可逆轧钢机调速控制

可逆轧钢机调速控制什么是轧钢机？轧钢机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧钢机往往仅指主要设备。轧钢机的发展1据说在14世纪欧洲就有轧机﹐但有记载的是1480年意大利人达'芬奇(LeonardodaVinci)设计出轧机的草图。1553年法国人布律列尔(Brulier)轧制出金和银板材﹐用以制造钱币。此后在西班牙﹑比利时和英国相继出现轧机。为1728年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于1766年有了串行式小型轧机﹐19世纪中叶﹐第一台可逆式板材轧机在英国投产﹐并轧出了船用铁板。1848年德国发明了万能式轧机﹐1853年美国开始用三辊式的型材轧机﹐并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859年建造了第一台连轧机。万能式型材轧机是在1872年出现的﹔20世纪初制成半连续式带钢轧机﹐由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。

轧钢机的发展2中国于1871年在福州船政局所属拉铁厂(轧钢厂)开始用轧机﹔轧制厚15mm以下的铁板﹐6～120mm的方﹑圆钢。1890年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架2450mm二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及300～350mm小型轧机。随着冶金工业的发展﹐现已有多种类型轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置

现代轧机发展的趋向现代轧机发展的趋向是连续化﹑自动化﹑专业化﹐产品质量高﹐消耗低。过程控制及测试手段越来越完善品种不断扩大主题：轧钢机的调速方案选择？方案1:大型轧机，同步电机，交交变频，调速系统方案2：小型轧机PLC控制方案选择？直流or交流计算机控制原理图原理1.转速检测2.电流和电压检测

（1）主电路（２）转速外环（３）电流内环（４）泵升限制（５）故障综合（6）微机数字控制系统其他外围设备采用计算机控制电力传动系统的优越性在于：。（2）可采用各种控制策略。可变参数PID和PI控制；自适应控制；模糊控制；滑模控制；复合控制。（1）可显著提高系统性能。采用数字给定、数字控制和数字检测，系统精度大大提高；可根据控制对象的变化，方便地改变控制器参数，以提高系统抗干扰能力（3）可实现系统监控功能。状态检测；数据处理、存储与显示；越限报警；打印报表等。轧线自动化方案

本套全连续高速线材轧机自动化和调速传动系统的总体技术方案是以高性能工业微机、可编程序控制器(PLC)及全数字交、直流传动控制系统为核心,构成全分布式网络，具有20世纪先进水平的现代化控制系统。

整个自动化系统由二级控制系统和三层通讯网络、全数字直流和交流传动调速控制器组成．

一般人们提高的轧钢机主要为热轧机，国内冷轧行业还不是很完善，最近有一家公司生产了小高宽的先进冷轧系统，但目前技术还不成熟，国内人们对冷轧的了解程度还不够，该冷轧机还没有得到很好的推广。

案例---安阳钢铁公司高速线材生产线安阳钢铁公司高速线材生产线安阳钢铁公司高速线材生产线是99年经河南省经贸委批准，于2001年8月份投产的一条高水平的线材生产线。这套轧机装备水平和自动化程度很高，具有90年后期国际水平，引进了美国90年代后期最新型线材轧机，采用了8+4精轧机和减定径机方案，并采用了优质高效的步进梁式加热炉，全线控冷控轧，为获得高产、优质、低耗的线材盘卷，轧机采用了一整套先进的自动化控制系统，全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施。它的主要控制特点:(1)网络化快速通讯;

(2)系统响应速度快;

(3)传动设备动态、静态精度高;

(4)轧件跟踪、定位准确;

(5)软件编制可靠性高等。

交交变频调速轧钢机1.1研究背景大型轧钢机主传动要求电气传动系统具有很高的动态响应和相当高过载能力。这一领域长期以来一直被直流电动机所垄断，由于直流电动机存在换向问题，使其在提高单机大容量、提高过载能力、降低转动惯量及简化维护等方面受到了限制，制约了轧钢机向大型化、高速化方面发展。交流变频调速不仅具有直流传动同样优越的调速性能，还有单机不受限制，体积小，重量轻，转动惯量小，动态响应好，维护简单化，节约能源等许多优于直流传动的特点。该技术一出现就受到国内外钢铁工业和电气传动学术界的极大关注。90年代以后，随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的迅速发展，世界工业发达国家都投入大量人力、物力对交流变频轧钢机主传动进行研究。1.2国内外研究现状

到目前，在世界上已有百台交流传动轧机投人工业应用，在工业发达国家新建2000KW以上的初轧机、中板轧机以及热、冷连轧机，无一例外地全部采用交流变频调速。在大功率传动领域已出现交流调速传动取代直流传动的趋势。交交变频调速对于大容量低速运转的生产机械，如轧钢机、矿井提升机是一种较为理想的传动方式，取代传统的直流调速将产生明显的经济效益。因此国内外的大容量调速传动中已陆续采用并推广这一技术。由于该系统复杂，装备容量大，涉及到电力半导体变流技术，自动控制理论和电机学三个不同的学科领域，国内外高校的理论研究与实验很少涉足于这一课题，长期以来，该技术只被少数几个大公司(如西门子、东芝、GE等)所掌握，大容量交流调速传动装备只能依赖进口。国内现状从上世纪九十年代初，国家重大装备技术攻关项目及原冶金部，机械部把大功率交交变频调速列为重点科技攻关项目。冶金自动化研究设计院在国家计委，科委，经贸委的支持下，1993年研制了我国第一套2500KW交交变频同步电动机调速系统，成功应用于包钢轨梁轧机。在此基础上，课题组又连续攻克5000KW大功率，可逆传动，数字控制，双机拖动等技术难关，在天津，重钢，武钢的中板轧机传动上应用成功，树立了大功率交交变频调速系统国产化的样板。国内现状随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的迅速发展，在大型轧钢主传动领域出现交流调速取代直流传动的趋势。但是，热连轧机及矿井提升机等大型机械装备传动的技术性能要求高，装备规模大，高可靠性，在国际上只有少数几家知名电气公司可以承接该项目，我国热连轧机及矿井提升机等大型机械传动装备一直依赖于进口，尽管近年来出现了GTO、IGCT交直交变频调速，对于大容量低速运转的轧钢机，交交变频调速仍占主流位置。以热连轧机主传动为例，我国已投产的17套宽带钢热连轧机中直流传动4套，GTO、IGCT等交直交变频6套，交交变频调速7套。而近期在建的14套宽带钢热连轧机中直流传动2套，交直交变频2套，交交变频调速8套，占绝对多数。交交变频调速系统技术难度大，结构复杂，尤其是大型热连轧机主传动的技术要求高，装备规模大，在国际上一直是难以攀登的台阶。为此，国家把大型宽带钢热连轧机主传动装备国产化列入“九五”国家重大技术攻关项目。国家要求大功率交流调速系统技术尽快产业化，以改变大型工业机械传动装备长期依赖于进口的局面。同时，为解决大功率交流调速系统攻关中的技术难点，国家自然科学基金委员会下达了“大功率交流电机变频调速系统的研究”项目。案例出发主要内容根据中板厂提供的产品大纲，中板厂年生产能力90万吨计算，针对轧钢厂提供的生产工艺技术要求，通过计算完成交交变频调速系统方案设计及选型设计。本文根据交交变频器，同步电机磁场定向控制理论以及结合粗轧机改造工程实践经验，根据交交变频同步电机调速系统的工程设计理论与方法，包括:交交变频器工程设计理论与方法，完