轧机电气主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
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。
轧钢主机变频调速传动技术综述1
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。
粗轧主传动接轴的受力分析与改进措施
粗轧主传动接轴的受力分析与改进措施[摘要] 本文介绍了轧钢生产线粗轧主传动的传动形式及受力状态分析。
结合轧机主传动中万向联轴器的现状，通过理论计算，对其所承受的轴向力进行理论分析及提出优化改进方案。
[关键词] 主传动万向接轴应用优化改进1.前言某钢厂2007年新建一条集炼钢、炉外精炼、连铸和轧钢四位于一体的具有当今世界先进水平的热连轧生产线，其粗轧机是四辊可逆轧机，担负着整条生产线的中坚力量。
2011年1月，粗轧R2轧机主传动接轴发生断轴事故。
本文分析了该粗轧机在轧钢工况下接轴的轴向力产生机理及接轴叉头处的受力分析并进行优化改进，找出了解决问题的办法，并得出了主要研究结论。
2.主传动万向接轴构成十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器。
利用其结构的特点能使不在同一轴线、轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转，并可靠地传递转矩和运动。
能广泛应用于冶金、起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。
十字轴式万向联轴器主要由法兰叉头、十字轴总成、焊接叉头花键轴和花键轴套组成。
3.万向接轴的轴向受力计算3.1主传动系统可能产生的轴向分力组成部分1）当接轴倾角为α，电机输出扭矩为Tl时，与电机转子或第三轴相连的万向节叉头作用在止推轴承上的最大压应力PMAX；2）万向接轴及其平衡装置作用在止推轴承上的压应力P2；3）轧机工作时，轧辊产生的轴向力Fb；4）轧辊产生的轴向力Fb通过扁头和套筒向主电机方向的传递，即扁头与套筒之间发生轴向滑动时的临界摩擦力Fm，当：(1)当Fm≤Fb时，则传向电机侧轴向力为Fb；(2)当Fm>Fb时，二者发生相对滑动，则传向电机侧轴向力为Fm；3.2扭矩在万向节处引起的轴向力计算整根接轴的受力分析如图3-1所示。
但具有倾角α的单个十字轴万向节，在主动轴驱动转矩和从动轴反转矩的作用下是不能平衡的。
从万向节叉头与十字轴之间的约束关系分析可知，主动叉对十字轴的作用力偶矩，除主动轴驱动转矩Tl之外，还有作用在主动叉平面的弯曲力偶矩Tl′。
Φ460线材粗轧机主传动系统设计
Φ460线材粗轧机主传动系统设计引言线材粗轧机是一个用于线材加工的机械设备，主要用于将线材进行粗轧，使其形成所需的直径和形状。
在线材粗轧机中，主传动系统起着关键的作用，它负责将电机的动力传递给轧机辊轴，从而实现线材的轧制。
本文将介绍Φ460 线材粗轧机主传动系统的设计。
设计目标Φ460 线材粗轧机的主传动系统设计需要满足以下几个目标：1.高效传递电机动力：主传动系统需能高效传递电机的动力给轧机辊轴，以确保轧机辊能够按照要求进行旋转和轧制操作。
2.稳定运行：主传动系统应具备良好的稳定性，以确保线材粗轧机在工作过程中的平稳运行，减少故障和停机时间。
3.调速功能：主传动系统需具备调速功能，以便根据不同的线材直径和材质需求，精确地控制轧机辊的旋转速度。
4.节能设计：主传动系统应具备节能设计，以降低能耗、提高效能，并减少对环境的影响。
设计方案为了实现以上目标，我们设计了以下主传动系统方案：1.电机选择：选择功率适中的交流电机作为主传动系统的动力源。
在选择电机时，需要考虑线材的加工需求和轧机辊的负载要求，以确保电机能够提供足够的动力。
2.传动装置：选择适合的传动装置将电机的动力传递给轧机辊轴。
常见的传动装置包括齿轮传动、皮带传动和链传动等。
在选择传动装置时，需考虑传动效率、噪音和成本等因素。
3.调速装置：为了实现调速功能，我们选择安装变频器或调速器，通过改变电机的频率或输出轴的转速来控制轧机辊的旋转速度。
这样可以满足不同线材直径和材质的加工需求。
4.稳定性设计：为了确保主传动系统的稳定性，我们将采用合适的轴承和支撑结构，以减少传动中的振动和摩擦。
此外，选用高质量的零部件和适当的润滑剂，能够提高系统的稳定性和寿命。
5.节能设计：为了实现节能目标，我们将采用变频器或能量回收装置，来降低电机的能耗。
此外，根据线材加工的实际需求，合理设置轧机的工作时间和车间的温控系统，以减少能源浪费。
结论通过本文对Φ460 线材粗轧机主传动系统设计方案的介绍，我们可以看出该设计方案具备高效传递电机动力、稳定运行、调速功能和节能设计的特点。
轧制成形设备)第6章-1轧机主传动装置组成和与类型
轧机主传动装置的主要功能包括 传递动力、调整轧制速度、控制 轧制压力以及实现轧机的启动、 停止和反转等操作。
发展历程及现状
发展历程
