6SE70系列變頻器控制系統(tǒng)在安鋼的實際應用

金燦華,郝學民,邱洪森,解玉麗,沈 潔,魏章恩

（1.安陽鋼鐵股份有限公司第二煉軋廠；2.安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南 安陽 455004）

0 引言

西門子6SE70系列交流控制系統(tǒng)可控制交流異步輔傳動系統(tǒng)，交流同步機系統(tǒng)，分為如下兩類：1公共直流母排供電下掛多臺逆變器的變頻控制方式（DC/AC）。2變頻器加制動功率單元的變頻控制方式（AC/AC）。

此系列變頻器系統(tǒng)與基礎自動化的通訊一般采用PRIFIBUS協(xié)議，在6SE70裝置上安裝網(wǎng)卡(CBP2通訊卡)，成為網(wǎng)絡中的一個站。通訊還可配置SIMOLINK卡，還可配置T400工藝板完成同步電機轉子定位控制，飛剪剪切控制，卷取機張力控制等功能。

1 6SE70型變頻器配置方案:

帶公共直流母排供電的逆變器系統(tǒng)：大功率變頻系統(tǒng)可采用整流回饋的變頻方案（DC/AC）。框圖見圖1: 回饋單元和直流母線的系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：

1.1 進線電抗器

系統(tǒng)為一臺變壓器下掛多臺傳動設備的供電方式，為了加強短路阻抗，在回饋單元進線側增加了進線電抗器

1.2 進線變壓器

功能是：將進線電壓轉換為整流所需要的電壓；采用一定的短路阻抗保護整流單元的二極管元件；克服電源側諧波和變頻器側諧波對電網(wǎng)的干擾。

1.3 自耦變壓器

當直流母排（DC BUS）電壓比正常值高時，為保證回饋電壓與進線電壓匹配，一定要把回饋單元的逆變電壓降低一定值。自耦變壓器就是將逆變電壓降低15%～20%后回饋給進線電網(wǎng)。

1.4 整流/回饋單元

采用三相全控晶閘管整流橋組成，可控制三相變流器電路。回饋單元可以把母排上的多余能量逆變?yōu)榻涣麟娀仞伒诫娋W(wǎng)。當直流母排電壓超過規(guī)定值時，三相全控晶閘管橋會進入逆變工作狀態(tài)，這樣直流電逆變?yōu)榻涣麟姡窘?jīng)自耦變壓器后回饋至進線電網(wǎng)。

1.5 直流母排（DC BUS）

當有多臺電機同時調(diào)速，輸出電壓一定時，可采用直流母排（DC BUS）供電方式。由一臺整流單元向直流母排供電，由直流母排帶多臺逆變器的供電方式，直流母排上也可帶有逆變單元或制動單元。

1.6 逆變單元

逆變單元將整流后的直流母排直流電壓轉換為電壓和頻率均可變化的交流電，送給交流電動機以實現(xiàn)變頻調(diào)速。逆變單元的功率器件采用IGBT，采用兩電平PWM調(diào)制方式。

1.7 輸出電抗器

為了抑制逆變器輸出的諧波干擾可在每臺逆變器的輸出側加入輸出電抗器。

2 控制系統(tǒng)

采用IGBT器件的低壓交-直-交工程型變頻器，其控制方式采用PWM方式，控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化，控制方案有V/f控制、矢量控制。V/f控制方式一般用在一臺變頻器帶多臺電機的系統(tǒng)中，矢量控制方式一般用在一臺變頻器帶一臺電機的系統(tǒng)中。變頻器輸入輸出電壓可達690V，功率可達2300kW。輸出頻率：V/F=常數(shù) 0-200Hz、V=常數(shù)、8-300Hz

3 系統(tǒng)網(wǎng)絡

西門子6SE70傳動系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡通信協(xié)議，安裝的網(wǎng)卡成為網(wǎng)絡中的一個站。6SE70傳動系統(tǒng)通信協(xié)議包括：PROFIBUS-DP、SIMOLINK、CAN協(xié)議。

4 安鋼交流輔傳動電控裝置操作維護說明：

4.1 合閘過程

（1）將變壓器進線開關柜的高壓送電后，合上傳動裝置交流進線開關柜，和整流/回饋單元柜中的控制開關(-QZ，-Q11，-Q12)，合上交流進線開關柜門上“合閘”按鈕，這時柜門上“合閘”指示燈應該點亮。緊接著將整流/回饋單元柜柜門上的“本地/遠程”選擇開關撥到本地位置，整流回饋單元將呈運行狀態(tài)，直流電壓表應有510V指示。

（2）將每一個逆變器柜內(nèi)的24V信號電源以及逆變器風機電源開關(-Q31)合上后，將每一個輥道分電箱內(nèi)的自動開關都合上。

3. 將每一個逆變器柜門上的“本地/遠程”選擇開關撥到本地位置后，按操作面板上綠色“I”鍵，按上升“△”或下降“▽”鍵可以控制每一臺臺電機“正轉”和“反轉”及轉速。按紅色“○”停止。

4.2 分閘過程

（1）各逆變器停止輸出后，陸續(xù)將逆變器柜內(nèi)的24V信號電源和逆變器風機電源開關(-Q31)分開，這樣逆變器柜內(nèi)電源全部切掉。將每一個輥道分電箱內(nèi)的自動開關都分開。

（2）將整流/回饋單元柜柜門上的“本地/遠程”選擇開關撥到遠程位置，整流回饋單元停止工作，直流電壓表應慢慢指示為0V。

（3）按交流進線開關柜門上的“分閘”按鈕，并將柜內(nèi)的交流開關一一分開，柜門上“分閘”指示燈應點亮，交流電壓表應慢慢指示為0V。最后將交流進線開關柜及整流/回饋單元柜中的控制開關(-QZ，-Q11，-Q12)一一分開。

5 結論

安陽鋼鐵股份有限公司1780熱連軋生產(chǎn)線,輔傳動用的全是西門子6SE70系統(tǒng)。應用于粗軋.精軋和卷取區(qū)域。三年來的生產(chǎn)證明,該系統(tǒng)具有良好的電壓限幅.電流限幅特性,良好的過載保護特性,6SE70系統(tǒng)用CBP2板通過PROFIBUS DP網(wǎng)方式與L1級基礎自動化系統(tǒng)進行通訊。該系統(tǒng)完全滿足安鋼1780熱連軋生產(chǎn)線工藝和產(chǎn)能的要求。