0 概 述
本文以某厂冷轧连续退火机组为例，介绍该机组电气传动系统的设备构成、选型及控制方式，供大家参考。基本工艺参数如下：带钢厚度0.2～2.0mm;带钢宽度720～1250mm;机组速度：入口段max300m/min;工艺段max240m/min;出口段max300m/min;穿带30m/min。加、减速度：入口/ 出口段0.4m/s2;工艺段0.2m/s2。本机组装机容量为17400kW，其中调速电机4309kW，共213 台;退火炉电辐射管容量11710kW。本机组采用全交流传动，均为交流380/220V 低压负荷。
1 变压器
根据负荷计算，本机组所需变压器及其负荷配置如下:
● 动力变压器，10/0.4kV，2500kVA，6台，退火炉电加热;
● 整流变压器，10/0.40kV，2500kVA，1台，公用整流+逆变器;
● 动力变压器，10/0.4kV，1600kVA，1 台，MCC，变频风机，电解整流，焊机等。
2 变频传动装置
为机组变频调速电动机供电的调速装置均采用公共直流母线系统，即公用整流器+ 逆变器的形式，系统结构如图1 所示。其主要优点是：
●能量回馈、节能● 降低电源侧供电设备的装机容量;●提高抗电网电压波动的能力;● 功率因数较高。
(1)公共整流器
本机组采用Asaldo 公司的SPDMR 整流器。该产品专用于变频器公共直流母线供电电源，适用于公共直流母线上挂有多个变频器，且频繁处于制动回馈运行的情况。SPDMR包括两个反并联三相晶闸管整流桥。一个整流桥为直流母线供电，另一个整流桥将逆变器产生的能量回馈到电网。全数字控制电路控制两组桥的运行以保证直流母线电压恒定。
主要参数：
●型号：SPDMR3K6RG，1 台;●输入电压：AC400V;● 输出电压：DC，0～540V;●容量：3600A;l通讯接口：Profibus-DP。
(2)逆变器
逆变器采用西门子公司出品的6SE70 系列产品，根据每台变频电机额定参数及过载情况配置。传动装置固定装配在机柜内。逆变器采用以I G B T 为功率元件的全数字矢量控制的逆变器，可以实现对电动机速度和转距的精确控制。通过矢量控制，可根据电机的电流、电压实际值，将电机定子电流分解为相互独立的励磁分量和转距分量，从而实现对电动机的转距和磁场的直接控制。
每台逆变器通过PROFIBUS 连接机组PLC，实现快速数据交换。
主要参数：
● 主回路功率元件：I G B T;l 额定输入电压：DC510V;
● 额定输出电压：AC380V;l 额定输出电流：与电动机匹配;
● 调制特点：电压型P W M;l静态速度精度：0.01%(带速度反馈);
● 过载能力：150%，1min。
3 变频调速电动机
本机组全部采用国产变频电机。作为连续退火这样的连续作业机组，用来完成带钢输送任务的传动电机，一方面要满足变频装置供电的需要，另一方面要满足负载特性的需要。
● 全部电机定子绕组中埋设PTC 元件以防止电动机绕组温度超过绝缘系统的限制;
● 变频工作制、380V、3 相、三角形连接;
● 适用于冶金工业环境;
● 防护等级IP55/IP44;
● F 级强化绝缘，抗高dv/dt，适用于变频工况;
● 额定功率，按机械传动需要;
● 转速，根据机械传动需要;
● 过载能力;一般情况:1.5 倍，1min;飞剪:2.0 倍，30s;风机:1.0倍，长期。
● 安装方式：IM1001 或IM3001;
● 各变频调速电动机均设置独立于电机传动的冷却风机，以满足电机在低速或零速运行时的冷却要求;
● 对于一般的电动机，如张力辊、光整机、夹送辊、转向辊、风机、小车等传动电动机，要求在基速×1 0 %在基速的速度变化范围内，电动机输出额定转距;
● 对于开卷机、卷取机和活套电动机，要求从零速到额定速度范围内均能输出额定转距;
● 对于飞剪电动机，要求具有小的转动惯量和较快的动态响应特性。
4 MCC设备及退火炉风机变频柜
对于不调速电动机，采用马达控制中心(MCC)来进行控制，并配置必要的P L C 接口信号。由于机组设备所需低压供配电回路、退火炉变频风机容量较小，不必设置专门的负荷中心及风机变频器柜组，这2 类回路组合在MCC 里。风机变频器选用西门子公司的MM430 系列。本机组负荷MCC 采用固定分隔低压组合式开关柜，开关柜额定短路短时承受能力>50kA/1s。MCC 柜内主要元器件的选择：
( 1 ) 断路器：额定短路分断能力与电网短路电流相适应，Icu>30kA。
( 2 ) 接触器、热继电器等元器件按电动机额定参数配置并整定。
( 3 ) 根据需要配置必要的电流、电压表计。
5 退火炉电加热晶闸管调温装置柜
本机组退火炉采用全辐射管电加热的方式。每个温控区均设置单独的晶闸管温控单元。通过调节每个温控单元晶闸管的导通角改变输出电压，从而精确调节加热温度。电辐射管晶闸管调温装置如图2 所示。采用国产功率器件成套。
主要技术参数：
●电源:交流3 相380V，50Hz;l输出:交流3 相0～375V;●负荷性质: 电阻; ● 负荷接线型式: Y 型接法; ● 调节范围:0～100%;l工作制度：连续工作制; ●作为PROFIBUS-DP 从站工作; ● 防护等级：I P 2 0 ; ● 冷却方式: 风冷。
6 电解清洗整流装置柜
带钢退火前除了进行常规的碱洗、热水洗外，还要采用电解清洗，以保证表面清洁度。整个系统由变压器、均衡电抗器、整流柜、控制柜组成。采用国产元器件成套。装置示意图如图3 所示。
附属装置包括：电流检测装置和水冷却装置。变压器采用干式自冷五绕组变压器，原边为三角形接法，减少原边电网的谐波。副边为两组双反星形绕组，这样使变压器中的直流磁势为零。整流桥臂分别与变压器副边两绕组对应相连，构成两个双反星同相逆并联整流电路。冷却方式采用水冷。两个平衡电抗器采用有中心抽头的铁心电感，其作用是承受两组三相零式整流电路输出电压之间的差值，平衡两组晶闸管阳极电位，从而保证相差1 8 0 °的两组三相零式整流电路并联工作。主要技术参数：
● 电源：3 相交流，380V，50Hz;
● 输出：DC ±40V，10000A;
● 输出极性最小切换时间：2 秒;
● 特性：恒电流控制;
● 调节范围：1～100%;工作制度：连续工作制;
● 作为PROFIBUS-DP 从站工作;
● 防护等级：IP54;
● 冷却方式：水冷;
● 与电解清洗槽内电极的连接：通过箱式铜母线+ 铜绞线( 或软铜片) 现场连接。
7 结束语
目前，机组已经正常运行了5 年，电气传动系统各项指标满足合同和工艺控制的要求。
参考文献
1 Asaldo.SPDMR参考手册
2 SIEMENS.SIMOVERT MASTERDRIVES用户手册
3 冶金工业出版社.钢铁企业电力设计手册