轧机主传动装置经历了从机械传动到液压传动，再到电气传动的发展历程。随着科技的不断进步，轧机主传动装 置的性能不断提高，实现了高效、精准的控制。
现状
目前，大多数轧机主传动装置采用电气传动方式，利用先进的交流或直流调速系统实现高精度、高响应速度的控 制。同时，随着自动化和智能化技术的不断发展，轧机主传动装置的自动化程度不断提高，实现了远程监控和故 障诊断等功能。
轧机主传动装置类型研究
针对不同类型的轧机，我们对其主传动装置进行了分类研究，探讨了各种传动装置的特点 、适用范围和优缺点，为轧机的选型和设计提供了重要参考。
轧机主传动装置性能优化
在深入研究轧机主传动装置的基础上，我们提出了一系列性能优化措施，如提高传动效率 、降低噪音和振动、增强稳定性和可靠性等，为轧机的改进和升级提供了有力支持。
市场需求与应用前景
市场需求
随着全球制造业的快速发展，金属轧制行业对高性能、高效率的轧机主传动装置的需求 不断增长。同时，随着环保意识的提高，市场对低噪音、低能耗、环保型的轧机主传动
装置的需求也在不断增加。
应用前景
未来，随着新材料、新工艺的不断涌现，轧机主传动装置将面临更多的挑战和机遇。例 如，高强度、高韧性材料的出现将对轧机主传动装置的性能提出更高的要求；而新工艺 的开发和应用将有望降低轧制过程中的能耗和排放，提高生产效率和质量。因此，未来
传动轴将电机的动力传递给轧辊，联 轴器则起到连接和传递扭矩的作用。
减速机构
通过减速机构降低电机输出转速，同 时增大输出扭矩，以满足轧制工艺要 求。
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传动系统是大功率轧机系统中一个重要组成部分，其直接影响着大功率轧机的整体效率、稳定性和可靠性。
因此，选择和设计出适合大功率轧机的传动方案是非常重要的。
目前，主要的大功率轧机电气传动方案有永磁同步电机、异步电机、斯托克斯调速器传动系统、三相异步调速电动机传动系统。
永磁同步电机由一个或多个永磁材料组成，它们放置在电机周围。
它们在受到电磁力的作用下转动，使电机可以输出功率，这称为永磁同步电机。
永磁同步电机的优点是输出功率高，发动机结构紧凑，对负荷变化反应快，较小的励磁电流，可以使用发动机和系统的效率达到预期的最大值，抗失磁性能也较强，可以实现快速调节及无级调速。
缺点是价格较贵，维护比较麻烦，发动机励磁装置和控制装置复杂，且需要消耗大量电能。
异步电机是一种经典的电气传动系统，它由二级塔叶片绕组、旋转电磁轭和转子组成，没有永磁组件。
当电压驱动转子时，它会产生一致的力，使转子旋转起来并带动节点部件。
异步电机的优点是价格低，维护简单，抗失磁能力较强，发动机励磁简单易行，控制器简单，应用范围广。
缺点是输出功率较低，对负荷变化反应慢，等转速调节能力差，效率较低。
斯托克斯调速器传动系统是一种常见的大功率轧机电气传动系统，它是由永磁同步电机、斯托克斯变频器及其相关的控制装置组成的。
斯托克斯变频器是一种可以改变电机转速的装置，它可以改变电机输出的功率，从而满足不同负荷状况下的传动要求。
斯托克斯调速器传动系统的优点是运行稳定，负载性能好，抗干扰能力强，可以实现变频调速。
缺点是价格较贵，控制装置复杂，永磁材料的使用会消耗大量电能。
三相异步调速电动机传动系统是一种新型的大功率轧机电气传动系统，它具有永磁同步电机和斯托克斯调速器传动系统的部分优点。
该系统由三相异步电机、变频器、控制器组成，当变频器把直流电转换为交流电时，它可以改变电机输出功率，从而满足不同负荷状况下的传动要求。
三相异步调速电动机传动系统具有运行噪声低，安装尺寸小，使用寿命长，安全可靠等优点，缺点是价格较贵，控制装置复杂，抗失磁性能不好。
轧机主传动交流传动装置方案比较
１ ２ ｈ １ ３ ０ 工 作 日， 济分 析 如 下 。 天 ４ ，年 ０ 个 经
ｌｇ ｋ 水升 高 １ ￣所需 的热量 为 ｌ １ｘ ．８ ６ ． Ｊ １ ５Ｃ ｘ ５ ４１＝ ２ ｋ ， 年所需 ７ 的热量为 １ｘ ０ ０ ２ ｘ ０ ｘ ２７ ４ １４ ０ ｏ ｋ。按 现使用煤炭 ０ １０ ｘ ４ ３ ０ ６ ． ５ ４ ０ ０ ０ Ｊ ＝ 发 热量 ５ ０ ４ ０大卡 ，锅 炉效率 以 ７ ％计 算 ，全 年节 约煤炭 为 ５
１ 环 流 交 一 交 变 频 调 速 系 统 ． 无
具有许多直流 电机无法 比拟 的优点 。 因此 ， 采用交流传动取代直
流传动一直是传动技术的努力方 向。 目前 ， 采用全数字控 制的交 流传动调速 系统性能 已经大大超过直流传动调速系统 ，交流传 动技术在新建 的轧钢机 、 轧铝机主传动中已经成为主导技术。 适 用 于轧机主传动 的大功率交 流变频调速系统主 回路接线方案 主 要 有下列几种系统。本文主要对 系统主 回路供电接线方案 的技 术特点进行分析 、 比较 ， 供选择方案时参考 。
４结 论 ．
要实现燃煤工业锅炉节能这一重要任务 ，一是要关注节能
减排新 产品的开发利用 ，二是要下力气对在用锅炉进行节能技 术改造。 节能改造技术并不都适 于各种锅炉 ， 需对不 同工况下的 锅炉制定具体 的技改方案 ， 使锅炉达到安全经济运行 的 目的。 为
