直流主傳動控制系統(tǒng)在熱連軋粗軋機(jī)中的應(yīng)用

1、直流調(diào)速在熱連軋粗軋機(jī)主傳動中的應(yīng)用直流大容量控制系統(tǒng)的應(yīng)用摘 要軋機(jī)主傳動裝置的作用是將電動機(jī)的運(yùn)動和力矩傳遞給軋輥，使其旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對鋼坯的軋制。目前國內(nèi)全部中寬帶（800mm1000mm）熱連軋和80%的1250mm寬帶熱連軋主傳動均由直流電機(jī)拖動，直流調(diào)速裝置控制。由于直流傳動優(yōu)異的控制性能及較高的性價比，使其在軋機(jī)主傳動等大容量變速傳動領(lǐng)域占據(jù)一定的市場份額。眾所周知，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速容易控制和調(diào)節(jié)。在額定轉(zhuǎn)速以下，保持勵磁電流恒定，可用改變電樞電壓的方法實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；在額定轉(zhuǎn)速以上，保持電樞電壓恒定，可用改變勵磁電流的方法實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速。采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜

2、、動態(tài)調(diào)速特性。對于軋機(jī)主傳動等大容量直流電機(jī)可控硅整流裝置，為了減輕對電網(wǎng)的干擾，特別是減少諧波分量，可以將兩組三相整流橋串聯(lián)或并聯(lián)，構(gòu)成12脈波整流裝置對電動機(jī)供電，一般多采用并聯(lián)方案。即用一臺三繞組變壓器，一次繞組接成三角形或星形，二次繞組一個接成三角形，一個接成星形。則這兩個繞組相位相差30°，兩個繞組分別供電給兩個三相整流橋，這兩個整流電路的輸出通過平波電抗器并聯(lián)后向直流電動機(jī)供電。本文以850mm熱連軋R1粗軋機(jī)主傳動為研究對象，構(gòu)建晶閘管變流器的主電路方案，提出了主電路變壓器、晶閘管、電抗器等控制元件參數(shù)的計算數(shù)據(jù)，并設(shè)計了系統(tǒng)的過壓、過流、接地、超速等保護(hù)。文章最后設(shè)

3、計了該套直流傳動系統(tǒng)的原理圖及主要調(diào)試參數(shù)。1 熱軋帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù)熱軋帶鋼軋機(jī)生產(chǎn)的熱軋板卷，不僅可以供薄板和中板直接使用，還可以作為下道工序冷軋、焊管、冷彎型鋼的原料。帶鋼熱連軋機(jī)自50年代起，在世界范圍內(nèi)已成為帶鋼生產(chǎn)的主要形式。帶鋼熱連軋機(jī)具有軋制速度高、產(chǎn)量高、自動化程度高的特點(diǎn)，軋制速度50年代為1012ms，70年代已達(dá) 1830ms。產(chǎn)品規(guī)格也由生產(chǎn)厚度為 28mm、寬度小于 2000mm的成卷帶鋼，擴(kuò)大到生產(chǎn)厚度1220mm、寬度2500mm的帶鋼。帶卷重量的加大和作業(yè)率的提高，使現(xiàn)有的帶鋼熱連軋機(jī)年產(chǎn)量達(dá)350600萬t，最大卷重也由15t增加到70t。坯料尺寸及重量加大

4、，要求設(shè)置更多的工作機(jī)座，過去的粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組的工作機(jī)座分別為24架和56架，現(xiàn)已分別增加到46架和78架，軋機(jī)尺寸也相應(yīng)增加。90年代以來，鋼鐵生產(chǎn)短流程迅速開發(fā)和推廣，薄板坯（或中厚板坯）連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，正在改變著傳統(tǒng)的熱連軋機(jī)市場。連鑄連軋技術(shù)是將鋼的凝固成型與變形成型兩個工序銜接起來，將連鑄坯在熱狀態(tài)下繼續(xù)送入精軋機(jī)組，直接軋制成帶卷產(chǎn)品。德國西馬克公司的CSP技術(shù)、德馬克公司的ISP技術(shù)、奧鋼聯(lián)開發(fā)的Conroll技術(shù)等都已有用戶采用。2 850mm熱連軋粗軋機(jī)電機(jī)參數(shù)R1粗軋電機(jī)基本參數(shù)型號：Z3200/1350功率：5500KW電壓：DC1000V電流：6180A轉(zhuǎn)速：4

