国产交直交轧机主传动变频系统开发及应用new

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1、国产交直交轧机主传动变频系统开发及应用·1·国产交直交轧机主传动变频系统开发及应用1112张勇军郝春辉张永康尚敬（1.北京科技大学冶金工程研究院，北京100083；2.南车株洲电力机车研究所有限公司，株洲412001）摘要高性能轧机主传动交直交变频系统技术及产品长期为国外大公司所垄断，本文介绍了基于自主研发的高性能交直交变流装置的控制系统和主回路设计，并将该装置进行系统化集成与专用化开发，通过实验探索，成功应用于一条中试线的热轧机主传动电机驱动中。通过与广泛使用的国外同类高性能产品的对比测试，证明

2、该系统完全能够满足高性能轧制工艺需求。此项实用技术和产品的应用成功，为下一步开展超大功率三电平交直交变频系统的研制与开发打下了良好的基础。关键词电气传动轧机主传动交直交变频矢量控制DevelopmentandApplicationofDomesticAC-DC-ACMillMainDriveInverterSystem1112ZhangYongjunHaoChunhuiZhangYongkangShangJing(1.ResearchInstituteofMetallurgicalEngineer

3、ing,USTB,Beijing,100083;2.CSRZhuzhouInstituteCo.,Ltd.,Zhuzhou,412001)AbstractHigh-performancemillmaindriveACinvertersystemhasbeenmonopolizedbyforeigncompaniesforalongtime.ControlsystemandmaincircuitdesignofadomesticAC-DC-ACmillmaindriveinvertersystemw

4、ithhighperformanceisdescribedinthispaper.Thissystemissuccessfullyusedinahotrollingmillmaindrivesystemofatestlinebymeansofsystematicintegrationandspecializationdevelopment.Comparedwithforeigntechnologiesandproducts,thissystemisfullyabletomeetthehighdem

5、andforrollingprocess.Basedonthissystem,anultra-high-powerthree-levelAC-DC-ACinvertersystemwillberesearchedanddeveloped,aimedtoachievecompletelocalizationofhigh-powermillmaindriveAC-DC-ACinvertertechnology.Keywordselectricdrive,millmaindrive,invertersy

6、stem,vectorcontrol1引言现代化的冶金轧制生产线是综合了机械、电气、液压装备的复杂大系统，其中电气传动装备在整条生产线中占有重要地位，结构合理、性能可靠的电气传动装备可以最大限度地发挥轧线的生产效能，也是生产高[1]质量产品的重要保证。例如作为品种开发重要手段的控轧控冷技术，要求轧机具备高速低温轧制能力，因此要求单机架的装机容量加大，这对电气传动及自动控制提出了更高要求。冶金轧制生产线的升级改造及部[2]分新增高品质产品的需求都为轧机主传动电气系统的更新换代带来了巨大市场。轧机主传

7、动电气系统先后经历了从G-D机组供电、晶闸管直流调速到交流变频调速的过程。交流变频调速主要有交交和交直交两种形式。由于存在调速范围窄、电网污染大等缺点，交交变频调速方式日趋被交·2·第九届中国钢铁年会论文集[3]直交变频调速方式所取代。随着可关断电力电子器件工艺技术的日益成熟，采用高压大功率全控型器件的三电平交直交变频调速系统已经逐步成为轧机主传动的主流装备。然而这一领域的核心技术长期为几家国外跨国公司所垄断，如ABB、TMEIC、SIEMENS等公司，形成一定的技术壁垒和价格保护，为此国内冶金企

8、业每年不得不花费大量资金重复引进此类装备。通过对国外现有先进大功率变频系统的研究以及对电力电子技术、微电子技术、控制技术、网络技术等[4,5]多学科最新技术的分析，进行国产化轧机用高性能交直交变频系统的开发与应用成为可能，也是重要装备国产化的一项组成内容。在国家“十二五”科技支撑计划的资助下，具有完全自主知识产权的国产化交直交变频实用技术研究已基本成熟，并成功研制出一套交直交变频装置样机，通过对该系统进行二次系统集成设计，样机产品已应用于一条中试线热轧机的主传动系统驱动中。为了验证