用 。氧气通过板壳式换 热器排至大气 中。
计算 ， 全年节约费用为 ２ ６ｘ ０ ０元／ ２ ６ ０ 。 ６ ｔ１０ ｔ ６ ００元 ＝ （） ８ 其他节能技术改造
山东菏泽市长江东路 ７ ５ ０ ８号 ２ ４ ０ ７０ ０
810mm宽扁钢轧机电气传动系统配置方案
810mm宽扁钢轧机电气传动系统配置方案一、机组构成概述810mm扁钢轧机主机为四机架可逆连轧机组（两平两立），配置输入输出辊道和机前机后推床等，全部采用交流传动。
两架平辊轧机由两台4200kW的同步电机驱动，两架立辊轧机由四台400kW的异步电机驱动，其它辅助设备如压下机构、推床和辊道等都由不同功率的三相异步电机驱动。
二、传功系统技术说明2.1 主传功交-交变频传动装置2.1.1总说明主轧区两台主传动同步电机采用西门子公司SINAMICS SL150 主传动交交变频系统，主回路采用6脉波技术方案，配置低功耗大功率晶闸管，进线和出线侧均附带阻容吸收及压敏电阻实现变频器的操作及换相过电压保护。
SINAMICS SL150 主传动交交变频系统由三台电网自然换流无环流可逆的三相桥式变流器组成，对应同步电机定子A，B，C三相，每相连接成三相桥式电路。
三相交交变频器采用逻辑无环流、三相有中点方式，由副边三分裂整流变压器供电，每台电机整流变压器接法互相错开，以减少供电高次谐波。
交-交变频同步电机转子励磁由晶闸管直流变流器供电。
下图为交-交变频供电的同步机传动装置的系统单线图。
6脉冲交-交变频装置单线图2.2交-直-交变频辅助传动系统轧机上辅助调速设备的传动电机全部选用西门子公司6SE70系列交流变频调速装置供电。
辅助传动交-直-交变频调速系统主要分为两种控制方案。
立辊轧机电压等级采用AC690V异步变频电机，采用整流变压器、整流（/回馈）单元加逆变器的传动控制方案。
对于调速的辊道及其他在线的调速设备均采用AC380V异步变频电机，也采用直流母线的供电方案。
传动系统组成为整流变压器、整流（/回馈）单元、自耦变压器、直流母线以及逆变器。
压下、机前翻钢机、机前推床、机后翻钢机、机后推床采用单独逆变器控制，辊道电机采用多台电机成组拖动，配置输出电抗器的传动控制方案。
全部变频装置均采用PROFIBUS-DP接口与基础自动化系统的PLC进行过程通讯。
7轧机主传动装置及主电机的选择解析
hs H Dmax hx A
对于主机列中无人字齿轮机座的接轴（见图7-10b）：
hs H Dmax hx A
21
图7-10 接轴配置简图 a-有人字齿轮机座的配置型式；b-由主电机直接传动的配置型式
22
7.1.2 2 弧形齿接轴齿型参数
图7-11 弧形齿接轴齿型参数
14
图7-7 弧形齿接轴齿形示意图 1-内齿圈；2-外齿轴套
图7-8 接轴倾角与承载能力关系
15
16
与滑块式万向接轴相比，弧形齿接轴具有下述优点：
① 因为在运动过程中，弧形齿接轴的角速度几乎是恒定的， 加之径向间隙甚小，所以传动平稳，冲击和振动小，有
利于提高轧速和改善产品质量；
② 传动效率高； ③ 轮齿啮合处便于密封和润滑，使用寿命长； ④ 结构紧凑，重量轻，装拆方便，易于换辊。
σ
6M sin bS 2
M σ j σ 3τ 2 S
2 2
36 sin 2 3 cos 2 2 2 2 b S
9
⑵ 十字轴式万向接轴
十字轴式万向接轴即带有(滚动)轴承的万向接轴，它广泛用 于汽车工业，近年来在钢管轧机、带钢轧机、立辊轧机上得到
较多的应用，并有逐步取代滑块式万向接轴的趋势。
结构——由两个叉头，通过轴承与十字轴相联接，轴承可
以是滚动轴承也可以是滑动轴承。
优点——与滑块式万向接轴相比，它的最大优点是磨损小， 效率高，传递扭矩大，寿命长，传动平稳。在可能的情况下， 应优先使用十字轴式万向接轴。目前，十字轴式万向接轴已标 准化（JB3241——83等）
M 表示接轴传递的总扭矩，则计算更为简便。它可以分解为两个分力矩：
M M1 M 2
热轧带钢生产线主传动方案
热轧带钢生产线主传动方案摘要：文章通过对西南不锈1 450 mm热轧带钢生产线主传动方案的分析和对比，详细阐述了热轧带钢生产线主传动的组成和要求。
为今后的相关设计打下了坚实的基础。
关键词：主传动；交交变频；交直交变频；同步电动机西南不锈钢有限责任公司1 450热轧不锈带钢生产线，是我公司设计的一条较为先进的带钢生产线。
在设计过程中，本着对客户认真负责的宗旨，对整个热轧生产线的电控系统不断优化，精益求精，使西南不锈1 450热轧生产线的电气装备及自动化程度达到了国内领先水平。
1 方案概述西南不锈1 450热轧生产线包括：两座步进式板坯加热炉、一架四辊可逆式粗轧机（R：2x6 500 kW）、热卷箱、切头飞剪、七机架四辊精轧机（F1-F4每机架6 500 kW，F5-F7每机架6 000 kW）、两台地下卷取机、钢卷收集线等设备。
2 轧线主传动2.1 四辊可逆式粗轧机四辊可逆式粗轧机上、下工作辊为单独传动，采用两台交流同步电动机分别对上、下工作辊进行单独拖动。