5、0/80rpm勵磁電壓：DC110V勵磁電流：260A過載：250%/60s, 275%切斷3 粗軋機(jī)主傳動控制系統(tǒng)的構(gòu)成3.1 粗軋機(jī)主傳動對控制系統(tǒng)的要求1) 能實(shí)現(xiàn)頻繁的快速正反轉(zhuǎn)。2) 系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，電流響應(yīng)時間15ms，速度響應(yīng)時間100ms，穩(wěn) 態(tài)速度調(diào)節(jié)精度0.05%，速度動態(tài)當(dāng)量0.3%S。3) 12相電流平衡，最大電流差值1%。4) 傳動系統(tǒng)過載能力強(qiáng)，最大過載達(dá)到2.5-3倍。3.2 系統(tǒng)的設(shè)計方案3.2.1 主回路設(shè)計方案 主軋機(jī)電動機(jī)電樞回路采用分裂式三繞組整流變壓器供電，電動機(jī)由十二相整流器控制；整流變壓器為雙付邊相位差30度，直流側(cè)角組和星組電樞整流回路設(shè)單獨(dú)平

6、波電抗器，直流側(cè)采用快速開關(guān)。勵磁回路采用一臺整流變壓器供電，變流器為SIMENS公司的6RA70單向限直流調(diào)速裝置。3.2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計方案控制系統(tǒng)由兩臺6RA70全數(shù)字控制裝置構(gòu)成十二相整流控制系統(tǒng)。這兩臺控制器采用主從控制方式，即主控制器為速度環(huán)和電流環(huán)構(gòu)成的雙閉環(huán)系統(tǒng)，從控制器為電流環(huán)控制的單環(huán)系統(tǒng)，從控制器接收主控制器的電流給定。SIMOREG DC-MASTER 6RA70系列全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)采用兩個高效能的微處理器(C163和C167)承擔(dān)電樞和勵磁回路所有的調(diào)節(jié)和傳動控制功能。調(diào)節(jié)功能在軟件中通過參數(shù)構(gòu)成的程序模塊來實(shí)現(xiàn)，從而得到非常精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)

7、控及附加功能都由微處理器來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可軟件組態(tài)，可以對電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器、勵磁電流調(diào)節(jié)器、電動機(jī)磁化曲線等進(jìn)行自動優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制。傳動裝置本身具有完善的故障診斷、報警、顯示和保護(hù)功能。給定和反饋可以為數(shù)字量或模擬量。具有2象限和4象限設(shè)計可供各種工業(yè)應(yīng)用選擇。6RA70調(diào)速系統(tǒng)具有基于Windows下的SIMOVIS友好界面，BICO技術(shù)使用戶在信號、參數(shù)連接和改變上更為方便。3.2.3 十二相整流的優(yōu)勢1. 減小傳動系統(tǒng)特別是大功率傳動系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響。2. 加大輸出電流的容量。由兩個六相整流器并聯(lián)連接成十二相整流器時輸出電流是六 相整流器的兩倍。3. 減小電流紋波，減

