CN106253757B - 热轧机大功率直流传动及控制系统 - Google Patents

热轧机大功率直流传动及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热轧机大功率直流传动及控制系统，其每台直流电动机传动使用4台标准的大功率四象限工作制整流装置，组成硬并联加串联12脉波的结构，在减少电网侧谐波电流的同时，满足电动机调速要求；整个传动系统包括硬并联主从、串联12脉波主从和电机主从3种主要结构，实现了各传动模块之间及电动机之间的负荷平衡。通过现场总线与上位机通讯，可以监控传动系统的参数并对其灵活控制。本发明将热轧机开坯机组的两台大功率主传动直流电动机由原来的G‑M调速方式，改变为采用标准直流传动控制装置的可控硅变流调速方式，在提高传动系统工作效率的同时，大大减少设备的占地面积，具有适用性强，使用方便，安全可靠等优点。

Description

热轧机大功率直流传动及控制系统
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，特别涉及热轧机主机传动与控制系统。用于大功率、高电压直流电动机的调速与控制。
背景技术
随着电力电子技术的发展，对于原来高电压、大电流直流电机的传动控制由原来的交流异步电动机拖动直流发电机实现变流，通过调节直流发电机励磁电压来实现对主传动电机进行调压调速的发电机组式供电方式发展为由整流变压器供电，可控硅变流调速装置进行传动控制的方式，但由于高电压、大电流的限制，传统的直流传动控制系统不能满足使用要求，需要研发一种新型的高电压、大电流直流传动控制系统。
一般可采用并联直流传动装置来满足直流电动机大电流的要求，而采用串联直流传动装置来达到直流电动机高电压的要求。国内目前这种集高电压、大电流为一体的直流电机传动系统还没有直接用标准直流传动装置来实现的先例，而通常采用的是交流异步电动机拖动直流发电机实现，存在能耗巨大、维护困难、维护工作量大、维护时间长等缺点，不能适应于现在企业的要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，将热轧机开坯机组的两台大功率主传动直流电动机由原来的G-M调速方式，改变为采用标准直流传动控制装置的可控硅变流调速方式，在提高传动系统工作效率的同时，大大减少设备的占地面积。
本发明的技术方案是：热轧机大功率直流传动及控制系统，包括主传动1#电机M1，主传动1#电机电枢整流变压器T1、主传动1#电机励磁整流变压器T3、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4、主传动1#电机励磁整流装置F1、主传动1#电机直流快开Q1、脉冲编码器P1、主传动2#电机M2、主传动2#电机电枢整流变压器T2、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8、主传动2#电机励磁整流装置F2、主传动2#电机直流快开Q2；主传动1#电机M1与主传动2#电机M2为同轴刚性联接；其中主传动1#电机M1的主回路控制系统连接方式为：主传动1#电机电枢整流变压器T1的三角形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的交流进线，主传动1#电机电枢整流变压器T1的星形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的交流进线；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流C出线连接在一起并连接主传动1#电机直流快开Q1，主传动1#电机直流快开Q1连接主传动1#电机M1电枢的+端；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流D出线端与主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流C出线连接在一起；主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3和主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流D出线连接在一起并连接主传动1#电机M1电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动1#电机励磁整流装置F1的进线，主传动1#电机励磁整流装置F1出线接至主传动1#电机M1的励磁线圈；脉冲编码器P1连接至主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1的编码器信号输入接口；主传动2#电机M2的主回路控制系统连接方式为：主传动2#电机电枢整流变压器T2的三角形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的交流进线，主传动2#电机电枢整流变压器T2的星形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的交流进线；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流C出线连接在一起并连接主传动2#电机直流快开Q2，主传动2#电机直流快开Q2连接主传动2#电机M2电枢的+端；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流D出线端与主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流C出线连接在一起；主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7和主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流D出线连接在一起并连接主传动2#电机M2电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动2#电机励磁整流装置F2的进线，主传动2#电机励磁整流装置F2出线接至主传动2#电机M2的励磁线圈。
