劉翔，王文龍，曹萍，韓頔，王歡

（1.天津電氣傳動設(shè)計研究所有限公司，天津300180；2.河北華電石家莊鹿華熱電有限公司，河北石家莊050200；3.河北工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，天津300130）

SL150在熱連軋中的應(yīng)用

劉翔1，王文龍2，曹萍3，韓頔1，王歡1

（1.天津電氣傳動設(shè)計研究所有限公司，天津300180；2.河北華電石家莊鹿華熱電有限公司，河北石家莊050200；3.河北工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，天津300130）

矢量控制交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)在我國軋鋼領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。西門子公司于近年推出了新型的交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)——SL150系統(tǒng)。以一條1 780 mm不銹鋼8連軋生產(chǎn)線為例，介紹了SL150控制系統(tǒng)的應(yīng)用。列舉了系統(tǒng)控制方式，硬件結(jié)構(gòu)，主要功能和調(diào)試軟件。并且與SIMADYN-D進(jìn)行了對比。通過調(diào)試與應(yīng)用證明了該系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能和調(diào)節(jié)能力。

交-交變頻；矢量控制；同步電動機

1 引言

交-交變頻矢量控制系統(tǒng)在我國中壓大型傳動方面（特別是冶金行業(yè)中的可逆軋機、熱連軋等主傳動）得到了廣泛的應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代，西門子公司推出了SIMADYN-D交-交變頻矢量控制系統(tǒng)。以其強大的控制性能，與現(xiàn)場應(yīng)用的可靠性，在我國大型冶金項目中得到了廣泛應(yīng)用。SIMADYN-D是一種基于總線結(jié)構(gòu)的多處理器通用控制器，硬件有多種機箱、處理器模版、通信緩沖模版、接口模版、外部通信模版等模塊以供不同的任務(wù)選擇，組合使用。

隨著技術(shù)的更新，時至今日，在我國市場已近20 a的SIMADYN-D，目前被西門子所推出的新系統(tǒng)——SL150所取代。

本公司在國內(nèi)率先掌握了SL150的系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用調(diào)試技術(shù)，并且于今年年初在福建某不銹鋼熱連軋線上得到了應(yīng)用。目前此項目已經(jīng)進(jìn)入磨合生產(chǎn)階段，產(chǎn)能效益良好。

2 熱連軋機組簡介

本項目為一條1 780 mm不銹鋼8連軋生產(chǎn)線。主要由加熱爐區(qū)，粗軋區(qū)，熱卷箱區(qū)，精軋區(qū)，卷取區(qū)組成。整條生產(chǎn)線中，SL150系統(tǒng)用于粗軋上下輥，與精軋8組機架的傳動控制。

對于粗軋機控制，需要軋機在有限的道次中，使得鋼坯產(chǎn)生巨大的形變，這方面就要求SL150系統(tǒng)在大負(fù)荷的情況下依然具有高效的控制性能。同時一座粗軋機，采取上下輥分別控制，在控制中需要根據(jù)軋鋼工藝設(shè)定負(fù)荷平衡，雪橇板等控制環(huán)節(jié)。

對于精軋機控制，SL150傳動系統(tǒng)將電動機轉(zhuǎn)矩傳遞給工作輥，控制帶鋼軋制速度，由于8組機架間是一個相互耦合的系統(tǒng)，所以對速度控制要求要比粗軋高一些。在保證電機能力允許的條件下，可以根據(jù)所需終軋溫度和成品厚度確定軋制速度。當(dāng)連軋機組最后一架軋機的軋制速度確定之后，其他各架軋機的軋制速度必須滿足金屬秒流量相等的條件：

式中：h1～h8為F1～F8軋機的軋出厚度；v1～v8為F1～F8軋機的軋輥速度；s1～s8為F1～F8軋機的前滑值系數(shù)。

本項目熱連軋系統(tǒng)如圖1所示，鋼坯由加熱爐加熱，經(jīng)過粗軋機5道次的軋制形成中間坯，進(jìn)入熱卷箱，中間坯從熱卷箱出來后經(jīng)過飛剪切頭進(jìn)入精軋機組，最后通過噴淋輥道，卷取成卷。由此完成一個工作周期。