8、小轉(zhuǎn)矩脈動。3.2.4 十二相整流需要注意的問題1. 12相并聯(lián)系統(tǒng)如何計算電樞阻抗P110、感抗P111和電機(jī)額定電流P100。 P110=(電機(jī)電樞阻抗*直接并聯(lián)裝置個數(shù))+均流電抗器的阻抗P111=(電機(jī)電樞感抗*直接并聯(lián)裝置個數(shù))+均流電抗器的感抗P100=電機(jī)額定電流/直接并聯(lián)裝置個數(shù)2. 正反橋切換時的環(huán)流電流的控制在6相控制系統(tǒng)中，當(dāng)從正橋工作狀態(tài)需要切換到反橋工作時，首先改變電流給定的極性，當(dāng)正橋?qū)嶋H電流降到零時，控制器得到零電流信號。然后控制器經(jīng)過1ms-2ms的延時，釋放反橋脈沖，反橋開始工作。這樣就避免了在同一個脈沖周期3.3ms（50Hz）內(nèi)正反橋脈沖同時出現(xiàn)。12相控

9、制系統(tǒng)中，需要同時保證星橋和角橋電流大小、觸發(fā)角、電流方向改變等一致性。控制系統(tǒng)在得到零電流信號時會發(fā)出并聯(lián)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)矩方向使能信號，這個信號通過裝置對裝置通訊發(fā)到對方的轉(zhuǎn)矩方向使能的連接器。3. 動態(tài)響應(yīng)的延時星橋和角橋30°的相位差會導(dǎo)致0.5個掃描周期的延時。主從系統(tǒng)中電流給定和實(shí)際電流的傳輸會導(dǎo)致1-2個掃描周期的延時。4. 12相控制從動整流器的點(diǎn)火脈沖應(yīng)該遲于主動整流器點(diǎn)火脈沖30°，寬脈沖（脈沖持續(xù)至下個脈沖前約0.1ms）每隔30°便輸出到兩套裝置的電樞觸發(fā)裝置上，以確保在電樞電流脈動時也能流過電流。5. 電樞電流調(diào)節(jié)器的預(yù)控制應(yīng)從6脈沖運(yùn)行切換到

10、12脈沖運(yùn)行，預(yù)控制的EMF給定值為電動機(jī)總的EMF值。3.3 傳動控制系統(tǒng)的功能-傳動起?？刂萍斑\(yùn)行監(jiān)控-速度控制-電樞電流控制-弱磁時的電壓控制-勵磁電流控制-主軸定位控制-待鋼弱磁爬行控制（6rpm）-聯(lián)網(wǎng)通訊接口3.3.1 速度控制 速度控制主要考慮軋制道次改變時的速度方向的變化。在軋制奇數(shù)道次時，軋機(jī)首先以等待速度運(yùn)行，入口推床檢得鋼坯時，軋機(jī)加速到軋制速度，當(dāng)軋機(jī)拋鋼后，軋機(jī)減速到零。在軋制偶數(shù)道次時，軋機(jī)首先以等待速度運(yùn)行，當(dāng)鋼坯到達(dá)軋機(jī)出口推床后，軋機(jī)加速到軋制速度，當(dāng)軋機(jī)拋鋼后，軋機(jī)減速到零，只是在軋制偶數(shù)道次時，速度給定的方向正好和奇數(shù)道次時的相反。給定曲線由軋線L1系統(tǒng)完

11、成。3.3.2 電樞電流控制電樞電流控制是指電樞電流的自動閉環(huán)控制。根據(jù)速度調(diào)節(jié)器的輸出（力矩給定），與電樞電流反饋（與磁通的乘積）轉(zhuǎn)換的電機(jī)轉(zhuǎn)矩形成閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)電樞電流控制。3.3.3 弱磁時的電壓控制 電壓控制是指電樞電壓的自動閉環(huán)控制。電勢設(shè)定按電機(jī)的額定參數(shù)計算，即En = Un InR；而電勢實(shí)際值E = U IR L*di/dt（或E=Cen），根據(jù)電樞端電壓值U、電樞電流值I及di/dt采樣值或勵磁磁通計算值、速度采樣值n，即可計算出來，從而實(shí)現(xiàn)弱磁時的電壓自動控制。3.3.4 勵磁電流控制 勵磁電流控制是指勵磁電流的自動閉環(huán)控制。根據(jù)電勢調(diào)節(jié)器的輸出（勵磁磁通給定），與

