唐钢二冷轧酸轧机组轧机主电机及传动系统

2016-03-22中冶南方工程技术有限公司

电子世界 2016年1期

关键词：轧机

中冶南方工程技术有限公司　肖　丹

唐钢二冷轧酸轧机组轧机主电机及传动系统

中冶南方工程技术有限公司肖丹

【摘要】本文主要论述了唐钢二冷轧酸洗轧机联合机组轧机主电机的型式及其主传动系统的特点及控制功能。

【关键词】主电机；轧机；SM150变频器

0　概述

唐钢为了更好地满足国内外对冷轧板带产品的市场需求，增加公司经济效益，新建了第二冷轧带钢工厂，年产冷轧板带产品150万吨。生产机组包括酸洗轧机联合机组、连续退火机组、连续热镀锌机组、重卷检查机组、半自动化包装机组。

酸洗轧机联合机组由酸洗机组和轧机机组两部分组成。酸洗机组对带钢进行酸洗、清洗及烘干后，送至五机架冷连轧机，再由五机架冷连轧机将带钢轧制到所要求的厚度。轧机机组5台主电机驱动五机架冷连轧机，并通过西门子SINAMICS SM150中压变频器对轧机机架进行控制。

1　轧机主电机介绍

用于轧机1#～5#机架的主电机为交流同步隐极电动机，2台卷取机为鼠笼式交流异步电动机。主电机技术数据如下表：

描述　轧机1#机架　轧机2-5#机架卷取机1-2数量　1　4 2型式　同步电动机TBPK S1000-6同步电动机TBPK S1000-6异步电动机YSPKS800-6电机功率：-额定功率（S9）-连续工作（S1）-最大负荷kW kW kW/s 4433 5098 7756/60 6400 7360 11200/60 2300 2645 3700/60速度范围　rpm　284/1039　410/1500　410-590/1500频率　Hz　14.2/51.95　20.5/75　20.5/75极数　6 6 6电压（线电压）　V　3300　3300　3300电流：-非周期性负荷（S9）-连续工作（S1）-最大负荷A A A/s 801 918 1413/60 1141 1313 2020/60 603-472 675 946/60额定转矩（S1）　kNm　149.1　149.1　53.6功率因数　0.996　0.996　0.89电机效率　%　97.6　98.2　95.1励磁（S9/最大）-电压-电流V A 157/245 382/598 125/205 378/621 --惯性矩(转子)　tm2　1.9　1.9　0.677

2　轧机主传动系统

西门子SINAMICS SM150是具有主动前端的IGCT三电平中压变频器，为轧机机架主传动提供控制。西门子SINAMICS SM150变频器的传动系统是由两个基本单元组成，每个基本单元由1个IGCT整流单元和1个直流母线回路组成。即变频器的整流器是由1个IGCT整流单元和1个直流母线回路组成，逆变器也是由1个IGCT整流单元和1个直流母线回路组成。

唐钢二冷轧酸轧机组2#～5#轧机主电机由于电机功率大，故每台轧机主电机选择1台10000kW的整流器来控制；而1#轧机主电机由于功率小，故和1#～2#卷取机一起，选择1台10000kW的整流器来控制。由于选择了同一规格的整流器，故提高了整流单元的互换性，减少了备品备件。变频器选用的具体情况如下表所示：

1~2#卷取机基本单元数量　4　1　5　2描述　2~5#轧机机架1#轧机机架+1~2#卷取机1~5#轧机机架应用整流器（具有主动前端）整流器（具有主动前端）逆变器　逆变器额定功率　kW　10000　10000　10000　7000单相电流：-持续电流-峰值电流（1个周期内）1225 1250/60输入电压　kV　AC 3.3　AC 3.3　DC 2x2.4　DC 2x2.4输出电压　kV　DC 2x2.4　DC 2x2.4　AC 3.3　AC 3.3频率　Hz　50/60　50/60　0-75　0-75功率因数　1.0　1.0效率　%　99.4　99.4　99.4　99.4 A A/s 1750 1950/20 1750 1950/20 1750 1950/20

根据轧机的设计要求，变频器为2#轧机~5#轧机提供165%的过载能力，为1#轧机和两台卷取机提供155%的过载能力。

由于同步电动机自身特点，需要额外供给一个同步电源，故SINAMICS SM150整流系统要求供给一个额外的同步电源用于5台轧机和2台卷取机。

SINAMICS SM150变频器的IGCT整流单元内集成有传动系统单元，为轧机和卷取机提供控制。主要控制功能如下：

（1）速度控制。

（2）同步电机TRANSVEKTOR控制，包含：电枢电流控制；磁场电流控制；电机功率因数控制；流量控制。

（3）感应电机矢量控制，包含：电枢电流控制；电机功率因数控制；流量控制；变频器控制。

（4）变压器电流功率因数控制。

（5）传动顺序控制。

（6）“安全转矩关闭”传动保护。

（7）与自动化系统通讯，进行集中控制与操作。

（8）传动监测，包含：电机定子和变频器温度监测；—电子转子温度的数学模型；电子过载监测；—供电、接地故障监测；—追踪功能。

（9）摩擦力矩补偿。