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NC EVFD系列工程型变频器在宁波不锈钢冷轧机上的应用


引言

        在通用交流变频领域,国产变频器经过多年的发展,已经在市场上站稳了脚跟,在国内市场占据了较大份额。然而,在冶金行业的主轧生产线上,由于轧机工艺复杂,对交流传动系统的要求极高,多年以来一直是西门子,ABB等国外进口品牌工程传动的天下。上海能传电气的技术团队经过多年的潜心研发,推出了NC EVFD系列高性能工程型变频传动产品,共直流母线多传动,模块化设计,高功率密度,采用高性能矢量控制算法,转速和转矩控制精度高,动态响应快,可以驱动异步电机和同步电机,支持四象限运行,完全满足主轧机对传动系统的高要求。

        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宁波某不锈钢厂冷轧生产线上的应用情况。该生产线要求可以轧制最薄0.1mm的不锈钢板材(使用大卷取),整套系统的功率达到兆瓦级,对传动的稳定性以及速度和张力控制的精度要求极高。

图1 宁波某不锈钢厂冷轧机现场照片

宁波某不锈钢厂冷轧机现场照片

应用

       本项目共驱动8台电机,其中400kW主传动电机2台,200kW大卷取电机2台,55kW小卷取电机2台,15kW压下电机两台,变频器进线电压为690V AC。主电机及卷取电机的额定频率为30Hz,最大运行频率为90Hz,张力控制精度要求小于1%,最大轧制线速度200米/分钟,电机额定电压均为660V,使用NC EVFD系列工程型变频器驱动。15kW的2台压下电机选择标准的单传动产品,配斩波制动模块和制动电阻;其他6台为共直流母线多传动,多传动整流部分采用六脉冲IGBT整流单元,带能量回馈功能。


图3 多传动系统配置图

多传动系统配置图

图4 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5 PLC自动化系统控制框图

PLC自动化系统控制框图

       在试产过程中,NC EVFD系列工程型变频器运行稳定,张力和转速控制精度高,整体控制性能与进口传动产品不相上下,完全满足现场轧制工艺对传动系统的苛刻要求。

图6 建张过程波形

建张过程波形

图7 零速时大卷取输出电流波形

零速时大卷取输出电流波形

结束语

        NC EVFD系列工程型变频器采用模块化设计,共直流母线多传动,转速和转矩控制精度高,具有高功率密度,高可靠性的技术特点,完全可以满足不锈钢冷轧机的工艺要求。

        宁波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,实现了冶金行业主轧机生产线全国产交流传动的成功应用,对于今后冶金行业主轧机交流变频的国产化具有重要意义。

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