。

优点：该方案具有驱动简单、可靠性高等优点，可以实现快速、精确的转速调节，调速范围可达-25%~+25%；硬件设备成本较低，安装容易，对调速器参数调节灵活；
缺点：该方案的缺点是电容器调节电流脉冲分解时，会消耗一定的功率，降低系统效率；由于电容器存在温度变化、年龄老化等因素，可能造成电机不稳定运行；
2、恒频传动
恒频传动也称为恒频变压器传动，是一种常见的电气传动方案，其结构由电动机、恒频变压器构成。

恒频变压器是一种自动变压器，可以根据负载变化自动调节供电电压，从而达到调节电动机转速的目的，而不损失功率。

优点：该方案调节迅速、容易控制、静态调节精度高等优点，可以有效地切断过载电流；同时，因为不需要复杂的电路，且抗干扰性较好，使得恒频变压器传动方案的可靠性更高，维护成本也更低；
缺点：该方案的缺点是调速幅度较小，而且由于恒频变压器的损耗比较大，使得系统效率相对较低；此外，恒频变压器的成本也较高，对用户的投资压力较大；
3、变矩器传动
变矩器传动也称为变桨传动，是一种常见且经济高效的大功率轧机电气传动方案。

其原理是通过调节电动机输出发生器的电磁转矩，从而调节电动机的转速，实现快速、宽幅度的调节功能。

优点：该传动方案具有调速幅度大，调节精度高等优点；矩功率损耗小，使得整个系统的运行效率更高，而且变矩器的保养工作也比较容易，更方便用户的维护保养；
缺点：该传动方案的缺点是调节精度比较低，并且变矩器的成本相对比较高，对用户投资压力较大，同时也有一定的驱动复杂度；
4、脉冲控制传动
脉冲控制传动也称为数字控制传动，是基于现在的计算机技术而
发展出的一种电气传动方案。

其原理是，通过控制电机的伺服控制器，使电动机可以按照定义的数字信号控制转速，实现快速、精确的转速调节功能。

优点：该传动方案具有控制精密、可靠性高等优点，调速范围可达-180%~+180%；同时，不仅可以实现宽幅度、高精度的转速调节，而且抗干扰能力强，保护功能全面；
缺点：该传动方案的缺点是成本相对较高，设备复杂，空间占用大，对现场安装部署、维护保养比较困难；
5、无功补偿传动
无功补偿传动是近年来发展起来的一种电气传动方案，它是通过多档位调节变压器的档位来控制电动机的输出转矩，实现快速、宽幅度的调节功能。

该传动方案实质上是控制变压器的无功补偿能力，通过对负载的无功补偿来调节电动机的电流谐波，从而实现调节转速的目的。