该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括SVC动态无功补偿装置；变电站的35KV专用供电线路分别连接主传动1#电机电枢整流变压器T1以及主传动2#电机电枢整流变压器T2的一次侧，SVC动态无功补偿装置连接至35KV专用供电线路，用来抑制热轧主电机这种大冲击负荷对电网造成的电压波动及闪变，使电压波动、闪变及谐波电流满足国家标准要求。
上述主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过CAN-BUS连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3,主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3通过CAN-BUS连接主传动1#电机励磁整流装置F1；主传动2#电机励磁整流装置F2通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5，主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过光纤通信连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5。
上述主传动1#电机电枢整流变压器T1以及主传动2#电机电枢整流变压器T2选择的组别为D/d0-yn11，整流变压器两个二次绕组的线电压相差30°，满足12脉波整流电源的要求。
该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括PLC系统、网络交换机以及操作显示计算机HMI；操作显示计算机HMI通过工业以太网连接网络交换机，网络交换机通过工业以太网连接PLC系统；PLC系统通过现场总线PROFIBUS-DP网络连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1，主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过PROFIBUS-DP网络连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5。
本发明的有益效果：1.为减少大功率电动机对区域电网的影响并保证供电的可靠性，从企业110KV变电站为热轧开坯机主辊传动提供35KV专用供电线路。在厂区内设置两台35KV/750V容量为8500KVA的三绕组整流变压器，分别为两台主传动电机的传动装置供电。变压器组别为D/d0-yn11，满足串联12脉波整流电源的要求。在35KV侧设置动态无功补偿及滤波装置，抑制热轧主电机这种大冲击负荷对电网造成的电压波动及闪变，使电压波动、闪变及谐波电流满足国家标准要求。
2.每台直流电动机传动使用4台标准的大功率四象限工作制整流装置，组成硬并联加串联12脉波的结构，在减少电网侧谐波电流的同时，满足电动机调速要求。
3.整个传动系统包括了硬并联主从、串联12脉波主从和电机主从3种主要结构。
4.硬并联主从结构
硬并联主从用以扩大直流传动装置的功率或输出电流，使其能够驱动更大功率的电动机。
硬并联主机装置具有一整套的调速控制单元，负责产生晶闸管触发脉冲，并通过硬线的联接方式传递给从动装置，从动装置则具有一整套完善的检测与保护功能，可检测负载电流主从装置之间的平衡。硬并联的装置由一个整流变压器同一副边供电，以保证并联整流装置进线电源的电压、相序、相位相同，使负载电流能平衡分配。
5.串联12脉波主从结构
串联12脉波主从用以扩大直流传动装置的输出电压，从而提高了输出功率并满足高电压直流电动机调压调速的要求，同时也较大减少了电网侧的谐波电流。
串联12脉波由两组6脉波的整流器串联组成，两组6脉波的整流器进线电源分别接在三绕组整流变压器的两个二次绕组，要求整流变压器两个二次绕组电压相位相差30°。串联12脉波主从结构的控制方式为：主装置根据调速要求负责产生晶闸管的脉冲触发角，并通过CAN总线的通讯协议将晶闸管的脉冲触发角发送给从装置，以保证在任意时刻主装置与从装置的脉冲触发角相同。
6.电机主从结构
电机主从结构用以使两台主传动电机的负荷尽量平衡，由于两台主传动电机是同轴联接共同驱动一个齿轮箱，所以在工作中要尽量使两台电机的电流和输出转矩大小相同。
在电机主从结构中，两台主传动电机的两组串联12脉波整流传动装置之间通过光纤进行通讯，以保证通讯的快速性和可靠性。在电机主从结构中，主电机配有重载光电编码器并工作在转速控制状态，产生转矩设定值，将转矩设定值发送给从电机，从电机工作在转矩控制状态，接收从主电机发送来的转矩设定，两台电机共用一个速度控制器，以保证主电机与从电机的输出转矩相同，从而达到负荷平衡。
7.主传动系统自动化控制
