ACS800多传系统在连退机组的应用

1、ACS800多传系统在连退机组的应用摘 要：宝钢 1220 连退机组传动系统采用 ABB 公司 ACS800多传系统，该文首先介绍直接转矩控制技术（DTC）,随后分析TD段ACS800多传系统的硬件配置，同时分析 ACS800和L1系统AC800PEC的通讯，最后介绍 ACS800系统 在连退机组的应用情况。关键词： DTC 连退机组 ACS800 充电控制器中图分类号： TG333 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791 （ 2016） 02（ b） -0067-02宝钢 1220 mm 连退机组现实带钢清洗退火和平整工艺，产品厚度集中在 0.180.22 mm，炉子段最高速度 8

2、00 m/min 机组共有变频电机 359 台，传动系统选用 ABB 公司的 ACS800 多传系统，采用ABB特有的DTC控制技术。机组传动系统由 5套公共整流供电单元（分别为 TA TB、TC TD、TE段）， 除了 TC段（炉子段）采用 DSU整流，其他整流都采用高性 能的 ISU 整流。1 直接转矩控制异步电机控制策略主要有两种：矢量控制和DTCo矢量控制是按转子磁链定向的，而DTC是按定子磁链控制的，结构简单，具有优良的动静态性能，与矢量控制相比，DTC优点为： （1）选择电机定子磁链作为被控量，系统中的磁链模型都在静止坐标系下求得， 模型不受转子参数影响； （ 2）DTC通过对转矩

3、的双位式砰 -砰控制实现转矩直接控制并把转矩 波动限制在一定的容差范围内，控制既直接又简化，不需要 像矢量控制系统那样要把电流分解成转矩分量与励磁分量， 再通过对电流的控制间接地控制转矩。但DTC也存在缺点：采用砰 -砰控制， 所以在系统稳定工作时， 其转矩与磁链都是 脉动的，这一点不如矢量控制系统。交流转矩，式中，为定子磁链幅值，为转子磁链幅值， 表示定子磁链和转子磁链的磁通角。在实际应用中，为了充 分利用电机功率，都保持定子磁链的幅值为额定值，而转子 磁链的幅值由电机负载决定，因此直接转矩控制就是通过对 转子磁链与磁通角的计算完成，即改变磁通角的大小可以控 制电机转矩的大小。2 传动系统此

4、文以TD段为例子，分析 ACS800多传系统。TD段负 责双机架平整机主传动，由“辅助控制单元（ACU）、进线单元（ICU）、整流单元、逆变单元、控制单元”组成。整流单 元容量为 2 730 kVA， 1#机架逆变器为 1 160 kVA， 2#机架逆 变器为 1 740 kVA。2.1 整流单元ACS800多传整流供电单元有 3种：二极管供电单元（DSU）、晶闸管供电单元（TSU）和IGBT供电单元（ISU）DSU单元仅对交流电压整流，它不能将制动能量回馈给电网， 是一种不可逆供电单元。晶闸管供电单元的主要元件是两个 六脉波晶闸管桥，一组正桥为整流单元，一组反桥为逆变单 元；正常工作时，正桥

5、工作反桥处于封锁状态；当系统能量 回馈直流母线，引起直流母线电压升高时，正桥处于封锁状 态，反桥开始逆变；在同一时刻，正桥和反桥只有一个桥导 通，否则引起逆变颠覆，TSU是一种可逆供电单元。TD段整流采用IGBT元器件的ISU单元，由6组R8i模块 并联组成， 其中每个 R8i 模块都是一个完整 U、V、W 三相电 路。进线电压为交流690 V经过LCL滤波模块输入R8i的U、 V、W 端子，转化为直流电压输出到直流母排上，向两台平 整机逆变单元供电。R8i模块由“主回路接口板 ANIT、IGBT 触发脉冲板、IGBT功率器件、AGPS防误启动板、APOW电源 板、AFPS风机电源、AFIN风

6、机速度控制板”组成。2.2 逆变单元ACS800多传动的逆变器采用模块化结构，逆变单元的R8i模块和整流单元 R8i模块完成相同。TD段多传系统中1# 机架电机逆变器由2组R8i模块并联组成，2#机架电机逆变 器由3组R8i模块并联组成。每个逆变器带一个传动控制单元RDCU, RDCU单元包括RMIO板、编码器接口模块 RTAC DDCS通讯模块RDCO3 ACS800与 L1 系统 AC800PEC通讯ACS800与L1系统AC800PEC空制器采用单模光纤通讯。ACS800逆变器RDCO卡的CHO通道用DDCS光缆和通讯中继 器RDBU-95相连接，RDBU-95再通过 DDCS光纤连接到

7、AC800PEC柜内的CI858传动通讯模块，实现传动系统与L1系统的通讯。ACS800和 AC800PEC的数据交换包括“发送” 和“接收”，在逆变器92和93组参数中定义 ACS800发送到AC800PEC的变量，在逆变器 90和91组参数中定义 ACS800 接收AC800PEC的变量，例如 ACS800需要接收AC800PEC的 速度给定信号，研究人员将 90.02 设定为 2301 。在 L1 系统 中要为每台逆变器定义地址，例如逆变器的地址为 101，则 把ACS800中70.01参数设置为17 （即1 X 16+0仁17）。4 充电空制器故障 机组准备运行时发现 6#张力辊逆变器

8、无法工作，报警“INV DISABLED。对 ACS800来说，产生“ INV DISABLED 故 障的原因有很多，其中充电空制器异常会产生此故障。4.1 充电空制器工作原理 整流单元和逆变单元的 R8i 模块都需要经历初始充电过 程，6#张力辊逆变器功率大，采用 R8i模块并联，R8i充电回 路在模块外部，由“充电控制器（ ASFC、充电熔丝、充电 电阻”组成，充电控制器和 R8i模块之间通过光缆连接。当 合上逆变柜上分断开关 Q 1时，实际此时主回路开关未合上， 仅压紧了合闸弹簧，此时仅仅是充电回路合上，R8i模块开始充电，当模块检测到直流电压达到安全范围，给充电控制 器发送充电完成信号

9、， 充电控制器发合闸信号， Y9 线圈得电， 主回路开关再自动闭合，完成合闸过程。R8i 变频器模块可并联使用， 1 个充电控制器最多可连接 3 个并联使用的 R8i 模块。在充电控制器上有选择开关，若某个端口连接了 R8i 模块，则需要将选择开关拨到“ ON”位置，表示此端口已使 用。母线开关合闸时，充电控制器控制充电，当充电过程完 成，主开关闭合后，充电控制器发出使能信号到每一个并列 的 R8i 模块。当充电控制器有一路损坏，则对应的 R8i 模块 未收到使能信号，R8i模块无法运行。逆变器内参数98.12 可 设定使能信号是否有效，当设定有效但 R8i 模块未接收到使 能信号，逆变器不能起动，报“ INV DISABLED故障。4.2 故障处理“INV DISABLED故障发生后，检查开关 Q1已经合上。当将 Q1 开关再次断开，再重新合闸，观察充电过程正常， 测量 Q1 “常开”辅助触点， 已经导通， 信号进入充电控制器。 再观察充电控制器， 有 3 个指示灯， 分别指示和 6#张力辊逆 变器 3 个并联 R8i 模块的通讯回路，发现有一回路指示灯未 亮，而正常工作情况下指示灯应该常亮，于是判断充电控制 器坏，更换充电控制器后恢复正常。ACS800多传系统自2007年9月投运至今，设备运行稳定，性能满足连退工艺要求，控制精度高、响应速度快，维 护方便。但该