12、勵磁電流反饋轉(zhuǎn)換的電機(jī)磁通形成磁通閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)勵磁電流控制。3.3.5 主軸定位控制 軋機(jī)主軸定位控制，為便于換輥控制。一般在軋機(jī)正常停車時，軋輥扁頭都會自動定位，以便于軋機(jī)換輥。特殊情況下，可通過軋機(jī)扁頭定位按鈕操作，軋輥會自動找位停機(jī)，以便換輥。主軸定位控制由軋線L1系統(tǒng)完成。3.3.6 待鋼弱磁爬行控制（6rpm）待鋼弱磁爬行控制，為主傳動系統(tǒng)在小磁場設(shè)定情況下，低速運(yùn)行，等待軋鋼的一種特殊的工況。一旦系統(tǒng)接受到有鋼信號，馬上升到設(shè)定咬鋼速度，進(jìn)行正常軋制。3.3.7 繼電操作系統(tǒng)與保護(hù) 主電機(jī)操作順序控制 電樞回路開關(guān)操作及各輔助設(shè)備的起停控制 與主傳動有關(guān)的所有故障信號的檢查與繼

13、電器保護(hù) 繼電器保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計原則為： 對于故障進(jìn)行綜合分類處理 輕故障：系統(tǒng)報警 次重故障：發(fā)出停車信號 重故障：緊急停車，跳閘快速開關(guān)、緊急停車及各輔助設(shè)備的操作可在控制柜及HMI上分別進(jìn)行。3.3.8 聯(lián)網(wǎng)通訊接口系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊功能，主要指6RA70調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部通訊及6RA70調(diào)速系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的通訊功能。1）6RA70調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部的通訊主要有星橋與角橋控制系統(tǒng)之間的通訊，采用USS協(xié)議的主從通訊方式，實(shí)現(xiàn)兩臺控制系統(tǒng)之間的高速的數(shù)據(jù)交換。2）主控制器與勵磁控制器的通訊，即由主控制器給出勵磁給定發(fā)給勵磁控制器。3）6RA70調(diào)速系統(tǒng)與外圍系統(tǒng)之間的通訊，主要是指主軋機(jī)控制器與軋區(qū)聯(lián)鎖PLC

14、之間的通訊，此通訊為PROFIBUS-DP網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)主傳動系統(tǒng)與速度主令PLC之間的數(shù)據(jù)交換。3.4 控制系統(tǒng)單線圖及框圖- 19 -4 系統(tǒng)設(shè)計計算直流傳動主回路設(shè)備通常包括：整流變壓器(或交流進(jìn)線電抗器)、晶閘管變流器、直流濾波電抗器、交直流側(cè)過壓吸收裝置、過電流保護(hù)等。4.1 整流變壓器的計算4.1.1 整流電壓的原始方程假定：(1)整流回路的電感足夠大；(2)忽略變壓器及主電路的饋線電阻。則 （1-1）式中：-變流器輸出電壓平均值（V） -整流電壓計算系數(shù)，雙并三相全控橋?yàn)?.34-換向電抗壓降計算系數(shù)，雙并三相全控橋?yàn)?.259b-電網(wǎng)電壓波動系數(shù)，無特殊要求時取0.95-最小觸發(fā)

15、延遲角，取0.851.0e-變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)-變壓器允許過載系數(shù)-變壓器二次相電壓（V）-晶閘管正向瞬態(tài)壓降，取1.5Vn-電流通過晶閘管的器件數(shù)4.1.2 整流變壓器的二次相電壓的計算對于電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)按式（1-1），變流器的輸出電壓等于電動機(jī)額定電壓，即變壓器的二次相電壓計算如下：其它參數(shù)：b=0.95，cos=0.94（=20°），采用速度調(diào)節(jié)系數(shù)電壓調(diào)節(jié)裕度，則：=609V當(dāng)變壓器二次為連接時，二次線電壓V4.1.3 變壓器的二次相電流計算二次繞組按Y連接，有，故二次繞組按連接，有4.1.4 變壓器的容量計算1) 一次容量：其中 ，,，空載輸出電壓V所以 2) 二次容量：2