两台主传动电机的两组串联12脉波整流传动装置通过PROFIBUS-DP现场总线与上位机PLC进行通讯，以实现对主传动电机的自动化控制、监控及相关保护。
PLC控制器通过工业以太网与操作站(HMI)和过程级管理计算机联接，完成主传动系统各参数的实时监控、轧制工艺参数预设定、工艺数据采集分析、物料跟踪及轧制管理等功能。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的系统连接图。
具体实施方式
实施例1：
本发明专利的目的是将热轧机开坯机组的两台大功率主传动直流电动机由原来的G-M调速方式，改变为采用标准直流传动控制装置的可控硅变流调速方式，在提高传动系统工作效率的同时，也大大减少了设备的占地面积。如图1所示，本发明提供的热轧机大功率直流传动及控制系统，包括主传动1#电机M1，主传动1#电机电枢整流变压器T1、主传动1#电机励磁整流变压器T3、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4、主传动1#电机励磁整流装置F1、主传动1#电机直流快开Q1、脉冲编码器P1、主传动2#电机M2、主传动2#电机电枢整流变压器T2、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8、主传动2#电机励磁整流装置F2、主传动2#电机直流快开Q2；主传动1#电机M1与主传动2#电机M2为同轴刚性联接；其中主传动1#电机M1的主回路控制系统连接方式为：主传动1#电机电枢整流变压器T1的三角形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的交流进线，主传动1#电机电枢整流变压器T1的星形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的交流进线；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流C出线连接在一起并连接主传动1#电机直流快开Q1，主传动1#电机直流快开Q1连接主传动1#电机M1电枢的+端；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流D出线端与主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流C出线连接在一起；主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3和主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流D出线连接在一起并连接主传动1#电机M1电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动1#电机励磁整流装置F1的进线，主传动1#电机励磁整流装置F1出线接至主传动1#电机M1的励磁线圈；脉冲编码器P1连接至主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1的编码器信号输入接口；主传动2#电机M2的主回路控制系统连接方式为：主传动2#电机电枢整流变压器T2的三角形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的交流进线，主传动2#电机电枢整流变压器T2的星形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的交流进线；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流C出线连接在一起并连接主传动2#电机直流快开Q2，主传动2#电机直流快开Q2连接主传动2#电机M2电枢的+端；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流D出线端与主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流C出线连接在一起；主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7和主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流D出线连接在一起并连接主传动2#电机M2电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动2#电机励磁整流装置F2的进线，主传动2#电机励磁整流装置F2出线接至主传动2#电机M2的励磁线圈。
实施例2：
在实施例1的基础上，该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括SVC动态无功补偿装置；其中主传动1#电机M1通过主传动1#电机电枢整流变压器T1供电，主传动2#电机M2通过主传动2#电机电枢整流变压器T2供电；变电站的35KV专用供电线路分别连接主传动1#电机电枢整流变压器T1以及主传动2#电机电枢整流变压器T2的一次侧，SVC动态无功补偿装置连接至35KV专用供电线路。