交流同步电动机额定容量6 500 kW，转速50/90 r/min，16极，频率范围6.667/12 Hz，额定相电压为1.65 kV，功率因数1，防护等级IP44，绝缘等级为F级，冷却方式采用背包式空-水冷却方式。
电动机过载能力为：115%额定负载时连续工作，200%额定负载时频繁工作60 s，250%额定负载时偶尔工作10 s。
2.2 七机架精轧机七机架精轧机各机架的上、下工作辊为集体传动，即每机架精轧机采用一台交流同步电动机对上、下工作辊进行拖动。
精轧F1-F4同步电动机额定容量6 500 kW，转速160/410 r/min，4极，频率范围5.33/13.67 Hz。
精轧F5同步电动机额定容量6 000 kW，转速145/360 r/min，4极，频率范围12/83Hz。
精轧F6-F7同步电动机额定容量6 000 kW，转速310/970 r/min，6极，频率范围6.33/15.167 Hz。
轧机主传动电气系统的选型
轧机主传动电气系统的选型(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除连轧管机主传动电气系统的选型胡宇（中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆钢铁冶金工程技术研究中心，重庆400013）摘要：介绍了连轧管机的传动系统选型要点，包括连轧管机的负载特性；电机，传动装置，以及整流变压器的参数匹配。
并以华菱衡钢无缝钢管厂180无缝管项目为例介绍了轧机主传动系统的构成方案。
关键词：负载，电机，主传动装置，变压器0 前言连轧管机主传动电气系统的选型在轧钢传动系统的选型中具有代表性。
连轧管机是钢管轧钢生产过程的核心机组，而且工况比较复杂，环境也较恶劣。
连轧管机传动系统的好坏直接影响到整个生产，因此对其传动系统的性能要求很高，尤其要求传动系统有很高的静态和动态精度。
连轧管机主传动系统包括变压器、传动装置、电机。
其中，传动装置一般选用国际一流产品，如西门子，ABB等公司的产品。
现在主流连轧管机采用三辊连轧，每个轧辊的单机容量不是很大，但参与轧制的电机数量较多，一般20台以上，因此总投资很大，连轧管机主传动系统占了钢管车间大部分电气投资。
综上所述，对连轧管机主传动系统配置一个合理的选型至关重要，既要有充足的余量以满足轧钢复杂的工况，也要注意容量不能过大否则浪费投资。
以下就华菱衡钢无缝钢管厂180无缝管项目为例，介绍一下主传动系统的构成。
1 系统概述衡阳180无缝管项目采用六机架三辊连轧管机机组，三辊连轧是当今最先进的钢管轧制工艺。
其中，每个机架有三个轧辊，每个轧辊由一台电机传动，电机功率400～600kW；轧辊、电机、变频器等共同组成轧机的主传动系统；另外轧机还有芯棒限动系统、芯棒循环系统、轧机辊缝控制系统等，它们一起组成完整的钢管连轧机组。
下面就对衡阳180连轧管机主传动系统的电气选型情况做一个简要介绍。
2 连轧管机负载特性一般来说，轧钢的负载特性和电机负载特性相吻合，即在某个基速以下是恒转矩，在基速以上负载转矩下降而近似恒功率的特性。
轧钢主机传动与管控方式探析论文
轧钢主机传动与管控方式探析论文轧钢主机传动与管控方式探析论文轧钢主机传动方案随着社会经济的迅速发展，传统的轧机工艺已经无法满足需求。
为从根本上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，轧钢主机的传动方案也在很大程度上发生了改变。
在其控制的过程中，主要包括以下几种方案：交—交变频方案。
交—交变频方案在使用的过程中，能够满足低速大功率电机驱动的低速轧机，其在运行时，一般与同步机配合使用，在允许的状况下，也可以配用异步机。
针对直接变频的可控硅并联变流结构，电机可以采用无环流输入方式来推动整个运行活动，通过设备的内在结构，对交流电压进行控制，且在运行的过程中，配置相应的无功补偿措施，确保轧钢主机的顺利运行。
与上述运行原理不同的是，无环流方式基于自身功率低，在运行的过程中不需要配置相应的无功补偿装置。
操作人员在有环流方式操作中，一般将其无功空置率的功率因数设置为接近1。
交—交变频方案的优点在于控制范围广，设备运行快，且能够按照一定的操作控制设备运行速度。
其缺点主要包括以下几个方面：1）对滤波装置及无功补偿装置等提出了相应要求。
2）在使用多绕组整流变压器结构的过程中，基于变压器的容量较大，对电缆工程提出了更高的要求，这在很大程度上增加了轧机运行的成本。
3）基于主回路附属设备繁多的缘故，用地面积大。
交—直—交三电平PWM变频方案。
在交—直—交三电平PWM 变频方案中，其运行的整体核心在于可关断电力电子器件，整流器与逆变器的`结构如出一辙，其主回路结构比较简单。
在三电平PWM变频方案使用的过程中，使用的规格一般按照元件的使用状况进行确定，在允许的状况下，操作人员可以适当降低PWM的载波频率，以降低整个开关的损耗。
该方案基于自身的优势，不存在谐波影响，其原因在于交—直—交三电平PWM变频方案使用的变压器为高阻抗输入变压器，这种变压器能够将无功控制的使用功率因素控制为1左右。
与此同时，在该方案的容量配置中，4MW以上的电机一般采用超大功率GTO或GCT原件。