16、) 等值容量：=9060KVA4.1.5 整流變壓器的參數(shù)1). 數(shù)量： 1 臺2). 容量： 9000KVA3). 接線方式 /-12、Y-114). 一次側(cè)線電壓： 50Hz、10KV、±2×2.5抽頭、無載倒換線電流： 504A5). 二次側(cè)接線方式繞組 線電壓： 1000V 線電流： 2521A 相電流： 1456A6). 二次側(cè)Y接線方式繞組 線電壓： 1000V 相電壓： 609V 相電流： 2521A7). 短路阻抗： 8%8). 負(fù)荷等級： C級 115%連續(xù)、225 10秒、275 跳閘（2秒）9). 工作制等級： T3 溫升60、 極熱點(diǎn) 12010).

17、 屏蔽方式：一、二次之間及二次繞組之間加屏蔽層并引出11). 冷卻方式:油浸、自然冷卻。12). 輔助電接點(diǎn)：電接點(diǎn)溫度計，輕、重瓦斯繼電器。13). 安裝型式：戶內(nèi)安裝4.2 晶閘管的選擇方法晶閘管額定電壓（反向重復(fù)峰值電壓）的選擇，除取決于變流器供電的交流電壓外，還與變流器換向過程以及正常操作和事故切斷電路時可能出現(xiàn)的各類過電壓有關(guān)。此外，設(shè)計時還應(yīng)根據(jù)裝置使用場合的重要程度留有足夠的安全裕度。器件的額定電流與通過器件的電流波形以及冷卻介質(zhì)情況、散熱器材料和外形尺寸等相關(guān)。選用時除根據(jù)傳動電動機(jī)的負(fù)載圖計算等效結(jié)溫外，還必須注意到，晶閘管自身的熱容量很小，在承受短時的事故及過載電流條件下應(yīng)

18、不致造成損壞。正確選擇晶閘管的額定參數(shù)，不僅關(guān)系到變流系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)合理性，亦為正確使用晶閘管以及變流裝置的可靠運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。晶閘管額定電壓考慮到晶閘管在恢復(fù)阻斷時所引起的換向過電壓，以及在操作和事故過程中所產(chǎn)生的各類過電壓的影響，在計算和選擇晶閘管的額定電壓時，必須考慮額定的電壓安全系數(shù)，其數(shù)值大小與器件質(zhì)量及使用場所有關(guān)，一般取23倍之間。本系統(tǒng)選用晶閘管額定電壓=4000V電壓安全系數(shù)為晶閘管額定電流 在額定情況下流過整流元件的電流有效值I和額定電流（通態(tài)平均電流）的關(guān)系為為使元件不因過熱而損壞，在實(shí)際計算中要考慮安全系數(shù)（1.52）。另外，如果通過整流元件的電流波形不同，其有效

19、值與平均值的比值也不同。本系統(tǒng)所選晶閘管通態(tài)平均電流對于一個KP2800A的三相全控橋來說，在額定電流情況下可以輸出電流：由于是四組三相全控橋供電，考慮到負(fù)荷不平衡系數(shù)0.95，則整個整流裝置可以輸出電流電機(jī)最大過載電流為：則變流裝置的電流裕量為：4.3 直流側(cè)電抗器的計算整流裝置直流側(cè)采用電抗器的作用和目的有如下幾條：1) 雙橋并聯(lián)時起到平波均流作用2) 減小電流連續(xù)時的最小工作電流3) 限制電流脈動4) 減小故障時的電流上升率和電流峰值對于全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，一般最小連續(xù)電流取20%電機(jī)的額定電流，即 電抗器電感為： 電抗器電流為：，過載115%/長期，250%/60S5 系統(tǒng)保護(hù)5.1

