6SE70系列變頻器控制系統(tǒng)在安鋼的實(shí)際應(yīng)用

金燦華,郝學(xué)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(dòng)系統(tǒng)，交流同步機(jī)系統(tǒng)，分為如下兩類：1公共直流母排供電下掛多臺(tái)逆變器的變頻控制方式（DC/AC）。2變頻器加制動(dòng)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(chǔ)自動(dòng)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(luò)中的一個(gè)站。通訊還可配置SIMOLINK卡，還可配置T400工藝板完成同步電機(jī)轉(zhuǎn)子定位控制，飛剪剪切控制，卷取機(jī)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(jìn)線電抗器

系統(tǒng)為一臺(tái)變壓器下掛多臺(tái)傳動(dòng)設(shè)備的供電方式，為了加強(qiáng)短路阻抗，在回饋單元進(jìn)線側(cè)增加了進(jìn)線電抗器

1.2 進(jìn)線變壓器

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

1.3 自耦變壓器

當(dāng)直流母排（DC BUS）電壓比正常值高時(shí)，為保證回饋電壓與進(jìn)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(jìn)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(dāng)直流母排電壓超過規(guī)定值時(shí)，三相全控晶閘管橋會(huì)進(jìn)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(jìn)線電網(wǎng)。

1.5 直流母排（DC BUS）

當(dāng)有多臺(tái)電機(jī)同時(shí)調(diào)速，輸出電壓一定時(shí)，可采用直流母排（DC BUS）供電方式。由一臺(tái)整流單元向直流母排供電，由直流母排帶多臺(tái)逆變器的供電方式，直流母排上也可帶有逆變單元或制動(dòng)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(zhuǎn)換為電壓和頻率均可變化的交流電，送給交流電動(dòng)機(jī)以實(shí)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(tái)逆變器的輸出側(cè)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(tái)變頻器帶多臺(tái)電機(jī)的系統(tǒng)中，矢量控制方式一般用在一臺(tái)變頻器帶一臺(tái)電機(jī)的系統(tǒng)中。變頻器輸入輸出電壓可達(dá)690V，功率可達(dá)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(luò)

西門子6SE70傳動(dòng)系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，安裝的網(wǎng)卡成為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)站。6SE70傳動(dòng)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(dòng)電控裝置操作維護(hù)說明：

4.1 合閘過程

（1）將變壓器進(jìn)線開關(guān)柜的高壓送電后，合上傳動(dòng)裝置交流進(jìn)線開關(guān)柜，和整流/回饋單元柜中的控制開關(guān)(-QZ，-Q11，-Q12)，合上交流進(jìn)線開關(guān)柜門上“合閘”按鈕，這時(shí)柜門上“合閘”指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮。緊接著將整流/回饋單元柜柜門上的“本地/遠(yuǎn)程”選擇開關(guān)撥到本地位置，整流回饋單元將呈運(yùn)行狀態(tài)，直流電壓表應(yīng)有510V指示。

（2）將每一個(gè)逆變器柜內(nèi)的24V信號(hào)電源以及逆變器風(fēng)機(jī)電源開關(guān)(-Q31)合上后，將每一個(gè)輥道分電箱內(nèi)的自動(dòng)開關(guān)都合上。

3. 將每一個(gè)逆變器柜門上的“本地/遠(yuǎn)程”選擇開關(guān)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(tái)臺(tái)電機(jī)“正轉(zhuǎn)”和“反轉(zhuǎn)”及轉(zhuǎn)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(hào)電源和逆變器風(fēng)機(jī)電源開關(guān)(-Q31)分開，這樣逆變器柜內(nèi)電源全部切掉。將每一個(gè)輥道分電箱內(nèi)的自動(dòng)開關(guān)都分開。

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

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

5 結(jié)論

安陽鋼鐵股份有限公司1780熱連軋生產(chǎn)線,輔傳動(dòng)用的全是西門子6SE70系統(tǒng)。應(yīng)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(hù)特性,6SE70系統(tǒng)用CBP2板通過PROFIBUS DP網(wǎng)方式與L1級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)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。