轧钢生产线电气传动系统的方案选择及发展趋势
一、轧钢生产线交直流传动方案综合比较
电气传动系统分类及应用（按电压等级分类）
高压传动系统 只有交流传动系统
高压风机、水泵等
10KV、6KV
中压传动系统
只有交流传动系统
冷热轧、板材的主传动、高速线 材的精轧机、减定径机等
3KV
低压传动系统
交流传动系统 直流传动系统
棒线材、小型、带钢主辅传动等 400V、690V 棒线材、小型、带钢主辅传动等 400V-1000V
瑞达高性能变频器（CERI.INVT高性能变频器）的特点： 整体：性价比高、更换方便、备件种类少、库存资金占用少； 硬件：结构更合理、抗干扰性强、运行更稳定、噪音更小； 软件：图形化界面，便于快速掌握、便于迅速解决现场问题，
替代6SE70变频器不用改PLC程序； 水平：2015年1月，瑞达变频器通过了中国机械工业联合会组织 的专家鉴定会，专家一致认为：“该变频器是中国自主研发的高性
结论：1、低压交直流传动方案比较具有现实的意义； 2、低压直流传动系统是指：直流改装传动系统；6RA80改装传动 3、低压交流传动系统是指：高性能交流变频传动系统，可选品牌有西门
子S120、ABB ACS880、瑞达CI800等；
一、轧钢生产线交直流传动方案综合比较
低压交直流传动系统的主要区别
传动 系统
电机
传动 装置
装置 原理
主要功 率原件
主要调 速方法
直流传 动系统
直流电机
可控硅 整流装置
交流变直流
可控硅
调压调速
交流传 动系统
交流电机
变频调 速装置
交流变直流 再变交流
IGBT（绝缘栅 双极型晶体管
）
变频调速
(矢量、TDC)
大功率轧机主传动交流调速技术
大功率轧机主传动交流调速技术李崇坚冶金工业部自动化研究院1. 前言大功率轧钢机主传动要求电气传动系统具有很高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动机传动所垄断，由于直流电机存在着换向问题和换向器、电刷等部件维护工作量较大，使其在提高单机大容量、提高过载能力、降低转动惯量以及简化维护等方面受到了限制，已不能满足轧钢机向大型化、高速化方面的发展。
随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的迅速发展，在大功率轧钢机主传动领域已出现交流调速传动取代直流传动的趋势。
轧钢机是大容量高过载，快速响应的生产机械，交流变频调速不仅具有直流传动同样优越的调速性能，还有许多优于直流传动的特点。
1)单机容量不受限制众所周知，直流电机由于换向器的换向能力限制了电机的容量和速度，直流电动机的极限容量和速度之积约为106kW∙r/min，例如厚板轧机主传动直流电机功率2×8000kW(50/100r/min)已达到极限值，而交流电机单机容量可以突破这一限制，达到2×11000kW，为设备提供更大的动力。
2)体积小、重量轻、占地面积小由于交流电机结构简单、体积小、重量轻、占地面积大大减少。
而直流电机不仅单机体积大，为了减少转动惯量，常常采用双电枢或三电枢串联方式，占地面积很大。
日本某钢厂采用交交变频同步电机替代了原三电枢直流电机，电机功率同为11250kW，交流电机仅用了原直流电机1/3的占地面积。
交流电动机由于结构简单、坚固，因此有可能与机械合为一体，形成机电一体化产品，例如轧钢地下卷取机的卷取芯棒就作为同步电机的转子。
3)转动惯量小以宝钢2050mm热连轧机为例，直流主传动电动机2⨯4500kW(250/578r/min)双电枢传动，转动惯量76.8tm2，而交流主传动电动机9000kW(250/578r/min)单电枢传动，转动惯量17.2TM2，仅为直流电机的1/4.5。
4)动态响应好由于交流电机转动惯量大大减少，并且交流电机没有换向火花对过载能力的限制，电机可以具有更大的动态加速电流。
《4300轧机主传动系统动态特性分析》范文
《4300轧机主传动系统动态特性分析》篇一一、引言随着工业自动化与智能制造的不断发展，轧机作为金属加工领域的重要设备，其主传动系统的动态特性分析显得尤为重要。
本文以4300轧机主传动系统为研究对象，对其动态特性进行深入分析，旨在提升轧机的工作效率与稳定性，为相关设备的优化设计提供理论支持。
二、4300轧机主传动系统概述4300轧机主传动系统是金属加工生产线上的关键设备，其主要包括电动机、减速器、联轴器、轧辊等部件。
该系统的动态特性直接影响到轧机的生产效率、产品质量及设备寿命。
因此，对主传动系统的动态特性进行分析，对于提高轧机的整体性能具有重要意义。
三、动态特性分析方法1. 理论分析：基于机械动力学、弹性力学等理论，对主传动系统的运动方程、受力情况等进行理论分析，为后续的仿真分析提供理论基础。
2. 仿真分析：利用有限元分析软件，建立主传动系统的仿真模型，对系统的动态特性进行仿真分析。
通过仿真分析，可以直观地了解主传动系统的运动规律及受力情况。
3. 实验分析：通过在实际生产线上进行实验，收集主传动系统的运行数据，对理论分析和仿真分析的结果进行验证。