20、過電壓保護(hù) 晶閘管在正常工作時承受的最大峰值電壓，凡是超過這個峰值電壓都算過電壓,過電壓有兩種。 一種稱操作過電壓, 由晶閘管裝置的拉閘、合閘和元件關(guān)斷等電磁過程引起的過電壓, 過電壓保護(hù)應(yīng)使這種經(jīng)常發(fā)生的操作過電壓限制在元件額定電壓以下，這里， 倍 另一種過電壓是由于雷擊等原因從電網(wǎng)侵入的偶然性浪涌電壓，它可能比操作過電壓還要高，過電壓保護(hù)應(yīng)該使這種偶然性的浪涌電壓限制在元件的斷態(tài)和反向不重復(fù)峰值電壓和以下。 由于(、)min= 所以這個電壓為：4000V/80%=5000（V），這個電壓為晶閘管承受峰值電壓的5000/1414=3.54倍。下面分別敘述各種過電壓保護(hù)措施。5.1.1 交流側(cè)

21、過電壓1.避雷器對于大氣雷電所產(chǎn)生的過電壓，要求在變壓器初級接上避雷器，它主要是保護(hù)變壓器。2.接地電容保護(hù)由高壓電源供電的變壓器，在合閘的瞬間，由于初級和次級繞組之間存在分布電容，初級繞組的高壓經(jīng)此分布電容耦合到次級繞組造成過電壓，如果沒有任何保護(hù)措施，會產(chǎn)生過高的過電壓。為此，在次級繞組上并聯(lián)CH61-0.22uF/2KV的電容器, 可以顯著地減小這種過電壓。電容器安裝在變壓器室，離整流變壓器盡可能近一些。3.阻容保護(hù)接在交流側(cè)的阻容保護(hù)，采用星形接法，變壓器激磁電流按0.4考慮，對于大容量變流器,有 考慮到過載時整流變壓器儲能比較大和直流側(cè)過電壓的影響, 實(shí)際?。?C=6uF，型號：高壓

22、電容器，CH61型, 6KV/6uF R=12，型號：無感電阻，RXHG20-2.5KW-124.SPD過電壓吸收保護(hù)器 阻容保護(hù)裝置只能把操作過電壓抑制在允許范圍內(nèi)，當(dāng)發(fā)生雷擊或從電網(wǎng)侵入更高的浪涌電壓時，雖有阻容保護(hù)，過電壓仍會突破允許值。因此，還需采用壓敏電阻保護(hù)。近幾年來，大中功率半導(dǎo)體器件(二極管、晶閘管、GTO、IGBT等)普遍采用SPD過電壓吸收保護(hù)器，取代傳統(tǒng)的阻容吸收裝置加壓敏電阻?？紤]到變壓器二次線電壓為1000V， 選用SPD過電壓吸收保護(hù)器 型號：SVP-50KJ-2000V 其中，容量S=50KJ，按生產(chǎn)廠家的選型表選擇； 標(biāo)稱電壓Ua=2=2000V，標(biāo)稱能量容量5

23、0KJ。5.1.2 晶閘管關(guān)斷過電壓 晶閘管關(guān)斷時，有一個很大的di/dt，此時由于變壓器漏感的影響，過電壓作用于關(guān)斷的晶閘管上，這個過電壓可達(dá)工作電壓峰值的56倍。因此，在晶閘管兩端并聯(lián)阻容，使電流通過RC支路續(xù)流，則可以減少許多，從而抑制了過電壓。 經(jīng)過長期工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，得到了一系列的換向電阻、換向電容的選配方法，這里： R=100W/25 C=1uF/1500V5.1.3 直流側(cè)過電壓1. RC吸收電路 由于快熔熔斷, 直流回路電感(電抗器、電機(jī)等)所儲能量釋放時會在直流母線之間造成過電壓；或者快開切斷過載電流時，變壓器儲能釋放產(chǎn)生的過電壓，交流側(cè)雖能適當(dāng)?shù)匾种七@種過電壓，但過載時變壓

