公共直流母线在变频器上的应用

《公共直流母线在变频器上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、要：本文主要介绍了直流母线技术在济钢中板厂新上剪切线上的应用。对系统的组成，功能特点，现场问题的解决措施做了简要阐述。该系统节能效果明显，易于实现网络控制，操作简单方便，具有很好的推广应用价值。一、引言在工业生产中，采用交流电动机与变频器相结合的交流调速已极为广泛。交流变频调速技术优越的调速性能和显著的节能效果，使其成为现代化电气传动的主要发展方向之一。变频调速是交流电动机调速的发展趋势，使用变摘  要：本文主要介绍了直流母线技术在济钢中板厂新上剪切线上的应用。对系统的组成，功能特点，现场问题的解决措施做了简要阐述。该系统节能效果明显，易于实现网络控制，操作简单方便，具有很

2、好的推广应用价值。一、引言在工业生产中，采用交流电动机与变频器相结合的交流调速已极为广泛。交流变频调速技术优越的调速性能和显著的节能效果，使其成为现代化电气传动的主要发展方向之一。变频调速是交流电动机调速的发展趋势，使用变频器的电控系统，操作比较方便，易于控制，而且又能实现软启动和软停车，不仅消除了因直接挂网而引起的对电动机及设备的机械冲击，而且也消除了对电网的冲击，还可以降低供电变压器的容量。为了适应总公司品种质量需求，济钢中板厂于2005年开始新建一条钢板剪切线，设计时所有设备均采用交流电机驱动，由于整条生产线采用全自动控制，在线电机就存在频繁的启动与制动，在辊道传送钢

3、板时，负载惯性大，制动时，从电机大量反馈回直流环节的能量将抬高直流环节电压。针对上述存在问题，为了充分解决能量反馈问题，最理想的是把电机能量反馈回电网，这种系统不但性能好、运行效率很高，而且运行经济节能。鉴于以上原因，整条剪切线电机传动系统采用罗克韦尔公司公共直流母线技术，由二套整流/回馈单元给公共直流母线供电，所有逆变器均挂接在直流母线上，构成一个公共直流母线调速系统。二、系统特点一般使用独立的变频装置驱动都需要增加反馈电网的装置或制动电阻，否则无法顺利使用。采用反馈电网的方式，其投入成本高，电路复杂，保养维护困难。采用制动电阻因为反馈能量大，消耗功率大，制动功率大也是不

4、经济的方式。如何把负载惯量产生的电能再生利用，就成为关键技术之一。公共直流母线的原理就是将变频器分解为两个部件，即整流器部分和逆变器分开。一台较大的整流装置可以供应多台逆变装置，每台逆变器的直流母线均并联在一起。因此逆变器反馈的能量可以彼此的再生利用。所有逆变器能量不足的部分在有整流桥提供，由交流电源供电，因此这种应用方式节电率最高。同时可以提高设备运行可靠性，减少设备维护量和设备占地面积等。所以公共直流母线技术越来越广泛地应用于多电机传动系统中，不仅可以获得高精度调速系统，而且还可以取得很好的节能效果。三、公共直流母线控制系统的组成公共直流母线控制系统通常由整流/回馈单元

5、、公共直流母线、逆变单元等组成。主回路部分为交直电压型，功率单元采用IGBT组件，在济钢中板剪切线上应用的最大输出功率分别为2000kW和1500KW。该整流回馈单元具有功率因数高、输出纹波小、性能可靠、系统稳定性好等特点。3.1整流/回馈装置整流/回馈单元把交流电源转换为电压稳定的直流电源，即使在逆变器能量回馈到电网时，该电压在规定范围内仍保持恒定。整流/回馈单元的功率部分一般由2个反并联晶闸管桥组成，可在输入端电网和逆变器中间回路之间整流和回馈。3.2逆变器逆变单元把电压稳定的直流电源转化为电压、频率可调的交流电源，以满足电机平滑调速的目的。逆变器原理图四、系统应用济钢

6、中板厂滚切式双边剪和定尺剪系统设计交流调速电机150台，分别由46套调速装置控制。其中双边剪剪切区共有92台交流电机，定尺剪剪切区公有58台交流电机。这些电机均要求工作在频繁起制动状态，且具有良好的调速性能和调速精度，对定位精度有严格的工艺控制。4.1 方案的产生根据双边剪生产工艺的要求，剪切区辊道担负着输送钢板和控制剪切步长的任务，这就要求辊道电机的工作特性要与夹送辊的工作特性保持一致，具有相同的加速度和线速度。系统的自动控制主要有过程级PLC和传动级PLC构成，过程级PLC主要完成系统工艺控制，传动级PLC主要完成辊道等设备的连锁控制和保护。传动级PLC通过CNB获取所

7、有逆变器和操作台的相关信号，通过内部逻辑组合产生对辊道等设备的控制信号。自动时根据主剪对辊道的要求，由过程级PLC通过控制网传给传动级PLC，再经由1203-CN1传送到各逆变器的速度给定上，以最终调整辊道速度或是控制某一系统的运行，停止等。同时通过控制网将监控各系统的运行级故障状态。      辊道工作曲线如图所示：辊道工作状态示意图由辊道电机的工作曲线可以看出，辊道电机始终工作在启动、制动状态。因此，辊道属频繁起、制动工况，恒力矩负载，并有不规则的负载冲击，对调速装置提出了较高的制动要求。众所周知，转差矢量控制