精轧传动培训教材

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1、培训教材(V1He)精轧区设备概述精轧区传动设备包括热卷箱、剪前轨道、飞剪、除鳞轨道、F1-F6主传动，F1-F6侧导板、F1-F6压下、F1-F6换棍小车、L1-L5活套，4#油库、4#液压站、5#液压站、6#液压站等。热卷箱传动为ABB公司ACS600交-直-交的传动控制系统，剪前轨道、飞剪、除鳞轨道、F1-F6侧导板、F1-F6压下为二十世纪八十年代北京整流器厂的直流传动设备，L1-L5活套为ABB公司DCS600直流传动控制系统，F1-F6换棍小车为ABB公司ACS500交-直-交的传动控制系统，4#油库、4#液压站、5#液压站、6#

2、液压站是马达控制中心，主要是继电回路构成，F1-F6主传动是交－交变频控制系统，采用的是西门子的SIMANYND控制器。交－交变频控制系统1、组成1.1交交变频主回路攀钢1450精轧主传动交交变频主回路采用输出Y联结方式，交交变频器由三个可逆的三相桥式变流器组成。三相可逆变流器由三台整流变压器供电，输出端采用星点联接，如图1所式。1.2控制系统组成攀钢1450精轧主传动交交变频全数字矢量调速系统主要由六个交交变频主柜，一个励磁柜，一个SIMADYND控制柜，一个继开柜，三个吸收柜组成。l交交变频主柜主要完成电机定子侧功率的变换和电量的检测。l

3、励磁柜完成同步机励磁功率的变换和电量的检测以及励磁过压的吸收。l继开柜负责向控制系统提供各种电源和输入输出继电器隔离。l吸收柜完成交交变频器的输入输出线路的过压吸收。lSIMADYND控制柜完成全数字磁场定向矢量控制，电流控制，速度控制，脉冲触发，操作保护，故障诊断和显示报警等。2、控制原理及传动图2.1基本原理在同步电动机中，同样也是两个磁场相互作用产生电磁转矩，与直流电动机不同的是交流电动机定子磁势Fs、转子磁势Fr及二者合成磁势产生的气隙磁势FC(Φm)均是以同步角速度ωS在空间旋转的矢量，三者的空间矢量关系如图1所示。由图可知,Fr、

4、Fs与的夹角不等与90°,并且Fr、Fs在控制过程中会引起二者的相互影响，容易造成系统振荡或使动态过程加长。矢量控制的目的是为了改善转矩控制性能，改善其上述缺点。它的基本思想是在普通的同步电动机上设法模拟直流电动机转矩控制规律（TD=CMΦdiA、CM=（NP/2π）*（Na/a）：CM为直流电动机转矩系数）在磁场定向坐标上，将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量iM和产生转矩电流分量iT，并使两分量互相垂直、彼此独立，然后分别进行调节。转矩的控制是调速的关键，由电机的统一电磁转矩公式TD=KMFs*Fr*Sinθrs式中KM——比例系数，与

5、电机的结构有关Fs、Fr——定、转子磁势幅值θrs——定、转子磁势的夹角当同步机三相定子绕组中通入对称电流iA、iB、iC时，则形成基波合成磁势FS，其旋转方向由三相电流的相序决定，旋转角速度等于定子电流的角频率ωS。通过控制定子磁势FS的幅值及其在空间的位置，保证气隙磁通Φm恒定，达到调节电机转矩的目的。控制FS幅值的大小，可以通过控制各相电流的瞬时幅值大小来实现，而FS在空间上的相位可以通过控制各相电流的瞬时相位来实现。因此只要能对电机定子电流（iA、iB、iC）的瞬时控制就能实现对电机转矩的准确而有效的控制。由于在定子侧的各物理量（电压

6、、电流。电动势、磁动势）都是交流量，以同步转速旋转，控制、调节和计算都不方便。因此需借助坐标变换（3/2、2/3、VR、K/P），使各物理量从静止坐标转换到同步旋转坐标系，站在同步旋转坐标系上观察，电机定子的各空间矢量变成了静止矢量，在同步坐标系上的各空间矢量就成了直流量。可以根据转矩公式，找到转矩和被控矢量之间的关系，实时地计算出转矩控制所需的被控矢量的值。由于这些量都是虚构的，物理上是不存在的，因此还需经过坐标反变换使其实际值等于给定值。整个矢量控制过程可用图2所示的方框来表示。2.23/2和2/3坐标变换三相静止坐标系上的三相固定对称交

7、流绕组，以产生同样的旋转磁场为准则，可以等效为静止的两相直角坐标系上的两相对称固定交流绕组，如图3所示：iJ为空间任意一个矢量，其变换关系为[i]αβ=[C][i]ABC，[C]为变换矩阵。为了方便起见，令三相的A轴与两相的αS轴重合。由原理可知三相和二相的瞬时磁势在α和β轴的投影应相等，即：iαS*W2=W3*iA+W3*iB*cos1200+W3*iC*COS2400iβS*W2=0+W3*iB*Sin1200+W3*iC*Sin2400式中，W2，W3分别为三相电动机和两相电动机定子每相绕组有效匝数，经计算并整理之后可得：iαS=W3/

8、W2（iA-1/2iB-1/2iC）iβS=W3/W2（0+31/2/2iB-31/2/2iC）用矩阵表示为：为了好求[C]-1阵，引进一个独立于iαS和iβS的新