24、器儲能比空載時儲能大，過電壓還會通過導(dǎo)通著的晶閘管反映到直流側(cè)來，所以需要在直流母線之間接入過電壓保護(hù)裝置。仍然采用RC吸收電路. 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)選?。篊=12uF，R=6。 C=6uF 型號：高壓電容器，CH61型， 6KV/6uF，兩并 R=12 型號：無感電阻，RXHG20-2.5KW-12，兩并2. SPD過電壓吸收保護(hù)器選擇和交流側(cè)吸收裝置一樣,即 標(biāo)稱電壓Ua=2=2000V，標(biāo)稱能量容量50KJ。過電流保護(hù) 晶閘管在短時間內(nèi)能夠承受一定的過電流而不損壞。但是短路或過載時過電流數(shù)值較大，如果切斷時間稍慢，就會造成晶閘管的損壞，發(fā)生過電流的原因有： · 生產(chǎn)機(jī)械過負(fù)載

25、83; 晶閘管裝置直流側(cè)短路 · 產(chǎn)生環(huán)流和逆變失敗 · 某一元件擊穿短路5.2 直流側(cè)短路對策1. 采用漏抗較大的變壓器(或額定壓降大于4%的進(jìn)線電抗器)限制短路電流 這里 Uk%=8%2. 采用直流快速開關(guān) 在發(fā)生故障時, 快速開關(guān)比快速熔斷器先動作, 盡量避免快熔熔斷. 快開機(jī)構(gòu)動作時間只有4mS, 過電壓小于2倍. 這里選用: DS14-63/15，交流220V操作，整定范圍為6000A12000A. 預(yù)整定按電機(jī)額定電流一半的2.5倍，整定為DC7725A3. 限幅過流 電流互感器檢測交流側(cè)電流信號, 通過電子元件輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按2.5倍額定電機(jī)電流整定限

26、幅電流。在限幅電流經(jīng)過60S以后由此控制觸發(fā)器，使觸發(fā)脈沖快速后移，從而使晶閘管立即關(guān)斷，并發(fā)出重故障信號，封鎖脈沖。4. 高壓斷路器 高壓斷路器一般保護(hù)整流變壓器過流，在無快速熔斷器系統(tǒng)還需保護(hù)可控硅。5. 快速熔斷器是防止晶閘管過流損壞的最后一種措施, 快熔的斷流時間在10mS以內(nèi).防止環(huán)流和逆變失敗對策 現(xiàn)在的控制電路越來越可靠，環(huán)流和逆變失敗的可能性越來越小，為防止逆變失敗， 控制系統(tǒng)仍然有如下考慮：1. 保證直流側(cè)電流在10%額定電流時斷續(xù)，而零電流檢測值為1%2%額定電流。2. 保證兩組橋(D組、Y組)的零電流檢測都達(dá)到零電流時才進(jìn)行逆變。3. 限制最小逆變控制角bmin (bmi

27、n=d+g+q¢ ) d ¾ 晶閘管的關(guān)斷時間tq折合到電角度 g ¾ 換向重疊角 q¢¾ 安全裕量角 經(jīng)過驗(yàn)證，對于數(shù)字系統(tǒng)，取bmin =amin=25 5.3 電機(jī)長期過載保護(hù)對策電機(jī)長期過載時，電機(jī)發(fā)熱和電流的平方成正比，與過電流的時間成正比，在這里可設(shè)計一套過負(fù)荷保護(hù)的程序，當(dāng)實(shí)際電流大于額定電流，(-)對時間開始積分，選擇一個合適的時間報警，最后封鎖脈沖。di/dt、du/dt的限制及動態(tài)均流5.3.1 電流上升率1.換向電流產(chǎn)生的di/dt 由于變壓器漏感的限制，換相過程di/dt受到了限制。2.電機(jī)電樞電流上升引起的di/dt 由于直流平波電抗器的采用，基本上限制了這一di/dt。5.3.2 電壓上升率du/dt1. 電網(wǎng)侵入的過電壓由電網(wǎng)侵入晶閘管裝置的過電壓往往是前沿陡而幅值大，對于帶整流變壓器和交流