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流電動機變頻調速技術在寶鋼的應用

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全球電機網消息:、 引言

寶鋼是一個舉世注目的超大型鋼鐵聯合企業。從1978年開工建設打下第一根樁開始,直到2001年5月國家對寶鋼三期工程正式驗收為止,歷時20多年的一期工程建設、二期工程建設、三期工程建設。寶鋼人為此付出了大量的艱辛,方才形成迄今為止年產鋼1140萬噸的巨大規模。

寶鋼擁有從原料輸送、儲存、處理,冶煉,板坯連鑄,初軋,熱連軋,冷連軋等多條主要的生產作業線??梢哉f,這些作業線的生產工藝、設備的自動化控制水平都是世界第一流的。

鋼鐵企業的生產設備,按照工藝要求可分為非調速和調速兩大類。在寶鋼現場的各主作業線上,凡是生產工藝對設備有調速要求的,都實現了自動調速控制。

從電氣傳動的觀點看:調速類又可分為交流調速和直流調速兩大類。

2、 交流電動機變頻調速技術在寶鋼的應用情況

交流電動機變頻調速技術在寶鋼的應用是伴隨寶鋼一期工程、二期工程、三期工程的建設而發展的。

在寶鋼的一期工程設計時,雖然當時交流電動機變頻調速技術在國外已有相當的發展,但受國內現狀的制約,寶鋼一期工程的引進項目中仍然沿用直流調速。僅引進了兩套變頻器作為大型電動機的起動用:其一是引進日本東芝公司生產的12MW(12kV、1024A)交-直-交變頻器供能源部1#高爐鼓風機的48MW同步電動機起動。其二是引進日本安川公司生產的VS-630(850kVA,1750V,最高輸出頻率30Hz)電流型交-直-交變頻器供1#高爐一、二次除塵風機的1600kW異步電動機起動。

在二期工程中,交流變頻調速技術的應用范圍有所擴大,使用交流變頻調速技術的設備占需要調速的設備的比例有大幅度地增加,使用的變頻器以SPWM電壓型為主。這些變頻器(除2050熱軋廠 的R3和輥道驅動用變頻器采用模擬器件控制系統和晶體閘流管作功率開關元件外)大多采用可關斷的晶體管功率開關元件GTR,同時應用了數字化或全數字化控制技術。如一煉鋼連鑄和二高爐出鐵場除塵用的VS-686TV系列、VS-616H系列,第二燒結廠用的MELTRAC-200k系列、REQROL-400系列,以及2050熱軋R3所用的交-交變頻器,軋線輥道驅動用的交-直-交變頻器。從總體來講在二期工程中,直流調速還仍占主導地位。

在三期工程中,99%以上調速系統均使用了交流電動機變頻調速技術。如1580熱軋廠主軋機使用的以GTO作開關元件,具有高功率因數整流的三電平雙PWM同步電動機矢量控制變頻調速系統M-3000;軋線輔機以及輥道等使用的以IGBT作功率開關元件的三電平雙PWM異步電動機矢量控制變頻調速系統M-2000、M-1200;1420冷軋廠五機架以晶體閘流管作功率開關元件的交-交變頻矢量控制系統;1420冷軋廠輔機,二煉鋼連鑄設備的主、輔機設備以及三燒結主機使用的VS-676、 VS-616H3變頻調速系統;1550冷軋廠五機架以IGBT作開關元件的,具有高功率因數整流的三電平PWM變頻調速系統,高速線材廠軋線的ACS600系列直接轉矩控制(DTC)變頻調速系統和負載換流式(LCI)交-直-交型同步電動機變頻調速系統;還有二煉鋼的鋼包臺車驅動、原料場的堆取料機、原料碼頭卸料機、部分行車的走行控制系統均采用交流變頻調速技術??梢哉f,交流變頻調速技術在寶鋼的應用已達到了相當的廣泛。
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