ACS6000是ABB公司制造的交-直-交中壓變頻調(diào)速裝置，采用了DTC控制模式，達(dá)到了零轉(zhuǎn)速全轉(zhuǎn)矩輸出，具有極高的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有：在變化負(fù)載的情況下，具有精準(zhǔn)的速度和轉(zhuǎn)矩控制；帶有源整流器可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行；采用公共直流母排，可降低能量消耗；低速性能極佳，可使電動(dòng)機(jī)得到充分的利用從而達(dá)到提高軋鋼能效的目的。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)大功率電路的控制及信息收集、變換和傳輸，采用當(dāng)今國際先進(jìn)的基于RISC64位的微處理器控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有模塊化結(jié)構(gòu)、多處理器、采樣時(shí)間間隔短，特別適用于中厚板軋機(jī)這種高動(dòng)態(tài)性能要求的控制任務(wù)。濟(jì)鋼中厚板3500區(qū)域粗軋機(jī)改造后，主傳動(dòng)采用了ACS6000系統(tǒng)，實(shí)際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，性能優(yōu)良。但也出現(xiàn)一些故障，主要為250msswichfrequency故障。通過對(duì)系統(tǒng)的組成模塊IGCT開關(guān)頻率的研究，并對(duì)系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)和外部環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，故障基本消除。

一、制約開關(guān)頻率的因素

1、IGCT開關(guān)原件的關(guān)斷和導(dǎo)通，需要有能量去觸發(fā)和關(guān)斷，在此過程中，會(huì)導(dǎo)致節(jié)溫的上升，同時(shí)節(jié)溫的上升會(huì)和流過原件的電流、電壓的大小有關(guān)，即半導(dǎo)體損耗，而開關(guān)原件允許的節(jié)溫上限是原件本身所決定的，受到原件的制造技術(shù)和制造工藝的限制。因此對(duì)IGCT開關(guān)元件的冷卻至關(guān)重要，必須降低內(nèi)循環(huán)水的溫度，改善IGCT的工作環(huán)境。某個(gè)時(shí)間段內(nèi)允許的最大開關(guān)頻率如下表所示

表一

2、電網(wǎng)電壓對(duì)開關(guān)頻率的影響。ACS600系統(tǒng)采用12脈沖整流，為DC直流母線提供直流電源，當(dāng)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)會(huì)引起直流母線DC電壓的波動(dòng)，導(dǎo)致NP對(duì)地出現(xiàn)300伏左右較高電壓，這時(shí)IGCT會(huì)進(jìn)行動(dòng)作對(duì)DC電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)同時(shí)還要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就導(dǎo)致了開關(guān)頻率故障的出現(xiàn)。通過監(jiān)控電網(wǎng)電壓發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同一母線上的煉鋼LF精煉爐大功率負(fù)荷投用時(shí)，會(huì)在瞬間導(dǎo)致網(wǎng)壓出現(xiàn)較大壓降，當(dāng)壓降超過3000V時(shí)，且電機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，極易出現(xiàn)Switchingfrequency250ms故障。

3、轉(zhuǎn)矩、磁通、NP電壓部分（電流方向）任何一部分的改變都將導(dǎo)致開關(guān)（IGCT）動(dòng)作，電機(jī)參數(shù)的基本曲線決定了磁滯寬度，而磁滯寬度將對(duì)IGCT的開關(guān)頻率產(chǎn)生重要影響。同時(shí)開關(guān)頻率SF值同樣取決于電流的大小。

圖三磁滯寬度調(diào)整圖

二、解決辦法與控制策略

1、通過對(duì)熱交換器的冷卻效果進(jìn)行觀察分析，并對(duì)其進(jìn)行解體清洗，發(fā)現(xiàn)由于外冷凈環(huán)水水質(zhì)太差，導(dǎo)致熱交換器內(nèi)存積污泥，致使水流量減少、熱傳導(dǎo)能力變差。如果定期解體熱交換器進(jìn)行清洗，存在清洗頻次高、費(fèi)用貴、且易出現(xiàn)密封壞導(dǎo)致報(bào)廢的現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際情況，創(chuàng)造了“熱交換器反沖法”，經(jīng)過對(duì)粗軋機(jī)外冷水系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加了過濾及壓力檢測(cè)，同時(shí)利用增加的反沖功能，能夠定期對(duì)過濾器在線進(jìn)行反沖清洗，保證內(nèi)循環(huán)的冷卻效果，為IGCT提供良好的外部工作環(huán)境。

2、主傳動(dòng)的VLU柜進(jìn)行改造，在直流母線增加兩個(gè)高壓電容以緩和網(wǎng)壓波動(dòng)對(duì)DC電壓造成的影響。高壓電容的增加有利于DC母線電壓的穩(wěn)定，減少IGCT動(dòng)作的頻率，但過大的直流母線電容也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生影響，綜合考慮增加兩個(gè)250NF/7400VDC高壓電容。

圖四新增母線電壓電容圖

3、調(diào)整磁滯參數(shù)。適當(dāng)修改參數(shù)134.13和134.14。

三、實(shí)施效果與效益分析

粗軋機(jī)ABBACS6000主傳動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致主傳動(dòng)跳閘，一方面造成停機(jī)影響生產(chǎn)，另一方面造成軋廢或者改判等。其中最主要的問題是IGCT開關(guān)頻率250ms故障，既Switchingfrequency250ms故障，此故障的出現(xiàn)受制于開關(guān)元件IGCT本身性能和外部環(huán)境的影響，對(duì)此故障進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，此故障的發(fā)生率下降80%。

統(tǒng)計(jì)粗軋機(jī)改造系統(tǒng)投用后最初6個(gè)月主傳動(dòng)故障時(shí)間約440分鐘左右。因故障產(chǎn)生的軋廢和改判50噸左右。改造后半年時(shí)間內(nèi)故障時(shí)間僅15分鐘左右，軋廢改判為零，故障時(shí)間降低425分鐘。按150噸/小時(shí)，產(chǎn)量貢獻(xiàn)425/60*425=1062噸。按每噸效益50元計(jì)算，共增加效益5.31萬元。軋廢改判降低按1000元/噸計(jì)算，增加效益5萬元，半年增加效益10.31萬元左右，年增加效益20萬左右。