圖1 熱連軋系統(tǒng)圖Fig.1 Diagram of hot rolling system

整條熱連軋系統(tǒng)，精軋區(qū)8套主電機參數(shù)如表1所示。

表1 精軋區(qū)主電機參數(shù)Tab.1 Main motor parameter of fine rolling system

單獨一套SL150系統(tǒng)，主回路系統(tǒng)單線圖見圖2。

對于一套SL150系統(tǒng)，根據(jù)圖2可以分為定子，勵磁，編碼器，主電機4個部分。以F1為例，主要介紹定子與勵磁部分，編碼器與電機較為簡單，就不再贅述。

圖2 主回路系統(tǒng)單線圖Fig.2 Single line diagram of main circuit system

定子部分，通過1臺13 800kV·A的三裂解變壓器將三相35kV的交流電壓變?yōu)?.1kV的交流電壓，供給晶閘管整流柜；整流柜環(huán)節(jié)選取本公司自主開發(fā)生產(chǎn)的RG3A-10000/1200-ABBJJG系列整流柜，三相交流電經(jīng)整流柜交交變流后，通過主開關(guān)為主電機定子供電。

勵磁部分，通過1臺1500kV·A的三裂解變壓器將三相10kV的交流電壓變?yōu)?50 V的交流電壓，為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3勵磁環(huán)節(jié)的整流裝置供電；該整流裝置選取本公司自主開發(fā)生產(chǎn)的ZX3A-2000/ 750系列整流裝置，三相交流電通過單象限整流裝置為主電機勵磁供電。

3 基于SL150主傳動系統(tǒng)

3.1 控制方式概述

本項目中總共使用了10套SL150系統(tǒng)，分別對粗軋上下輥，與精軋8架機組的交流同步電動機進(jìn)行傳動控制?？刂品绞讲捎么蠊β式?交變頻矢量控制技術(shù)。

大功率交-交變頻器通常采用三相橋式晶閘管可逆整流裝置。如果觸發(fā)移相控制信號是直流信號，變頻器的輸出電壓是直流；若觸發(fā)移相控制信號是交流信號，相應(yīng)變頻器的輸出電壓則是交流，實現(xiàn)變頻。由于這種變頻器無中間直流環(huán)節(jié)，故稱為交-交直接變頻。通過建模仿真，交-交變頻器單相輸出仿真如圖3所示。

同步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。如果以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準(zhǔn)則，在三相坐標(biāo)系上的定子交流電流與電壓通過3/2變化可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流與電壓。若觀察者站在鐵心上與坐標(biāo)系一起旋轉(zhuǎn)，看到的便是一臺直流電機。

圖3 交-交變頻器單相輸出Fig.3 The phase output of AC-AC convertor

既然同步電動機經(jīng)過坐標(biāo)變換可以等效成直流電動機，那么，模仿直流電動機的控制策略，得到直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制交流電動機了。這樣通過坐標(biāo)變換實現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫作矢量控制系統(tǒng)。

3.2 SL150硬件結(jié)構(gòu)

每套SL150系統(tǒng)控制單元硬件組成如圖4所示。

圖4 SL150系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Configuration diagram of system hardware

D445模塊是SIMONΤION-D系列中性能最高的版本，如果單獨使用，可以同時控制多達(dá)64個軸。可以將運動控制，邏輯控制與驅(qū)動控制集成在一個CPU中執(zhí)行，外形緊湊，操作方便。常被用于運動控制和高速I/O需求高場合，以及要求高速等時間同步功能的設(shè)備。

SL150系統(tǒng)中的D445，主要與上級自動化進(jìn)行通訊，接收上級自動化傳來的控制字，速度給定，轉(zhuǎn)矩附加給定，轉(zhuǎn)矩限幅等信號，同時將系統(tǒng)的狀態(tài)字，速度實際值，電流實際值等信號發(fā)送給上級自動化；與操作面板OP177B進(jìn)行通訊；同時對由輔助柜中EΤ200M接收到的高壓狀態(tài)，整流柜狀態(tài)，電機連鎖信號等外部狀態(tài)信號，及其控制信號進(jìn)行邏輯處理；并且與CU320進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將控制字，速度給定，轉(zhuǎn)矩限幅等信號傳輸給CU320，同時接收其發(fā)來的速度實際值，電流電壓，故障等信號。

CU320模塊是一個多軸控制單元，可以對負(fù)載進(jìn)行矢量控制，伺服控制與V/f控制，以應(yīng)對不同的場合需求。在SL150中，核心控制——矢量控制便是在CU320中完成的。圖5為矢量控制系統(tǒng)框圖。