该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括PLC系统、网络交换机以及操作显示计算机HMI；主传动1#电机M1以及主传动2#电机M2的传动控制系统网络连接为：操作显示计算机HMI通过工业以太网连接网络交换机，网络交换机通过工业以太网连接PLC系统；PLC系统通过现场总线PROFIBUS-DP网络连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1，主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过PROFIBUS-DP网络连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过CAN-BUS连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3,主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3通过CAN-BUS连接主传动1#电机励磁整流装置F1；主传动2#电机励磁整流装置F2通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5，主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过光纤通信连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5。
本发明的工作原理及工作过程：本发明的主传动1#电机电枢整流变压器T1、主传动2#电机电枢整流变压器T2的设计选择首先需要确定整流变压器二次侧的额定电压，此额定电压的确定需考虑到在主传动电机的各种工况下都能使直流传动装置输出的直流电压满足调速要求。需要考虑整流变压器阻抗压降、供电线路及电机内阻压降、整流传动装置最小延迟触发角、电网电压波动等因素。整流变压器的二次侧额定电压也不宜选择过大，否则变压器所需容量就会大大增加，不经济。其次，参考主传动电机的工作电流确定变压器容量，热轧开坯机主传动电机为短时冲击性负荷工作制，为了使整流变压器的带负荷能力充分利用，在不损及变压器正常使用期限的前提下，允许变压器过负载运行。再次，整流变压器阻抗电压百分比不宜选择过小，以减小整流传动装置在换向时对变压器和供电电网的冲击。另外，要求整流变压器的二次绕组电压相位相差30°，以满足串联12脉波整流的供电条件。
主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1与主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3与主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5与主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7与主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8，分别组成四组硬并联结构。每组硬并联结构对应一个变压器副边。即每组硬并联结构的硬并联主机和硬并联从机并连接到一个整流变压器的同一副边，由硬并联主机产生晶闸管触发脉冲，并通过硬线的联接方式传送给硬并联从机，同时硬并联从机也将工作状态及参数反馈回硬并联主机。为使硬并联主机和硬并联从机的负荷电流分配尽量相等，需使主机和从机的电源进线长度及敷设路径尽量一致。
主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1与主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2这组硬并联结构，和主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3与主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4这组硬并联结构，组成主传动1#电机M1的串联12脉波整流结构。主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5与主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6这组硬并联结构，和主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7与主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8这组硬并联结构，组成主传动2#电机M2的串联12脉波整流结构。每组串联12脉波整流结构分串联12脉波主机和串联12脉波从机，串联12脉波主机和串联12脉波从机分别连接到一个整流变压器的不同副边。由串联12脉波主机产生晶闸管的脉冲触发角，并通过CAN总线的通讯协议发送给串联12脉波从机，同时串联12脉波从机也将工作状态和参数反馈回12脉主机。利用此CAN总线也控制各自电机的励磁整流装置。
为了实现主传动两组硬并联加串联12脉波结构间的负荷平衡，这两组传动装置之间通过光纤进行通讯，设定主传动1#电机M1的传动装置为主机，主传动2#电机M2的传动装置为从机，主机工作在转速控制状态，并产生转矩设定值，将转矩设定值发送给从电机，从电机工作在转矩控制状态，接收从主电机发送来的转矩设定，两台电机共用一个速度控制器，以保证主电机与从电机的输出转矩相同，从而达到负荷平衡。
主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1与主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5上配有PROFIBUS-DP通讯板卡，用以实现与上位机PLC的通讯。通过PLC实现主传动系统的操作控制、主令速度控制、轧制模式控制、主辊接轴定位控制等，同时实时读取传动装置的状态和参数，并对其进行联锁保护。PLC控制器通过工业以太网与操作站(HMI)和过程级管理计算机联接。