四、主传动系统动态特性分析1. 运动特性分析：主传动系统在运行过程中，各部件的运动规律及相互关系对系统的整体性能具有重要影响。
通过理论分析、仿真分析和实验分析，可以得出主传动系统的运动特性，如速度、加速度等。
2. 受力特性分析：主传动系统在运行过程中，各部件所受的力及力矩对系统的稳定性具有重要影响。
通过理论分析和仿真分析，可以得出主传动系统的受力特性，如各部件的应力、变形等。
3. 动态响应特性分析：主传动系统在受到外界干扰时，其动态响应特性直接影响到系统的稳定性。
通过实验分析，可以得出主传动系统在受到不同干扰时的动态响应特性。
五、结果与讨论通过对4300轧机主传动系统的动态特性进行分析，可以得到以下结论：1. 主传动系统的运动特性和受力特性均呈现出一定的规律性，这些规律性对于优化设计及提高设备性能具有重要意义。
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，随着工业革命的不断发展，金属制品加工行业也发生了巨大变化，机械设备的发展也取得了重大进展。
现代的机械工厂中，轧机是主要的生产设备之一。
轧机的转动力靠主电动机提供，而主电动机的电气传动方案就成了轧机推动的关键。
大功率的轧机的电气传动方案尤为重要，本文将从电源类型、传动模式和控制系统三个方面，对当前市面上常见的几种大功率轧机主电机电气传动方案进行分析和比较，以期更好地满足大功率轧机的转动需求。
一、电源类型大功率轧机主电动机的电源类型一般有交流电源和直流电源两种。
1、交流电源交流电源被广泛用于大功率轧机，一般采用三相恒压控制或者恒频控制，比如交流定子放电磁通控制，VVVF控制等。
它有较高的运行效率，同时也有较高的精度，能够有效地满足大功率轧机的转动要求。
2、直流电源直流电源也可以用在大功率轧机，直流电源采用恒压控制或者恒流控制，主要分两种：一是采用闭环控制，通过调节电流来控制转速，二是通过变频控制，使用变频器控制马达的频率来控制电机的转速。
直流电源的优点是可以满足大功率轧机的转动要求，并且特别适合恒功率和恒转矩使用，更稳定、可靠。
二、传动模式大功率轧机的传动模式一般分两类：直接传动和齿轮传动。
1、直接传动直接传动是指电动机的转矩直接传递到轧辊上，由于没有传动介质，所以动力损失小，效率高，可以有效提高轧机的运行精度。
同时，直接传动的几何结构比较简单，安装、保养也比较方便，所以在某些轧机中，直接传动依然是最常用的方案。
2、齿轮传动齿轮传动一般是指电动机通过齿轮、皮带或蜗轮传动机构将动力传递到轧辊上，会有一定的动力损失，但是能满足大功率轧机转速、扭矩的要求，耐用性也较高，所以在某些轧机中仍然是主要的传动方案。
三、控制系统1、传统PLC控制系统PLC控制系统是目前最常用的轧机控制系统，它具有灵活性强、可靠性高、维护成本低等优势，可以满足大功率轧机的控制要求。
2、现代智能控制系统随着物联网技术和自动化技术的发展，现代智能控制系统也在大功率轧机中应用越来越多，主要分为基于触摸屏的可视化控制系统、基于机器视觉的智能控制系统等。
《2024年4300轧机主传动系统动态特性分析》范文
《4300轧机主传动系统动态特性分析》篇一一、引言在轧机设备中，主传动系统是整个轧机设备的核心部分，其动态特性直接关系到轧机的生产效率、产品质量以及设备的使用寿命。
本文以4300轧机为例，对其主传动系统的动态特性进行深入分析，旨在为轧机设备的优化设计、运行维护提供理论依据。
二、4300轧机主传动系统概述4300轧机是一种广泛应用于金属板材轧制的设备。
其主传动系统主要由电机、减速器、联轴器、工作辊道等部分组成。
其中，电机提供动力，减速器对动力进行减速增扭，联轴器则实现电机与工作辊道之间的动力传递，工作辊道则直接参与轧制过程。
三、动态特性分析方法为了全面了解4300轧机主传动系统的动态特性，本文采用以下分析方法：1. 理论分析：结合轧机的工作原理和主传动系统的结构特点，建立数学模型，分析系统在运行过程中的动态特性。
2. 实验研究：通过实际运行数据和实验数据，对主传动系统的动态特性进行实证分析。
3. 仿真分析：利用仿真软件对主传动系统进行模拟分析，以预测系统的动态响应和性能。
四、主传动系统动态特性分析1. 电机与减速器的动态特性：电机与减速器的匹配程度直接影响到主传动系统的性能。
在动态过程中，电机需提供足够的动力以驱动减速器正常工作，同时减速器需具备较好的减震性能，以减小动力传递过程中的冲击和振动。
2. 联轴器的动态特性：联轴器作为电机与工作辊道之间的动力传递装置，其动态特性对主传动系统的稳定性具有重要影响。
在运行过程中，联轴器需具备较好的刚性和弹性，以保证动力传递的平稳性和连续性。
3. 工作辊道的动态特性：工作辊道直接参与轧制过程，其动态特性对产品的质量和设备的使用寿命具有重要影响。
在轧制过程中，工作辊道需具备较高的硬度和耐磨性，以保证轧制过程的稳定性和产品质量。
五、结论与建议通过对4300轧机主传动系统的动态特性进行分析，可以得出以下结论：1. 主传动系统的动态特性受电机、减速器、联轴器和工作辊道等多个部分的影响。
轧机电气主传动方案的分析与比较