矢量控制的核心問題是坐標(biāo)系定義和坐標(biāo)系變換。按照定義，交流電機的坐標(biāo)系包括：靜止的定子120°坐標(biāo)系和90°坐標(biāo)系；旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子直角坐標(biāo)系和磁通直角坐標(biāo)系。交流電機的所有矢量都在空間以同步速度旋轉(zhuǎn)，它們在靜止的定子坐標(biāo)系上的分量都是交流量，其計算和控制比較復(fù)雜。借助于坐標(biāo)系變換，先從三相120°坐標(biāo)系進(jìn)入兩相90°坐標(biāo)系，再從靜止坐標(biāo)系進(jìn)入旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，這樣，交流電機的所有矢量都變成了靜止矢量，它們在直角坐標(biāo)系下的分量都是直流量。在交-交變頻系統(tǒng)中，同步機的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系定位于氣隙磁通方向，靜止的定子坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)的磁通坐標(biāo)系之間的夾角定義為磁通角，到旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系之間的夾角定義為轉(zhuǎn)子角，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)的磁通坐標(biāo)系之間的夾角定義為負(fù)載角。這3個夾角間的基本關(guān)系式為：磁通角=轉(zhuǎn)子角+負(fù)載角。轉(zhuǎn)子角可以通過脈沖編碼器直接測量，磁通角只能以計算方法獲得，由此可完成坐標(biāo)系的正變換和反變換。經(jīng)過磁場定向和坐標(biāo)系變換之后，同步電機在電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的意義上與直流電機是等效的，控制其磁化電流就能保持氣隙磁場的恒定，控制其定子電流的轉(zhuǎn)矩分量就可以靈活地控制電磁轉(zhuǎn)矩，由此實現(xiàn)了磁通與轉(zhuǎn)矩的解耦控制。

由圖5可以看出，同步電機矢量控制調(diào)速系統(tǒng)主要由主回路和控制回路兩部分組成。

主回路包括：三相交-交變頻器，接受控制信號，為電機提供所需的電壓電流；同步電動機，系統(tǒng)的被控對象；速度編碼器，為系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子位置等信息；電流電壓檢測環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)提供電壓、電流信號，以供計算控制；轉(zhuǎn)子勵磁裝置，為電機提供所需的勵磁。

圖5 同步電動機矢量控制系統(tǒng)框圖Fig.5 Block diagram of the synchronous motor vector control system

控制回路包括：速度調(diào)節(jié)單元，接收速度給定信號，為系統(tǒng)提供的給定；功率因數(shù)控制單元，為系統(tǒng)提供的給定；電壓模型，在高速段，計算出電機磁通，為系統(tǒng)提供磁通幅值位置角；電流模型，在低速段為系統(tǒng)提供磁通有關(guān)參數(shù)，同時為勵磁裝置提供給定信號；直流調(diào)節(jié)器及前饋電壓計算，輸出用于電壓前饋補償?shù)亩ㄗ与妷航o定值。

SL150系統(tǒng)中的CU320，接收通過接口模塊ΤM15傳入系統(tǒng)的外部狀態(tài)信號，同步電源信號，編碼器信號以及由PSA發(fā)送而來的整流柜實際值信號；根據(jù)D445傳輸?shù)目刂菩盘?，運行矢量控制相應(yīng)的程序，最終的控制信號以脈沖觸發(fā)信號的形式傳輸給PSA模塊。

PSA與SSI模塊主要任務(wù)有兩方面：一方面將控制信號發(fā)送給整流柜單元；另一方面接收由整流柜單元采集而來的電壓、電流、零電流信號，以供系統(tǒng)進(jìn)行運算處理。

PSA接收由CU320發(fā)出的脈沖觸發(fā)信號，同時將此信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘栞敵龅酵獠?，對于采用光觸模式的整流單元，可以將此信號直接作為觸發(fā)信號使用；對于采用電脈沖觸發(fā)模式的整流單元，中間還需要添加SSI環(huán)節(jié)。PSA將信號傳輸給SSI，在SSI模塊中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理，將脈沖信號以電信號的形式傳給三相整流柜，觸發(fā)整流柜中各晶閘管。