操作站(HMI)用于为轧制进行设备准备(控制各相关设备的运转和调整各设备位置等工作)、实时显示轧机各设备状态和轧制参数(包括机械设备、液压设备、电控设备及其它)、轧制工艺调用、轧机设备单动操作、轧制操作，该操作站为操作人员及时了解轧制过程及轧机各设备运行状态提供直观界面。在轧机设备准备就绪的条件下，操作人员在该操作站上根据轧制要求，调用合适的轧制工艺，然后启动轧制功能键，就可以实现一键式自动轧制，直到轧制完成。
本发明大功率直流传动与控制系统应用于金属热态轧制开坯机组主辊直流电动机调速。开坯机组主辊由两台相同功率的直流电动机同轴刚性联接共同驱动，单台直流电动机额定功率达到5050KW，额定电压1440V，最大电流10200A，而单台整流传动装置无法满足要求。每台直流电动机传动使用4台标准的大功率四象限工作制整流装置，组成硬并联加串联12脉波的结构，在减少电网侧谐波电流的同时，满足电动机调速要求。整个传动系统包括了硬并联主从、串联12脉波主从和电机主从3种主要结构，实现了各传动模块之间及电动机之间的负荷平衡。通过现场总线与上位机通讯，可以监控传动系统的参数并对其灵活控制。本发明属于首创，具有适用性强，使用方便，安全可靠等优点。具体技术特点如下：
1.为减少大功率电动机对区域电网的影响并保证供电的可靠性，从企业110KV变电站为热轧开坯机主辊传动提供35KV专用供电线路。在厂区内设置两台35KV/750V容量为8500KVA的三绕组整流变压器，分别为两台主传动电机的传动装置供电。变压器组别为D/d0-yn11，满足串联12脉波整流电源的要求。在35KV侧设置动态无功补偿及滤波装置，抑制热轧主电机这种大冲击负荷对电网造成的电压波动及闪变，使电压波动、闪变及谐波电流满足国家标准要求。
2.每台直流电动机传动使用4台标准的大功率四象限工作制整流装置，组成硬并联加串联12脉波的结构，在减少电网侧谐波电流的同时，满足电动机调速要求。
3.整个传动系统包括了硬并联主从、串联12脉波主从和电机主从3种主要结构。
4.硬并联主从结构
硬并联主从用以扩大直流传动装置的功率或输出电流，使其能够驱动更大功率的电动机。
硬并联主机装置具有一整套的调速控制单元，负责产生晶闸管触发脉冲，并通过硬线的联接方式传递给从动装置，从动装置则具有一整套完善的检测与保护功能，可检测负载电流主从装置之间的平衡。硬并联的装置由一个整流变压器同一副边供电，以保证并联整流装置进线电源的电压、相序、相位相同，使负载电流能平衡分配。
5.串联12脉波主从结构
串联12脉波主从用以扩大直流传动装置的输出电压，从而提高了输出功率并满足高电压直流电动机调压调速的要求，同时也较大减少了电网侧的谐波电流。
串联12脉波由两组6脉波的整流器串联组成，两组6脉波的整流器进线电源分别接在三绕组整流变压器的两个二次绕组，要求整流变压器两个二次绕组电压相位相差30°。串联12脉波主从结构的控制方式为：主装置根据调速要求负责产生晶闸管的脉冲触发角，并通过CAN总线的通讯协议将晶闸管的脉冲触发角发送给从装置，以保证在任意时刻主装置与从装置的脉冲触发角相同。
6.电机主从结构
电机主从结构用以使两台主传动电机的负荷尽量平衡，由于两台主传动电机是同轴联接共同驱动一个齿轮箱，所以在工作中要尽量使两台电机的电流和输出转矩大小相同。
在电机主从结构中，两台主传动电机的两组串联12脉波整流传动装置之间通过光纤进行通讯，以保证通讯的快速性和可靠性。在电机主从结构中，主电机配有重载光电编码器并工作在转速控制状态，产生转矩设定值，将转矩设定值发送给从电机，从电机工作在转矩控制状态，接收从主电机发送来的转矩设定，两台电机共用一个速度控制器，以保证主电机与从电机的输出转矩相同，从而达到负荷平衡。
7.主传动系统自动化控制
两台主传动电机的两组串联12脉波整流传动装置通过PROFIBUS-DP现场总线与上位机PLC进行通讯，以实现对主传动电机的自动化控制、监控及相关保护。
PLC控制器通过工业以太网与操作站(HMI)和过程级管理计算机联接，完成主传动系统各参数的实时监控、轧制工艺参数预设定、工艺数据采集分析、物料跟踪及轧制管理等功能。
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.热轧机大功率直流传动及控制系统，其特征在于，包括主传动1#电机M1，主传动1#电机电枢整流变压器T1、主传动1#电机励磁整流变压器T3、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4、主传动1#电机励磁整流装置F1、主传动1#电机直流快开Q1、脉冲编码器P1、主传动2#电机M2、主传动2#电机电枢整流变压器T2、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8、主传动2#电机励磁整流装置F2、主传动2#电机直流快开Q2；主传动1#电机M1与主传动2#电机M2为同轴刚性联接；其中主传动1#电机M1的主回路控制系统连接方式为：主传动1#电机电枢整流变压器T1的三角形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的交流进线，主传动1#电机电枢整流变压器T1的星形二次绕组连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