趙發(fā)

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

首鋼京唐熱軋2250 線定寬機(jī)入口輥道電機(jī)額定頻率9.9Hz，電機(jī)啟動(dòng)勵(lì)磁電流調(diào)試設(shè)定值75.3%。對(duì)應(yīng)供電逆變器為T(mén)Mdrive-10 設(shè)備，F(xiàn)rame400，為保護(hù)自身性能及壽命，逆變器低頻輸出電流限幅70%～80%。這樣在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況或工藝狀況變化等原因造成電機(jī)功率損耗變大時(shí)，輥道存在電流超限或堵轉(zhuǎn)等原因造成的啟動(dòng)慢甚至不啟動(dòng)的問(wèn)題，板坯長(zhǎng)時(shí)間停留降溫而回退，影響生產(chǎn)節(jié)奏及成本，尤其在軋制寬規(guī)格板坯等大負(fù)荷情況時(shí)，曾出現(xiàn)集中回退30 余塊板坯的事故。因此，提升定寬機(jī)入口輥道電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)低頻控制能力，對(duì)軋線正常生產(chǎn)至關(guān)重要。

1 供電結(jié)構(gòu)

熱軋線粗軋區(qū)域輔傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括粗軋輔傳動(dòng)整流變壓器，粗軋輔傳動(dòng)公共整流柜、各逆變柜、各組輥道電機(jī)等結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

其中，公共整流柜1 臺(tái)，為T(mén)Mdrive-T10、Frame3300產(chǎn)品，主要參數(shù)為3113kW、990Vdc、3145A。定寬機(jī)入口輥道電機(jī)14 臺(tái)，選型為YGP355L3-12，主要設(shè)備參數(shù)為：16.5kW、620V、9.9Hz。對(duì)應(yīng)供電逆變器為T(mén)Mdrive-10 設(shè)備，F(xiàn)rame400，輸出電壓690Vac、211A。

圖1 輥道電機(jī)供電單線圖

2 問(wèn)題描述

在軋制寬板坯等輥道負(fù)荷較大的情況下，定寬機(jī)入口輥道無(wú)規(guī)律的出現(xiàn)兩種故障現(xiàn)象。

（1）板坯對(duì)中完成后輥道啟動(dòng)時(shí)，PLC 有速度給定，但無(wú)速度反饋。如圖2 所示，故障時(shí)速度給定為額定轉(zhuǎn)速的36%，速度反饋為0，逆變器無(wú)輸出，輥道不轉(zhuǎn)，板坯無(wú)法正常傳送。

圖2 輥道不啟動(dòng)故障曲線

（2）有速度給定，但速度反饋建立明顯滯后。如圖3所示，故障時(shí)速度給定為額定轉(zhuǎn)速的36%，速度反饋滯后1.08 秒后開(kāi)始建立，1.75 秒后達(dá)到給定值，輥道提速慢，影響板坯軋制溫度，影響生產(chǎn)節(jié)奏。

圖3 輥道啟動(dòng)慢故障曲線

3 問(wèn)題分析

上述異常在軋制較寬較重板坯時(shí)無(wú)規(guī)律發(fā)生。硬件方面，對(duì)逆變器主控板、逆變單元、門(mén)極觸發(fā)板、電流互感器等元件全部進(jìn)行更換，故障現(xiàn)象依然存在。排除傳動(dòng)硬件問(wèn)題后，監(jiān)控速度控制環(huán)的輸出至轉(zhuǎn)矩給定過(guò)程中各個(gè)變量，確認(rèn)速度輸出后的限幅環(huán)節(jié)對(duì)轉(zhuǎn)矩給定作用較大，在速度反饋小于一定值時(shí)，逆變器限制電流控制，無(wú)轉(zhuǎn)矩輸出。隨后嘗試修改低頻段限幅值，具體修改過(guò)程如表1 所示。

表1 逆變器參數(shù)調(diào)整過(guò)程

通過(guò)參數(shù)調(diào)整，輥道提速問(wèn)題得以解決，但又導(dǎo)致新問(wèn)題出現(xiàn)：若LMT_I1_LOWF 設(shè)置較小，輥道提速慢，但LMT_I1_LOWF 設(shè)置較大，逆變器易產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)停車(chē)故障。最終將參數(shù)修改為70%，速度反饋與給定跟隨性有所改善。

通過(guò)參數(shù)調(diào)整，同時(shí)操作方盡量避免定寬機(jī)入口輥道擺鋼，上述異?，F(xiàn)象得到緩解，但未根本解決，定寬機(jī)輥道功能仍未完全恢復(fù)。

4 問(wèn)題解決

由于是逆變器電流限幅造成的輥道啟動(dòng)力矩不夠，進(jìn)而觸發(fā)低頻堵轉(zhuǎn)故障，如果提升逆變器的低頻限流值，就可以有更高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩能力，徹底避免上述異常。

綜合考慮軋制工藝對(duì)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的要求、電機(jī)中心高與輥道標(biāo)高的安裝要求、電機(jī)低壓保護(hù)器件的過(guò)載能力、電機(jī)動(dòng)力電纜的載荷能力等制約因素，在不改變現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的前提下，將逆變器由Frame400 增容為Frame900，低頻電流限幅提升至85%，保證定寬機(jī)入口輥道正常啟動(dòng)。硬件方面主要對(duì)逆變器功率單元、直流預(yù)充電開(kāi)關(guān)、電流互感器、快速熔斷器、阻容單元等元器件進(jìn)行增容改造，如表2 所示。

表2 逆變器硬件改造

定寬機(jī)入口輥道電機(jī)逆變器硬件增容后，對(duì)新傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)辨識(shí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)電壓、電流、速度等環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。最終電機(jī)啟動(dòng)勵(lì)磁電流由75.3%下降至63.9%，逆變器低頻電流限幅由70%上升至86%，增容改造后逆變器低頻工況時(shí)允許輸出電流能夠滿足電機(jī)正常啟動(dòng)需求。

優(yōu)化后輥道加減速采集曲線如圖4 所示，速度反饋能夠正常跟隨速度給定，逆變器輸出電流穩(wěn)定，上述異常問(wèn)題得到解決，定寬機(jī)入口輥道運(yùn)行隱患徹底消除。

圖4 改造后定寬機(jī)入口輥道運(yùn)行曲線

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合定寬機(jī)入口輥道電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)低頻運(yùn)行隱患，通過(guò)對(duì)TMEIC_10 逆變器低頻控制模型的研究，采取逆變器增容改造的方式，提升低頻控制能力，消除設(shè)備運(yùn)行隱患，為軋線生產(chǎn)提供保障，并能對(duì)同類(lèi)變頻設(shè)備運(yùn)行或改造提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。