3.3 其他主要功能

3.3.1 功率因數(shù)控制

第1段：實際轉(zhuǎn)速小于等于最高速度的31.22%，在這一段里，維持電機內(nèi)功率因數(shù)為1，的給定為0。電動機電壓隨速度升高而增大，并且比電動機反電勢增長快，在轉(zhuǎn)速達(dá)到最高轉(zhuǎn)速的31.22%時，達(dá)到額定電壓。此時內(nèi)功率因數(shù)為1的優(yōu)點：在該速度段勵磁電流相對較小，降低了電機發(fā)熱；此段變頻器輸入無功功率較??；同時外功率因數(shù)最低約為0.96，降低不多。

第2段：實際轉(zhuǎn)速大于最高轉(zhuǎn)速的31.22%，小于等于最高轉(zhuǎn)速的39.02%（即電機的額定轉(zhuǎn)速），這是一個過渡段，在這一段里，電機電壓維持額定電壓不變，通過加大給定（此時為負(fù)），使電流矢量由電機反電勢矢量向電機電樞電壓矢量靠攏，最后在實際轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速時達(dá)到外功率因數(shù)角為0。

第3段：實際轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速，即弱磁段，在這一段里，維持電機電壓等于額定電壓，外功率因數(shù)角始終為1，從而保證了高的電動機輸出能力。

3.3.2 扭振抑制

粗軋機傳動軸系是一種彈性和慣性系統(tǒng)，當(dāng)咬鋼（或負(fù)荷突變）、或負(fù)荷周期性變化時，相當(dāng)于在軸系上加了一個階躍力矩，軸系會產(chǎn)生一個交變力矩，疊加在正常軋制力矩上，出現(xiàn)扭矩振蕩。如果一旦該交變力矩的頻率與軸系固有諧振頻率接近或相等時，就會引起軸系低頻共振。這種共振產(chǎn)生的異常力矩可能超過系統(tǒng)正常力矩，并可能造成軸系機械或電動機的損壞。

在速度控制軟件中配有速度實際值有源濾波環(huán)節(jié)，采用陷波濾波原理，通過設(shè)置陷波頻率及阻尼系數(shù)，可以濾除在速度實際值中的低頻諧振信號，因而能防止電動機軸系產(chǎn)生共振。在系統(tǒng)調(diào)試時，根據(jù)實際檢測的波形，確定系統(tǒng)低頻諧振頻率，設(shè)置合適的陷波頻率及阻尼系數(shù)。

SL150中速度控制環(huán)節(jié)中有自帶的陷波濾波器。在實際應(yīng)用中，當(dāng)出現(xiàn)某一頻率性振蕩時，將采集到的速度實際波形，通過傅里葉變換，可以看出某一頻率諧波含量較大，此時便可以通過設(shè)定陷波濾波器來適當(dāng)濾除速度實際中此段頻率的信號，從而防止電動機軸產(chǎn)生共振。如果需要設(shè)置一個頻率100Hz，帶寬5Hz的陷波濾波器，需要設(shè)置：P1656.4=1，P1677=1，用于激活陷波濾波器；通過設(shè)置P1680=100Hz，P1678=100Hz，P1679=0，P1681=0.025，得到頻率100Hz，帶寬5Hz的陷波濾波器。

3.3.3 上下輥工藝配合

上、下輥系統(tǒng)間通過通訊方式實現(xiàn)速度分配、負(fù)荷平衡等工藝功能。

在咬鋼前下輥給定線速度高于上輥給定線速度，咬鋼后再經(jīng)一定延時使上、下輥給定速度相同，這樣可以實現(xiàn)鋼板軋制滑雪板特性的工藝要求，以免出現(xiàn)叩首，鋼坯扎入輥道。

負(fù)荷平衡環(huán)節(jié)主要是平衡上、下輥之間的定子力矩電流。當(dāng)上、下輥間定子力矩電流之差超過設(shè)定的門檻時，通常我們將這個門檻值設(shè)定為4%。通過微調(diào)上、下輥間的給定速度值，使得其差值在允許的范圍之內(nèi)。

3.3.4 負(fù)荷觀測

負(fù)荷觀測根據(jù)電機模型最終可以獲得定子負(fù)載電流給定。定子負(fù)載電流給定作為速度調(diào)節(jié)的預(yù)控，直接疊加在速度調(diào)節(jié)器的輸出端，用來減小PI調(diào)節(jié)器中積分器的調(diào)節(jié)量，加快速度調(diào)節(jié)過程，減小動態(tài)速降，從而實現(xiàn)快速，高精度速度調(diào)節(jié)的需要。

