摘要： 本文介紹了利用西門子6RA70直流調(diào)速裝置拖動老型號日本三菱復勵直流電動機在重載應用方面的調(diào)試方法。 關(guān)鍵詞：西門子6RA70直流調(diào)速裝置 復勵電機繞組改造 手動系統(tǒng)優(yōu)化 重載應用 太鋼熱連軋廠1549生產(chǎn)線于2002年進行了全線電氣、自動化系統(tǒng)改造，電氣控制系統(tǒng)由德國西門子公司設計。軋機的傳動、壓下、彎輥、竄輥、潤滑、換輥、冷卻、活套、側(cè)導、板型控制、測量系統(tǒng)等軋制工藝技術(shù)指標，由30余套TDC控制系統(tǒng)共同實現(xiàn)。軋鋼機電動機驅(qū)動由SIMADYN-D系統(tǒng)控制。技改中采用最先進的現(xiàn)場總線控制技術(shù)，通訊系統(tǒng)GDM網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS-DP網(wǎng)。GDM網(wǎng)絡傳輸高速全局過程控制數(shù)據(jù)，工業(yè)以太網(wǎng)與各PC終端通過HMI服務器交換數(shù)據(jù)，提供操作界面，用于程序調(diào)試、故障診斷、畫面顯示。 軋線C2、C4輥道電機為1992年建廠時從日本引進的二手三菱復勵直流電動機，其電樞、勵磁、換向、補償繞組較特殊，調(diào)速性能差、能耗高。 本文將闡述采用西門子6RA70直流調(diào)速裝置拖動老型號日本三菱復勵直流電動機在重載應用方面的調(diào)試方法，以及復勵電機繞組結(jié)構(gòu)改變后，電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器的動態(tài)優(yōu)化調(diào)試。 1．復勵電機繞組結(jié)構(gòu)及傳動控制方式 1．1電機基本技術(shù)數(shù)據(jù) 電機功率：55KW 額定轉(zhuǎn)速：512RPM 定子繞組電壓：220V 轉(zhuǎn)子繞組電壓：-220V——+220V 制造商：日本三菱 1．2原傳動系統(tǒng)的啟動、換向原理如圖1所示 [align=center] 圖1：原傳動系統(tǒng)原理示意圖[/align]由圖可知， 轉(zhuǎn)子繞組由三個線圈組成：L1、L2、L3，其中，L1為電樞繞組，L2為換向繞組，L3為力矩補償繞組；定子繞組由一個線圈組成：L4 R1、2——加速電阻 R3—能耗電阻 R4、5—分壓電阻 XC1—線路接觸器 AC1、2——加速電阻 FC—正向接觸器 BC—反向接觸器 1．3 原傳動系統(tǒng)存在的缺點分析 1．3．1 系統(tǒng)運行速度恒定，不可調(diào)，無法與軋制線其它設備進行速度匹配 1．3．2 功率因數(shù)低 1．3．3 能耗大，不能適應當前設備精細化管理的要求 1．3．4 系統(tǒng)老化，故障率高，影響生產(chǎn)進度、維護費用高等 2．全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的四象限運行 2．1 控制系統(tǒng)的基本原理 新調(diào)速系統(tǒng)采用SIEMENS 6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器，主要技術(shù)特點如下：6RA70為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入為三相電源，可向變速直流驅(qū)動用的電樞和勵磁供電，選擇四象限工作的裝置，傳動控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來實現(xiàn)。裝置軟件存放在快閃（Flash）EPROM 中。 功率部分：電樞和勵磁回路電樞回路為三相橋式電路：功率部分為兩個三相全控橋（B6）A，（B6）C。勵磁回路采用單相半控橋B2HZ。電樞和勵磁回路的功率部分為電絕緣晶閘管模塊，其散熱器不帶電。 冷卻：強迫風冷（風機）。 控制原理如圖2所示： [align=center] 圖2.1[/align][align=center] 圖2.2[/align]2．2 改造后的傳動系統(tǒng)功能說明 2．2．1 控制命令與速度給定 按工藝流程要求，本系統(tǒng)應具備連續(xù)生產(chǎn)和設備檢修（自動和手動）兩種工作方式，即連續(xù)生產(chǎn)時為自動模式，C輥道接受來自TDC過程控制系統(tǒng)的啟、停命令及速度給定值（連續(xù)可變），TDC與6RA70通過現(xiàn)場總線通訊；設備檢修時為手動模式，C輥道接受來自現(xiàn)場操作臺的啟、停命令及速度給定值（多個固定給定值）。為此，6RA70需選配CBP2通訊板和CUD2端子擴展板，如圖3所示。 [align=center] 圖3.1 CBP2通訊板 圖3.2 CUD1+CUD2[/align] 2．2．2 BICO數(shù)據(jù)組切換 兩套BICO數(shù)據(jù)組切換實現(xiàn)由一個選擇開關(guān)給出，經(jīng)DI輸入?？刂圃砣鐖D4所示。 [align=center] 圖4.1[/align][align=center] 圖4.2[/align]2．3 電機繞組改變 如圖1所示，原傳動系統(tǒng)運行時，電機可正反轉(zhuǎn)，L1、L2流過的電流可逆，而L3流過的電流單向，勵磁為電壓控制。新系統(tǒng)控制原理如圖2.1所示，流過L4的電流可動態(tài)調(diào)節(jié)，故，勵磁為電流控制；電樞的控制將很困難：如果將電樞繞組L1、L及L3串聯(lián)，L3將流過可逆電流。實踐證明，L3電流反向時，傳動控制系統(tǒng)震蕩，電機溫度迅速上升。如果將電樞繞組L1、L2串聯(lián)，L3短路，此時，電機不能完成重載啟動。因此，必須進行電機繞組改造。詳細方案本文不涉及。 2．4 系統(tǒng)電流調(diào)節(jié)器手動優(yōu)化、速度調(diào)節(jié)器手動優(yōu)化 電機改造后，在調(diào)試過程中執(zhí)行優(yōu)化運行，按以下規(guī)定的次序來執(zhí)行：預控制和電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器，勵磁減弱控制，摩擦轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量補償。電機運行時，尤其是帶重載時，電機換向火花大。因此，只能進行手動優(yōu)化系統(tǒng)。 2.5 帶載調(diào)試 使用Drivemonitor調(diào)試軟件可方便地進行傳動系統(tǒng)參數(shù)設置、在線監(jiān)控、記錄動、靜態(tài)特性曲線。調(diào)試參數(shù)、波形如圖5所示： [align=center] 圖5.1 參數(shù)設置界面[/align][align=center] 圖5.2 點動與啟動特性曲線[/align][align=center] 圖5.3 穩(wěn)定運行特性曲線[/align] [align=center] 圖5.4 加速運行特性曲線[/align][align=center] 圖5.5 減速、停車特性曲線[/align] 3.結(jié)束語 設備調(diào)試結(jié)束后，一次試車成功，能耗降低，控制精度大大提高。目前，系統(tǒng)正在穩(wěn)定運行。