1 引言
太鋼不銹熱軋廠卷板生產(chǎn)線改造工程主要包括:爐卷主軋機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)、輔助傳動(dòng)控制系統(tǒng)(飛剪、左右爐卷、輥道、端卷等)電氣控制系統(tǒng)的更新。輥道系統(tǒng)包括:大鏈i、ii段輥道、飛剪輥道、前、后爐底輥道、水冷i、ii、iii段輥道。
原軌道系統(tǒng)采用機(jī)組控制，直流電機(jī)拖動(dòng)同步機(jī)發(fā)電機(jī)，同步發(fā)電機(jī)的頻率f1=60r/min，通過(guò)改變直流電機(jī)的速度，便得到不同頻率的電源，來(lái)調(diào)節(jié)輥道速度，制動(dòng)時(shí)采用定子注入直流的能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)快速停車。改造后采用abb公司的acs-604系列變頻器作為輥道的傳動(dòng)控制系統(tǒng)，取消了原來(lái)技術(shù)落后，耗能高的機(jī)組控制，下面以水冷軌道為例對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

2 水冷輥道系統(tǒng)組成及控制方式
水冷輥道共有電機(jī)108臺(tái)，共分為三段，負(fù)責(zé)對(duì)鋼帶的冷卻與傳送。系統(tǒng)采用三臺(tái)abb acs604 25kw/480a 380v變頻器，分別控制水冷i、ii、iii段輥，軌道電機(jī)參數(shù):2.1kw，380v，10a，采用的制動(dòng)單元型號(hào):abb nbra-282.3kw/dc，510v，制動(dòng)電阻:西門子 6se70 170kw/2.35ω。系統(tǒng)的控制框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)控制框圖
系統(tǒng)的控制方式為遠(yuǎn)程控制，通過(guò)操作臺(tái)給出輥道正、反轉(zhuǎn)，高、低速控制信號(hào)送入plc(s7-400)，編程序后由s7-400通過(guò)profibus-dp網(wǎng)經(jīng)過(guò)通信適配器npba-12送入acs-604的通道ch0，(通道ch0為光纜ddcs連接)。

3 系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法
水冷輥道工作時(shí)要求有兩擋速度，低速時(shí)為16.5hz，與軋機(jī)同步時(shí)為高速38hz，調(diào)試過(guò)程中系統(tǒng)的啟、制動(dòng)和運(yùn)行特性很好，但主要出現(xiàn)的問(wèn)題是在高速制動(dòng)時(shí)響應(yīng)太快，由于水冷輥道的接手為工程塑料，制動(dòng)時(shí)對(duì)接手沖擊太大，造成接手損壞。而且制動(dòng)時(shí)間也無(wú)法調(diào)慢。圖2是abb變頻器主回路的原理圖，圖3為制動(dòng)單元原理圖。

圖2 abb acs604變頻器主回路

圖3 abb nbra-282制動(dòng)單元回路原理圖
abb acs604變頻器由三部分構(gòu)成，整流部分，直流回路部分，逆變部分。當(dāng)系統(tǒng)處在制動(dòng)過(guò)程時(shí)，制動(dòng)能量將通過(guò)其逆變部分的六個(gè)二極管反饋回到直流回路，由于整流部分由不可控的二極管組成，制動(dòng)能量無(wú)法回到電網(wǎng)，造成直流回路電壓泵升，當(dāng)高于1.21×1.35u1max時(shí)斬波器把制動(dòng)電阻與中間回路接通，泄放中間回路泵升電壓，當(dāng)電壓減小到1.19×1.35u1max時(shí)，斬波器關(guān)斷。
從中可以看出在機(jī)械慣性一定的情況下，制動(dòng)時(shí)間的快慢取決于電容放電時(shí)間，放電的時(shí)間常數(shù)t=1/rc，很顯然要通過(guò)修改變頻器參數(shù)來(lái)改變這一時(shí)間常數(shù)是不可能的，如果使用直流注入制動(dòng)又要增加一套直流裝置，同時(shí)又引起電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱。考慮到輥道的短時(shí)工作制的特點(diǎn)，在不增加設(shè)備的情況下，決定采用反接制動(dòng)進(jìn)行調(diào)試。
采用反接制動(dòng)，即在運(yùn)行過(guò)程中停車時(shí)先打反接，再停車。反接制動(dòng)的機(jī)械特性曲線如圖4所示。制動(dòng)過(guò)程如下:電源反接時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向改變，電機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速由n0轉(zhuǎn)變?yōu)?n0，由于轉(zhuǎn)速不能突變，轉(zhuǎn)差率s>1，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很大約2e2，此時(shí)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的共同作用下，迫使電動(dòng)機(jī)很快減速到n=0，制動(dòng)結(jié)束，電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，此時(shí)必須采取措施，否則電機(jī)將反向拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，所以反接制動(dòng)只用于快速停車，不適用于準(zhǔn)確停車。反接制動(dòng)時(shí)間取決于制動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間常數(shù)，制動(dòng)的過(guò)程如圖4中藍(lán)色線所示，在a點(diǎn)開始反接，最后在c點(diǎn)實(shí)現(xiàn)停車。

圖4 反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性圖
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真調(diào)試，效果比較明顯，最后在s7-400的實(shí)現(xiàn)是在程序加入一個(gè)延時(shí)斷開的功能塊，在一個(gè)方向運(yùn)行停車時(shí)，利用延時(shí)斷開的功能塊接通反向，延時(shí)反接制動(dòng)。反接延時(shí)時(shí)間由s7-400采樣變頻器電流實(shí)際值決定。

5 結(jié)束語(yǔ)
系統(tǒng)調(diào)試完畢后已投入運(yùn)行，從運(yùn)行效果看，系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，停車響應(yīng)時(shí)間滿足系統(tǒng)要求，接手沖擊小，電機(jī)因制動(dòng)沒有過(guò)熱燒毀過(guò)，但是在工程實(shí)踐選型中還是應(yīng)該引去我們的注意的。