修理与改造中国设备工程2002.6热轧板主传动系统的变频改造王洪跃张体变频同步电机调速系统的技改过程，及取得的显著效果。详细介绍了交交变频器的原理和应用。

　　攀钢1450热连轧生产线主传动电机全部为机组供电的直流传动。为改变能耗高、控制性能差、设备故障率高的现状，对1450热轧主传动电气传动系统进行了技术改造，并根据工艺要求加大电机功率和提高轧制力矩，拆除原精轧机F1~F6、粗轧机R2的直流电机及变流机组，更换为具有国际先进水平的交交变频同步电机调速系统。R2粗轧机为上、下辊可逆传动，F1~F6精轧机为单机传动。为热连轧交流调速主传动供电系统示意图。其中，R2上、下辊，F1（F4机架电机功率均为5000kW，F5、F6机架电机功率为4000kW，动态无功补偿装置为55MVA.为轧机主传动供电系统图，采用同步电机交交变频全数字矢量控制调速传动。

　　一、交交变频器主回路交交变频器由三台电网自然换流的可逆三相桥式整流装置组成，对应同步电机A、B、C三相，交交变频器采用逻辑无环流三相有中心点接线方式，由三台整流变压器供电，输出端采用星点联接。同步电动机采用星形接线，电机星形中点和变压器中点独立。此方案的优点是，可米用交流偏置技术，使整流变压器的二次电压降低，晶闸管电压安全系数提高，变频器容量降低，电机内无三次谐波。

　　另外，精轧6个机架及粗轧R2机架上、下辊整流变压器采用Dd.和Dyu两种接法，使之相互错开30*电角度，以减少供电谐波分量。

　　000V晶闸管元件反并联装于散热器中构成一个功率单元，六个功率单元组成一个三相可逆桥为一个功率柜，大输出峰值电压2333V，大输出电流3 600A.两个功率柜并联作为交交变频器的一相，大输出电流达7200A，使交交变频器的输出功率达到5000kW.采用全关断光电检测零电流技术，使无环流切换死区减少到<1.1ms；采用LEM电压变换器，以实现电压值检测；采用六脉冲传输同轴电缆，提高抗干扰能力。

　　每个功率柜门板设有集中显示器，显示各功率修理与改造中国设备工程2002.6表1改造前、后主电机技术参数参数12F1，F2，F4F3F5F6改造前改造后改造前改造后改造前改造后改造前改造后改造前改造后功率kW35OO5OOO35OO5OOO35OO5表2各滤波器支路主要参数谐波次数谐波因子额定输出无功功率MVar品质因数安装电容容量MVar主电容额定单元和风机的工作状况。

　　粗轧R2上、下辊，精轧F1~F6主传动每台同步电机各配有一套西门子SIMADYND控制系统，完成电机控制、保护和故障诊断等任务。

　　D是一种可编程和设计的全数字模块化控制系统，外部开关信号通过I/O模块经电气隔离、信号匹配和变换，将外围装置通过总线或串行接口与各处理器联接起来。同时SIMADYND还提供多种通信手段与其它设备、系统进行数据传输，其STRUC编程软件提供了强大的编程手段及功能多样的标准、专用程序库，其子程序可直接调用，并以具体的硬件配置为依据编程。

　　每台电机的控制系统有五个处理器，按功能分为速度调节、矢量计算、定子电流控制、励磁电流控制、电机起停逻辑控制和保护。

　　粗轧R2、精轧F1~F6改造前后主电机主要技术参数见表1.造后总装机容量为38OOOkW，增容40.针对交交变频器对电机的要求及现场安装运行的实际情况，设计制造的电机具有以下特点。

　　安装尺寸与原直流电机一样，原通风冷却和润滑系统均可保留。

　　转子结构采用整体锻件，转轴和磁轭为一整体，以增加转子强度和可靠性。

　　定子铁芯采用斜槽，可有效减少磁场高次谐波。

　　采用F级绝缘，定子采用整体真空压力浸漆PI）工艺，以改善绝缘可靠性和散热能力。

　　转子磁极冲片极靴采用三圆弧非均匀气隙，有利于减少气隙谐波。

　　定子端箍和铁芯齿压板均采用非磁性材料，以减少损耗，防止局部过热。

　　7.轴承采用双向止推和高压油顶，轴承安装和检修时可不刮瓦。

　　主传动交交变频采用干式整流变压器，有以下特点。

　　低压绕组采用铜箔绕制，具有漏磁小、安匝平衡、抗短路冲击性能好等特点，且体积小、节能、节材。

　　在低压绕组埋设PtlOO温度传感器）和PTC热敏电阻器），以实现温度在线检测及对变压器进行温度控制如开、停变压器冷却风机，超温报警、跳闸等）。

　　为减少因采用交交变频器在运行中产生的无功冲击和高次谐波对电网的污染，在系统中设置了SVC装置。根据1450轧机不同的轧制工艺和交交变频同步电机驱动系统运行特性，建立了符合实际的供电系统数学模型，以此为基础进行仿真计算以确定SVC各支路容量见表2）。

　　热连轧主传动交流调速系统攻克了大功率交交变频设计理论及制造，交交变频对电网产生无功冲击及谐波污染的预测及治理，交交变频热连轧机负荷观测及控制技术，交交变频系统工程调试理论及方法等技术难关，仅用39天即完成改造并恢复生产。改造后传动系统动态响应时间由3OOms缩短到1OOms，节约能源15，改善了设备状况，提高了产品质量。

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