轧机电气主传动方案的分析与比较摘要：首钢2160轧机电气主传动原设计方案为交交变频全数字矢量控制调速系统，而宝钢1580轧机应用的是GTO交直交变频技术。
为此本文对交交变频和交直交变频进行了深入的分析和比较，以供类似工程建设时参考与选择。
关键词：轧机；主传动中图分类号：TG333.11文献标识码： A 文章编号：90年代初期首钢开始筹建2160热轧厂，工艺方案为年产413万吨各类板卷。
该轧线设计有3台步进式加热炉；2架可逆式粗轧机，R1前设有加强的大立棍轧机E1、R2前、后设有立辊轧机E2、E3，实现AWC自动宽度控制，R2后面布置了板卷箱、飞剪；精轧机组由6架带液压AGC和工作滚轴动的轧机组成，精轧机前设有1台立辊轧机S4，输出辊道上布置了水幕和层流冷却；3台液压卷曲机（其中1台预留）具有踏步控制功能；精整区设计了5条精整剪切线。
在整个工艺线上采用了多种先进技术，其中之一是8架轧机的主传动采用交流电机传动，全部由交交变频装置为其供电。
近年来，随着电力电子技术的不断发展，开发出新一代电力电子器件，如可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极晶体管IGBT和集成门极整流元件IGCT等的出现，使交直交变频器得到较大的发展。
宝钢1580热轧机建设时，主传动中全线都采用交直交变频器，为此，我们对宝纲1580热轧机主传动系统进行了考察，并对两种供电方式做了技术上的分析对比。
技术对比1．1交交变频与交直交变频装置概述[1]如图1，主整流变压器是三个独立的△/Y-11连接的变压器，每个变压器连接一组由正反桥组成的交交变频装置，其输出对应同步机A、B、C 三项中的一项，三相交交变频装置采用逻辑无环流三项有中点方式，图1 交交变频器住电路见图输出端采用星点连接，电机双绕组串联、三相星接和变频器星点独立。
对应的输出每一项而言，其输出电压为Uom cos a ,当a=0时，Ud=Uom,（Uom为输出电压最大值，Ud为空载直流平均电压），改变a角，可以改变其输出电压平均值的大小。
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大功率轧机是金属制造以及转换行业的重要设备，它的性能和可靠性对企业的效率和利润产生重要影响。
本文从电气传动方案的角度，就主电机的材料、制造工艺及其控制方式进行分析和比较，以期望提供可行的方案，为大功率轧机提供可靠的电气传动方案，提高轧机整体的质量和可靠性。
大功率轧机的主电机是电气传动系统的重要组成部分。
它的性能及可靠性的表现将直接影响轧机的运行效率和可靠性。
因此，在实际应用中，主电机的材料、制造工艺及其控制方式必须慎重选择。
主电机的材料选择取决于轧机的型号和用途，一般而言，可以选择熔炼和冶炼后的低碳钢，以保证主电机能够适应轧机大范围内的运行条件，如温度变化，强度、硬度、耐腐蚀性和抗磨损性等。
制造工艺方面，一般使用锻造、磨削等工艺制造主电机，以期达到高效率、低损耗和质量加工的目的。
控制方面，对大功率轧机而言，主电机一般采用变频器控制，具有较低的投入成本和较高的控制精度，能够有效的控制轧机的运行，保证轧机的安全稳定性。
综上所述，从电气传动方案的角度，就主电机的材料、制造工艺及其控制方式进行分析和比较，以期望提供可行的方案，为大功率轧机提供可靠的电气传动方案，提高轧机整体的质量和可靠性。
首先，应该从材料选择入手，根据轧机的类型以及使用情况，选择合适的材料，以确保主电机具有良好的热性能及耐久性能；其次，控制方面，应采用变频器控制，具有较低的投入成本和较高的控制精度，保证轧机的安全稳定性。
此外，还应加强制造工艺的管控，采用锻造、磨削等工艺制造，确保质量可靠、损耗低。
为了确保大功率轧机的高效运行，必须根据使用环境和工况，以及终端用户的使用习惯，合理选择主电机材质、制造工艺和控制方法，以期达到最佳的经济效益和可靠性。
这样，才能更好的保证大功率轧机的质量和可靠性。
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轧机电气主传动方案的分析与比较
摘要：首钢2160轧机电气主传动原设计方案为交交变频全数字矢量控制调速系统，而宝钢1580轧机应用的是GTO交直交变频技术。
为此本文对交交变频和交直交变频进行了深入的分析和比较，以供类似工程建设时参考与选择。
关键词：轧机；主传动
中图分类号：TG333.11文献标识码： A 文章编号：
90年代初期首钢开始筹建2160热轧厂，工艺方案为年产413万吨各类板卷。
该轧线设计有3台步进式加热炉；2架可逆式粗轧机，R1前设有加强的大立棍轧机E1、R2前、后设有立辊轧机E2、E3，实现AWC自动宽度控制，R2后面布置了板卷箱、飞剪；精轧机组由6架带液压AGC和工作滚轴动的轧机组成，精轧机前设有1台立辊轧机S4，输出辊道上布置了水幕和层流冷却；3台液压卷曲机（其中1台预留）具有踏步控制功能；精整区设计了5条精整剪切线。
在整个工艺线上采用了多种先进技术，其中之一是8架轧机的主传动采用交流电机传动，全部由交交变频装置为其供电。