3.3.5 換輥定位

通過同步電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，準(zhǔn)確地計算轉(zhuǎn)子位置，使軋輥定位在換輥位置，實現(xiàn)軋輥定位準(zhǔn)確停車。

3.3.6 其他功能

系統(tǒng)除正常軋制功能外，還具有正向點動反向點動、爬行、快速停車及緊急停車等功能。

3.4 調(diào)試軟件

SCOUΤ工程開發(fā)系統(tǒng)具有友好的人機交互性。運動控制，邏輯控制與工藝控制的工程開發(fā)，以及驅(qū)動器的組態(tài)與調(diào)試，均由一個系統(tǒng)完成。實際上大部分任務(wù)的處理均可用圖形方式完成，直觀性極強，包括組態(tài)、編程、測試及調(diào)試。智能的用戶提示信息，實用的幫助功能，自動的檢查功能簡化了任務(wù)的完成過程，特別適合于第1次編制運動控制程序的用戶。SCOUΤ的所有工具均被集成在一起，并具有統(tǒng)一的形式。

SL150調(diào)試軟件就是使用的SCOUΤ軟件，在調(diào)試過程中軟件的使用主要可以分為兩部分：一部分是對D445內(nèi)程序進(jìn)行修改調(diào)試，這部分程序主要是以CFC語言編寫，直觀性較強，便于工程人員調(diào)試；另一部分是對CU320中的程序進(jìn)行修改調(diào)試，主要是以參數(shù)列表的形式進(jìn)行調(diào)試對于大部分工程師，這種調(diào)試方式并不陌生。

3.5對比SIMADYN-D

首先從硬件上講，S150系統(tǒng)核心控制單元只有D445與CU320，相比SIMADYN-D動輒10余塊控制板相比，可靠性更高；如果考慮到后期維護(hù)，D445，CU320加之類似與ΤM15等接口模塊都是被眾多系統(tǒng)廣泛使用的器件，如果硬件出現(xiàn)故障，尋求可替換的備件要容易得多；同時相關(guān)器件的單獨采購，相比SIMADYN-D，成本更低廉，采購周期更便捷。

其次從軟件上說，SIMADYN-D系統(tǒng)的調(diào)試軟件開發(fā)已久，卻沒有隨著時代技術(shù)變革而更新，使其對電腦硬件，電腦操作系統(tǒng)要求都極為苛刻，使得SΤRUC-G成為只有少數(shù)受過專業(yè)培訓(xùn)的人員才能使用的調(diào)試工具，嚴(yán)重限制其推廣應(yīng)用，也為廠方日后維護(hù)帶來了極大的困難。

相比，SL150的調(diào)試軟件SCOUΤ，其對電腦硬件，系統(tǒng)的要求就沒有那么嚴(yán)苛，目前尚在使用中的大部分電腦都可以安裝，而且支持多個操作系統(tǒng)，極大地方便了工程人員的使用；并且SCOUΤ的操作界面具有更加友好的人機交互性，讓使用者可以很快上手。

新的軟件，新的功能也使得SL150的調(diào)試變得簡便了許多。以反饋信號調(diào)零為例，SIMADYN-D調(diào)試過程中需要反復(fù)的試數(shù)，觀測，才能得到滿意的結(jié)果，調(diào)試時間長，參數(shù)精度低；而在SL150中，通過參數(shù)設(shè)定，即可實現(xiàn)自動調(diào)零，方便快捷。諸如此類的改進(jìn)很多，大大縮短了一套系統(tǒng)的調(diào)試周期，同時調(diào)試精度也有相應(yīng)的提升。

由于目前本公司對SL150的應(yīng)用也是處于初步階段，整體調(diào)試思路承襲于SIMADYN-D，基于新系統(tǒng)，新軟件強大的功能，對于SL150的調(diào)試存在著很大的改進(jìn)空間。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，中壓大功率同步電機方面的性能將會有一個整體的提升。

4 調(diào)試與應(yīng)用

4.1 調(diào)試

在實際應(yīng)用調(diào)試中，不同技術(shù)團(tuán)隊會有自己獨到的調(diào)試方案，而本公司技術(shù)團(tuán)隊將SL150調(diào)試過程主要分為3部分進(jìn)行。

