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三菱復勵直流電動機四象限調速改造

時間：2007-12-10 13:49:00來源：zhangting

導語：?本文介紹了利用西門子6RA70直流調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試方法。

摘要：本文介紹了利用西門子6RA70直流調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試方法。 關鍵詞：西門子6RA70直流調速裝置復勵電機繞組改造手動系統優化重載應用太鋼熱連軋廠1549生產線于2002年進行了全線電氣、自動化系統改造，電氣控制系統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、側導、板型控制、測量系統等軋制工藝技術指標，由30余套TDC控制系統共同實現。軋鋼機電動機驅動由SIMADYN-D系統控制。技改中采用最先進的現場總線控制技術，通訊系統GDM網、工業以太網、PROFIBUS-DP網。GDM網絡傳輸高速全局過程控制數據，工業以太網與各PC終端通過HMI服務器交換數據，提供操作界面，用于程序調試、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，調速性能差、能耗高。本文將闡述采用西門子6RA70直流調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試方法，以及復勵電機繞組結構改變后，電流調節器、速度調節器的動態優化調試。 1．復勵電機繞組結構及傳動控制方式 1．1電機基本技術數據電機功率：55KW 額定轉速：512RPM 定子繞組電壓：220V 轉子繞組電壓：-220V——+220V 制造商：日本三菱 1．2原傳動系統的啟動、換向原理如圖1所示 [align=center]

圖1：原傳動系統原理示意圖[/align]由圖可知，轉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 原傳動系統存在的缺點分析 1．3．1 系統運行速度恒定，不可調，無法與軋制線其它設備進行速度匹配 1．3．2 功率因數低 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 系統老化，故障率高，影響生產進度、維護費用高等 2．全數字直流調速系統的四象限運行 2．1 控制系統的基本原理新調速系統采用SIEMENS 6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器，主要技術特點如下：6RA70為全數字緊湊型整流器，輸入為三相電源，可向變速直流驅動用的電樞和勵磁供電，選擇四象限工作的裝置，傳動控制、調節、監視及附加功能都由微處理器來實現。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，本系統應具備連續生產和設備檢修（自動和手動）兩種工作方式，即連續生產時為自動模式，C輥道接受來自TDC過程控制系統的啟、停命令及速度給定值（連續可變），TDC與6RA70通過現場總線通訊；設備檢修時為手動模式，C輥道接受來自現場操作臺的啟、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數據組切換兩套BICO數據組切換實現由一個選擇開關給出，經DI輸入。控制原理如圖4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，原傳動系統運行時，電機可正反轉，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。新系統控制原理如圖2.1所示，流過L4的電流可動態調節，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，L3將流過可逆電流。實踐證明，L3電流反向時，傳動控制系統震蕩，電機溫度迅速上升。如果將電樞繞組L1、L2串聯，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 系統電流調節器手動優化、速度調節器手動優化電機改造后，在調試過程中執行優化運行，按以下規定的次序來執行：預控制和電流調節器，速度調節器，勵磁減弱控制，摩擦轉矩和轉動慣量補償。電機運行時，尤其是帶重載時，電機換向火花大。因此，只能進行手動優化系統。