近年来，随着电力电子技术的不断发展，开发出新一代电力电子器件，如可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极晶体管IGBT和集成门极整流元件IGCT等的出现，使交直交变
频器得到较大的发展。
宝钢1580热轧机建设时，主传动中全线都采用交直交变频器，为此，我们对宝纲1580热轧机主传动系统进行了考察，并对两种供电方式做了技术上的分析对比。
技术对比
1．1交交变频与交直交变频装置概述[1]
如图1，主整流变压器是三个独立的△/Y-11连接的变压器，每个变压器连接一组由正反桥组成的交交变频装置，其输出对应同步机A、B、C 三项中的一项，三相交交变频装置采用逻辑无环流三项有中点方式，
图1 交交变频器住电路见图
输出端采用星点连接，电机双绕组串联、三相星接和变频器星点独立。
对应的输出每一项而言，其输出电压为Uom cos a ,当a=0时，Ud=Uom,（Uom为输出电压最大值，Ud为空载直流平均电压），改变a角，可以改变其输出电压平均值的大小。
图2交直交三电平变换器主电路简图
因输出是接到电动机的一相，而反电势负载的电流滞后电压一个角度，这就要求正反两组晶闸管都要有一个本桥逆变的过程，此时电压和电流反向，电机向电网回馈电能，所以a角也要有大于90度的移相范围，即每组晶闸管的输出都可正可负，在输出电压的一个周波中，按电流过零点分，两组桥轮流工作，而每组桥工作的半波内又有整流和本桥逆变两个区间。
其输出电压U的函数表达式为：U=Ud/Uom cos wo t (wo为输出电压基波的角频率，K为调制系数)，即改变wo就可改变输出频率，改变a
的调节深度就可改变K值，从而改变了输出电压的大小，如果把a调节深度与输出频率协调起来，则可保证U/F=常数，实现对电机的恒磁通调速。
交交变频实际上是经由电力电子开关的阵列把输入电压的不同片段送到输出端，以形成输出电压的波形，当拼凑的输出波形片段太少时，即输出频率接近或超过输入频率的1/2时，其波形畸变将很大，为此2160轧机的R2和精轧机的变压器采用曲折接法，以增加变频器的脉波数；采用12相整流来调制，一减少输出波形的畸变。
2两种变频器的技术对比
1．2．1 交直交变频器的优缺点
优点：交直交变频器的输出频率较高，在实现对电机的变频、变压调速的同时，也有效地减少了网络侧和输出侧的高次谐波分量，从而取消了网络侧的动态无功补偿装置，而电机侧减少了输出转矩的脉动，提高了控制系统的精度和动态响应特性，满足了轧机的调速要求。
缺点：GTO是电流型元件，它的控制功率约为主回路功率的1/3，因此控制回路很复杂，要求功率也大，每一单元元件很重要，不宜更换和维护，
1．2．2 交交变频器的优缺点
优点：交交变频器只进行一次能量转换，所以效率高，而且像SCR整流电路一样，其晶闸管的换流是靠电源电压的自然换流，不需要设置强迫换流装置和使用特殊的可自关断的换流元件，从而简化了设备，提高了效率和运行的可靠性。
缺点：交交变频器由于受输出电压波形的影响，其输出电压的频率调
节范围一般控制在输入电源频率的1/3以下，最高也不超过1/2，所以只适合于低速大功率的传动系统。
另外，其运行时产生大量的谐波，必须增设动态无功补偿装置，才能保证电网和装置的可靠运行。
2 与传动密切相关的几个问题
1电机设备
轧钢过程中，要求电机的调速范围宽，动态、静态的调速性能好，而且轧制时的冲击负荷大，要求过载倍数高，所以在国内外的热轧系统绝大多数都采用直流电机进行传动。
但直流机存在两大致命缺陷，一是整流换相问题难以获得满意的解决，虽然在电机的制造和维护上采取了采取了许多措施，但重载和加减速时的换相火花仍是困扰工程技术人员和维护电工的大问题；其二是单电枢电机的容量不能太大，超过5000KW的，要采用双电枢或三电枢，而其转动惯量GD2几倍于同容量的交流机。
所以新建或改建的大型轧机都在采用交流进行拖动。
2．2电网设备
首钢2160热轧机设计使用的交交变频器的谐波是一个大问题，除了整流装置特有的多次谐波外，还在基波及各次特征谐两侧出现旁波，随着输出频率的上升，旁波的频率和幅值都在增加。
这些谐波对电网、变压器、电机、电缆及通信线路都产生大量直接和间接的危害。
为此，我们采用动态无功补偿装置和谐波滤波器对电网和电力设备进行保护。
而宝纲1580轧机使用GTO变频技术，几乎不产生无功功率，电网侧电流接近正弦，完全不再需要动态无功补偿装置及谐波滤波器。
结论
综上所述，本文对首钢2160热轧机传动系统和宝钢1580热轧机系统进行了分析和比较，两种方案都采用交流同步电机拖动，都能满足热轧工艺的要求，避免了直流电机拖动的众多问题，都可称为当前国际领先的传动方式。
GTO交直交变频可省去无功补偿，减少电网公害是很可取的一点，但其能源转换方式为2级，效率稍低，且GTO为过渡型元件，在选用时要慎重。
而交交变频系统的输出频率低，只适合应用在大功率、低转速的场合，并要同时治理电网的谐波。
作为热连轧主传动选择上述两种方案都是可行的。
参考文献：
[1]佟纯厚.近代交流调速[M].北京：冶金工业出版社，1995.。