1前言1550冷轧酸轧机组主传动系统采用的是日立HIVECTOL-VSI-M系统。日立的HIVECTOL系统是日立的轧钢设备在线驱动系统，它是以矢量控制为基本思想而开发的高性能、多驱动系统。酸轧机组主传动采用的是该系统的中容量传动，驱动的异步交流马达的功率分别为1500kW、2200kW及1800kW，对应的变频器的容量分别为3000kV*A和4200kV*A.酸轧主传动是以IGBT为功率元件的整流装置和变频装置，控制原理则是基于PWM技术的矢量变频控制。由于单个IGBT元件的容量所限，日立公司采用了多并列的方式，以达到所需要的容量。下面将从日立主传动的控制原理、硬件构成特点及系统性能分别加以介绍。

　　2日立矢置变频器的控制原理在交流异步电机中，磁通乘以电流产生转矩。

　　由于磁通和电流都是非线性的变化量，难以实现稳定的转矩控制。矢量控制的基本思想就是将异步电机经过坐标变换等效成直流电机来控制，具体就是把异步电机的电流进行空间变换，分解成转矩电流和励磁电流，像控制直流电机一样分别控制转矩电流和励磁电流Jm.矢量控制的实现方法有许多，日立变频器的矢量控制方法是通过转差频率控制设定磁场方向的方法。

　　交流电动机的等效电路如所示。

　　Slip转差：率，为转矩电流；矢童变频器的控制原理就是将交流电动机的三相电流通过坐标变换，变换成两相（），即磁场电流和转矩电流加以控制，同样电压指令，即磁场电压和转矩电压也通过坐标变换，变换成三相电压，控制主回路的PWM.见。

　　矢童控制框图（7u，7v，Jw）二相电压―三相电压（）Vw）轴上来（2）三级电压输出和双载波PWM特性电压型PWM（PulseWidthModulation）矢童变频器，就是用矢童控制的方式，将输人的直流电压，变换成在电动机额定频率范围内，可以连续变化频率的交流电压，输出给电动机，从而实现电动机的转速连续可调的目的。直列多重变频器的主回路构成图和输出电压波形图如（、7）所示。

　　为例说明输出电压是如何形成的（）。

　　中性点r输入电压的形成根据PWM（脉宽调制）的基本原理，利用2重三角波作为载波，就形成了所示的3下面以某一相的一个IGBTunit的导通、关断（注：PWM的基本原理，请有关交流调速原理的教科书。）结合、可以看到，如果按照这样的规律，周期性的导通关断各相的IGBT元件，输出的电压波形就是阶梯式的波形，相电压是3级，即正电压、零电压和负电压，而线电压有5级。这样的电压波形一方面能产生更接近正弦波的电流波形；另一方面，采用这种连接方法，可以提篼输入的直流电压，而IGBT元件只承受一半的直流电压，这样变频器的容量可以大大提篼了。

　　3日立变频器的硬件构成特点（1）以IGBT为功率元件IGBT元件的全称是绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipolarTransistor）。它相当于一个用MOSFET驱动的双极性晶体管，其通用图形符号就体现出这一特征（0），而兼有M0SFET的篼输入电阻抗（驱动动率小）和BJT的低导通压降两方面的优点，而且安全工作区宽、开关时间短。

　　但IGBT的容量不大，为了解决这个问题，日立公司采用了多并列的方式，达到增大容量的目的。所谓多并列，顾名思义就是采用并联的方式增加变频器的容量。日立中容量多并列变频器HIVECT0L -VSI-M的小规格是由8个IGBT元件组成一相，三相24个IGBT元件组成容量为800 kVA的变频器，其中这8个IGBT元件组成的一相就是它的基本单元（IGBT UNIT〉。在此基础上，每相并联两个IGBTUNIT构成容量为1500 kVA的变频器，每相并联三个IGBTUNIT构成容量为2100 kV*A的变频器，再将两个1500kVA的变频器并联构成3000 kV*A的变频器，相当于四并联；两个2100kV*A的变频器并联构成4200 kV*A的变频器，相当于六并联。1550轧机的机架传动大使用了六并联4200kV*A的变频器。当然，这样的缺点就是变频器体积较大。

　　与PLG相比，S/E的速度反馈精度更篼，特别在低速运行时，效果尤其明显，下面说明一下S/E的工作原理：Encoder）输出的是相位相差90.八相B相脉冲以及与A、B同相的A相B相正弦波信号高速运转时：计算方法与PLG相同。

　　低速运转时：计算一个采样时间内的脉冲数以及通过正弦波信号检测出的移动角A0.从上面的公式可以看出，它对不足一个脉冲部4主传动系统的主要性能指标及主要控制功能分用角度进行补偿，保证了速度反馈的精度。速度（1）轧机主传动系统的主要性能指标，如表1控制精度可达0.01表1主要性能指标序号规格或功能具体指标输入电压整流器AC680V，逆变器DC1200V逆变方式串联多重（2重栽波PWM）运转方式四象限运行制动方式再生制动起动方式恒转矩起动速度控制精度速度响应时间电流响应时间过负荷限量变换效率直流过电压保护主回路直流电压在1320V以上停止过负荷保护过负荷时显示轻故障，1501min以上停止停电检测80ms以内的停电可继续工作充电显示主回路直流电压在50V以下时显示-VSI-M传动系统除了基本的ASR、ACR以外，还有5大主要控制功能，分别是：FFASR、双重设定、下垂控制、上位控制常数可变、轴振动抑制控制。它们的具体作用是这样的。

　　速度指令|电流指令1前馈速度调节器ASR的控制情况下，速度的偏差通过电流来调节，必定有一定的延时，会产生超调。见ASR是用速度指令，通过微分环节计算出一个加速电流指令，加到ASR的输出上，产生转矩电流指令给JgACR. ASR后，速度调节的延时可减小，超调可消除（3）。

　　二重设定的意思就是速度指令和电流指令可以同时从上位机（PLC）得到。利用这个功能可以在速度调节器的输出上附加一个电流指令值，使得恒速运行时，可以实现某种控制（如张力），或加减速时，得到更快的响应（4）。

　　Drooping控制的目的是减缓马达在加减速过程中由于辊径的误差，以及辊速与带钢速度不匹配等因素所引起的负荷电流的不平衡。Drooping量是由张力7W速度指令④由上位机可设定控制参数从上位机可设定控制参数Gain.利用这个功能，可以使开卷机或卷取机在卷取机在卷径变化时，改变ASR的增益Gain，使得响应一致（6、17）。

　　使用值6由上位机控制参数示意上位机可设定控制参数应用举例轴振动抑制控制是利用状态观测器的原理，将由于长轴引起的共振进行抑制（8）。

　　5结束语经过微分环节的B波形日立的HIVECTOL-VSI-M系统适用于功率介于500kW至3000kW之间的异步交流马达。它的两大特点是：以IGBT作为大型传动中的功率元件、以异步电机作为执行机构。这在其它控制要求很高的大型传动中是很少见的。由于日立采用的是直列多重IGBT变频器，并且采用PWM矢童变频控制，所以即使采用异步电机，也能够通过篼性能的控制特性来满足生产的要求。从近一年多的运行来看，运行相当稳定，完全能适应各种生产的要求。

　　再进行一次延时C