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NC EVFD系列工程型变频器在揭阳不锈钢冷轧机上的应用


引言

继宁波某不锈钢冷轧机项目的整条产线全部采用NC EVFD系列工程型变频器并成功投运后,近日,该系列工程型变频器在广东揭阳某不锈钢厂的SG-650四辊可逆轧机项目的整条产线上再次得到成功应用,进一步验证了NC EVFD系列工程型变频器的产品性能,可以完全满足不锈钢冷轧机应用的技术要求。

本文主要介绍上海能传电气有限公司的NC EVFD系列工程型变频器在广东揭阳某不锈钢厂冷轧生产线上的应用情况。该生产线设计要求可以从6mm的不锈钢板材轧制最薄0.18mm的不锈钢板材,整套系统的功率达到数兆瓦级,对传动稳定性以及速度和张力的控制精度要求极高。

NC EVFD系列工程型变频器在揭阳某不锈钢厂四辊可逆冷轧机上的应用

四辊可逆冷轧机工艺过程:主驱动电机牵引带钢从棍缝中穿过,通过下压液压系统对棍系产生压力,从而使带钢产生形变,使出口的带钢变薄,左右开卷取电机产生足够的延伸应力(张力)以绷紧钢带。系统启动后,开卷取电机以设定的张力在主驱动电机的带动下运动,为了避免钢带“松弛”或“拉断”,必须确保系统中每一点钢带的线速度(秒流量)都相等,且各单元的电气传动装置本身运行稳定、鲁棒性好、不受电源、负载以及环境变化的影响,并设置各单元之间的协调控制环节。钢带每次放完收满以后,通过外部开关实现收、放卷切换。即:放卷切换成收卷,收卷切换成放卷,如此循环直至钢带轧成目标厚度。轧制示意图参见下图。


EVFD.

四辊可逆轧机轧制示意图

SG-650组合成形单机架冷轧可逆轧机的低压电气传动系统由上海能传电气有限公司提供解决方案并实施。本项目共驱动3台电机:750kW主传动电机1台,450kW卷取电机2台。变频器进线电压为690V AC。主电机的额定频率为27.8Hz,最大运行频率为76Hz,卷取机电机的额定频率为23.7Hz,最大运行频率为61Hz,张力控制精度要求小于0.5%,最大轧制线速度270米/分钟,电机额定电压均为690V,使用NC EVFD系列工程型变频器共直流母线多传动,多传动整流部分采用AFE有源前端整流单元(IGBT PWM整流),网侧电流谐波小,不需要增加谐波治理装置。系统配置图见下图。

一次图_1

多传动系统配置图

图5 NC EVFD工程型变频器现场照片

NC EVFD工程型变频器现场照片

本套四辊可逆冷轧机的总体技术方案以高性能工业微机、可编程序控制器(PLC)及交流传动控制系统为核心,用全数字系统构成全分布式网络化的现代化控制系统。数字传动系统与自动化控制系统之间采用工业现场总线进行数据通讯。操作台按先进、集中、方便的原则进行设计。PLC自动化系统控制框图见下图。

PLC主要负责将全线速度张力转换为变频器可接受的转速与力矩限幅,再通过DP总线通讯传输到工程传动的控制系统,工程传动的控制系统根据接收到的转速给定或力矩限幅进行相应的计算控制电机按照系统设定方式运行。主机主要负责速度控制与主机上下辊的负荷平衡计算。

图6 PLC自动化系统控制框图

PLC自动化系统控制框图

试产轧制3.0*366mm钢卷,经过10道工序,最终成品为0.344*366mm钢卷。

在轧制过程中NC EVFD系列工程型变频器从大张力到小张力控制,从零速悬停到最高转速运行控制,从小负荷到大负荷轧制,整个轧制过程运行稳定,不论是张力和转速控制精度还是整体控制性能均与进口的直流传动产品不相上下,完全满足现场轧制工艺对传动系统的苛刻要求。轧制低速时卷取机输出电流波形见下图。

图7 9rmin时卷取机输出电流波形

9r/min时卷取机输出电流波形

结束语

广东揭阳某不锈钢轧机项目的整条产线全部采用NC EVFD系列工程型变频器,进一步验证了国产交流传动完全可以满足不锈钢冷轧机的工艺要求,变频器运行平稳、可靠,为今后冶金行业主轧机交流变频的国产化大面积应用打下良好的基础。

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