首先，需要按照電機參數(shù)，整流裝置填寫參數(shù)；在參數(shù)書寫完畢后進(jìn)行電流、電壓反饋系數(shù)的標(biāo)定工作；之后對硬件部分進(jìn)行各項相應(yīng)實驗，如整流柜的空升壓實驗，電機的通電流實驗等，以確保整個系統(tǒng)硬件各環(huán)節(jié)完好無損。

其次，進(jìn)行電機速度開環(huán)實驗與調(diào)試，在這個過程中，主要是檢驗各項反饋是否正常，為應(yīng)對非正常情況，在該實驗中要注意各個環(huán)節(jié)的保護(hù)措施；同時查看電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正常，確保電動機可以在之后高速，加載等實驗中正常運轉(zhuǎn)。

最后，進(jìn)行電機速度閉環(huán)實驗與調(diào)試，在這個過程中，將根據(jù)工藝提出的性能指標(biāo)，對系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)的調(diào)試，使其靜態(tài)與動態(tài)性能皆可以滿足各項技術(shù)指標(biāo)要求。

目前本公司已在福建某廠調(diào)試完成1 780 mm熱連軋項目，全線10組SL150系統(tǒng)運轉(zhuǎn)良好。由于此項目是我公司SL150系統(tǒng)首次調(diào)試，調(diào)試過程中雖然出現(xiàn)了一些始料未及的阻礙，但依然憑借堅實的技術(shù)實力在客戶要求的工期內(nèi)獨立完成了整條軋線的調(diào)試工作，確保廠方順利投產(chǎn)。

4.2 應(yīng)用

圖6為軋鋼時F1的速度與電流波形圖，從圖6中可以看出，電機在咬鋼時，來自自動化的速度給定信號會在判斷咬鋼后速度給定減小，從而減小一些系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)量，有助于系統(tǒng)更快地恢復(fù)穩(wěn)定；由圖6可以看到，速度實際值咬鋼時，速降0.07m/s，并且在速度給定變化前已基本跟隨上速度給定值，之后速度實際值始終與速度給定值相貼合?？梢?，系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。

圖6 F1波形圖Fig.6 Waveforms diagram of F1

在整個過程中，可以看到，電流除了在咬鋼時為了調(diào)節(jié)有所波動，其余時間段沒有過多的波動，極為穩(wěn)定。咬鋼時電流最大值可達(dá)2 000A，正常軋制電流1700A，可見電流的超調(diào)量較小，同時考慮到F1主電機額定電流可達(dá)2 500 A，系統(tǒng)具有2倍的過載能力，可知系統(tǒng)還具有極強的調(diào)節(jié)能力。若出現(xiàn)更惡劣的工況，也可以有效的調(diào)節(jié)。

5 結(jié)論

本文主要闡述了中壓大功率傳動系統(tǒng)SL150在某熱連軋項目中的應(yīng)用，作為新一代的控制系統(tǒng)，雖然目前應(yīng)用并不廣泛，但以其上述的一些優(yōu)點，日后必定會在我國中壓大功率傳動領(lǐng)域占有一席之地。

［1］劉翔，曹萍，邸凈宇，等.淺析Q軸主電抗增磁降速時對矢量控制系統(tǒng)的影響［J］.電氣傳動，2014，44（4）：20-24.

［2］陳伯時.電力拖動自動化控制系統(tǒng)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

Application of SL150 in Hot Rolling Line

LIU Xiang1，WANG Wen-long2，CAO Ping3，HAN Di1，WANG Huan1
（1.Tianjin Design and Research Institute of Electric Drive Co.，Ltd.，Tianjin 300180，China；2.Hebei Huandian Shijiazhuang Luhua Co-Generation Power Co.，Ltd.，ShiJiazhuang 050200，Hebei，China；3.Technology Electrical Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China）

The vector control AC-AC variable-frequency speed control system is widely used in the field of steel rolling.Siemens in recent years introduced a new type of AC-AC variable-frequency speed control system—SL150 systems.Taken an 1 780 mm 8 stainless steel rolling production line as an example，the application of SL150 control system was introduced.The control method，hardware structure of system，main function，software debugging were listed.And compared with the SIMADYN-D.By debugging and application prove that the system has good dynamic performance and regulation ability.

AC-AC convert；vector control；synchronous motor

TM921.1

B

2014-04-11

修改稿日期：2014-07-24

劉翔（1988-），男，本科，助理工程師，Email：041188lx@163.com