的交流进线；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流C出线连接在一起并连接主传动1#电机直流快开Q1，主传动1#电机直流快开Q1连接主传动1#电机M1电枢的+端；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1、主传动1#电机串联12脉波主机硬并联从机直流传动装置U2的直流D出线端与主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3、主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流C出线连接在一起；主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3和主传动1#电机串联12脉波从机硬并联从机直流传动装置U4的直流D出线连接在一起并连接主传动1#电机M1电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动1#电机励磁整流装置F1的进线，主传动1#电机励磁整流装置F1出线接至主传动1#电机M1的励磁线圈；脉冲编码器P1连接至主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1的编码器信号输入接口；主传动2#电机M2的主回路控制系统连接方式为：主传动2#电机电枢整流变压器T2的三角形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的交流进线，主传动2#电机电枢整流变压器T2的星形二次绕组连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的交流进线；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流C出线连接在一起并连接主传动2#电机直流快开Q2，主传动2#电机直流快开Q2连接主传动2#电机M2电枢的+端；主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5、主传动2#电机串联12脉波主机硬并联从机传动装置U6的直流D出线端与主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7、主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流C出线连接在一起；主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7和主传动2#电机串联12脉波从机硬并联从机传动装置U8的直流D出线连接在一起并连接主传动2#电机M2电枢的-端；车间6KV电源连接至主传动1#电机励磁整流变压器T3一次侧，主传动1#电机励磁整流变压器T3二次侧连接至主传动2#电机励磁整流装置F2的进线，主传动2#电机励磁整流装置F2出线接至主传动2#电机M2的励磁线圈；主传动1#电机电枢整流变压器T1和主传动2#电机电枢整流变压器T2的二次绕组电压相位相差30°，以满足串联12脉波整流的供电条件。
2.如权利要求1所述的热轧机大功率直流传动及控制系统，其特征在于，该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括SVC动态无功补偿装置；变电站的35KV专用供电线路分别连接主传动1#电机电枢整流变压器T1以及主传动2#电机电枢整流变压器T2的一次侧，SVC动态无功补偿装置连接至35KV专用供电线路。
3.如权利要求1所述的热轧机大功率直流传动及控制系统，其特征在于，主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过CAN-BUS连接主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3 ,主传动1#电机串联12脉波从机硬并联主机直流传动装置U3通过CAN-BUS连接主传动1#电机励磁整流装置F1；主传动2#电机励磁整流装置F2通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5，主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5通过CAN-BUS连接主传动2#电机串联12脉波从机硬并联主机传动装置U7；主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过光纤通信连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5。
4.如权利要求1所述的热轧机大功率直流传动及控制系统，其特征在于，该热轧机大功率直流传动及控制系统还包括PLC系统、网络交换机以及操作显示计算机HMI；操作显示计算机HMI通过工业以太网连接网络交换机，网络交换机通过工业以太网连接PLC系统；PLC系统通过现场总线PROFIBUS-DP网络连接主传动1#电机串联12脉波主机硬并联主机直流传动装置U1 ，主传动1 #电机串联1 2脉波主机硬并联主机直流传动装置U1通过PROFIBUS-DP网络连接主传动2#电机串联12脉波主机硬并联主机传动装置U5。
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