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1、热连轧主传动交交变频控制系统常见故障及处理方法朱传磊，常茂斌，曹丕磊（日照钢铁有限公司，山东 日照 276806）摘要 : 交交变频器主要应用于低转速、大容量的场合，日照钢铁1580mm热连轧工程主传动采用了西门子的交交变频传动系统。本文结合日照钢铁1580mm热连轧工程及作者对现场传动系统的维护经验和处理故障的体会，介绍了交交变频器传动系统的构成，阐述和分析了常见故障的处理方法，着重描述了R1负荷平衡的应用，以及励磁过电压、三相电压不平衡、三相电流不平衡、脉冲编码器故障现象及其解决方法。关键词 :交交变频；负荷平衡；故障分析；故障处理Normal Malfunctions of Cycloc
2、onverter Control System for Main Drive of Hot Continuous Rolling and the Treatment Methods for ThemZhu Chuanlei，Qi Linlei，Chang Maobin，Cao Pilei（Rizhao Iron and Steel Co.，Ltd.，Rizhao 276806，China）Abstract: The cycloconverter is mainly used in low speed, high-capacity situations. The main drive of 15
3、80mm hot continuous rolling project of Rizhao Iron and Steel Co. uses the cycloconverter drive system from Siemens. Combined with the 1580mm hot continuous rolling project and authors experience of dealing with malfunctions, this paper introduces the constitution of cycloconverter drive system, elab
4、orates and analyzes the treatment methods on normal malfunctions. The paper focuses on describing the application of R1 load balance and the malfunctions of excitation over-voltage, three phase voltage imbalance, three phase current imbalance, pulse encoder fault and the treatment methods for them.K
5、ey words: cycloconverter；load balance；malfunction analysis；treatment method1概述西门子变频器有许多系列，其中SIMOVER-D系列的交交变频器主要用于大容量、低转速的场合。日钢1580热轧带钢厂的主传动采用交交变频传动系统，主要由3个交交变频整流柜、1个励磁柜、1个SIMADYN-D控制柜、一个辅助柜、1个过电压吸收柜组成。主传动电机采用6000kW凸极同步电动机，由三相交-交变频器供电，全数字多处理器控制系统SIMADYN-D控制，是典型的交交变频矢量控制传动系统。主传动控制系统结构图如图1所示，定子回路由高压断路器
6、、整流变压器、三相交交变频器、交流同步电机等组成。转子(激磁)回路由励磁高压断路器、励磁整流器等组成。整流变压器采用不同形式的连接方式，即d/d0和d/y11，这使变压器二次侧绕组相位相差一定的电角度,这样做可以减少电网的谐波。每个变频柜是一套三相桥式无环流反并联连接的单相输出的交-交变频器，由3个单相交-交变频器柜组成一套输出Y连接方式的三相交-交变频器。控制系统由全数字多处理器SIMADYN D控制，它由4个处理器、电源、框架及外围接口等组成，并有速度控制、矢量控制、相电流控制、励磁电流控制、开关接通/断开连锁、故障控制等功能。图1 主传动控制系统结构图2 R1上下辊系统间负荷平衡热轧带钢
7、生产线粗轧R1上下辊的两台电动机，采用完全相同的独立的两套速度调节系统。每套系统各驱动一台电动机，当传动处于空载时，上下辊之间无机械联系，靠轧机速度设定值及速度分配器维持上下辊间的电气同步，其两辊间的线速度保持下辊辊面线速度略高于上辊，以取得轧制工艺上的良好头部形状，保证轧件便于咬入轧辊。当材料正常咬入并进行轧制后，为消除由于下辊转速略高于上辊，而导致负载转矩偏差，及消除线速度差对轧制翘头高度的影响，适时地依据实际负载修正速度设定偏差，控制系统框图见图2。其中，负荷平衡调节（见图 2-b）中包括负荷平衡调节器、上下辊附加速度设定计算两部分。(1)负荷平衡调节 分别取上辊及下辊速度调节器的输出T
8、2及T1，用它们近似地代表轧制转矩的实际值，取绝对值及计算偏差，当偏差超过阈值时，负荷平衡调节器的输出产生附加速度设定，修改两个系统的速度给定，平衡两台电动机转矩。负荷平衡调节器通常设置为比例积分调节器，但由于负荷平衡调节不能太快或者出现振荡，因而引起转矩波动，影响轧制质量，故实际采用的P小，T长，或者采用增益小的比例放大器。(2)附加设定计算 取负荷平衡输出并与当前速度设定值进行计算。通过乘法器及反号，分别得到符号相反的附加速度计算值，分别修正上下辊转矩而达到负荷平衡。用于修正的附加值极性，使负载大的系统速度降低，减少其实际负载；同时使负载小的系统速度升高，提高其实际负载，达到负载平衡一致。
9、其中在两个附加设定通道内的限幅单元，用于限制调整幅度，以免影响轧制。图3和图4分别为负荷平衡投入之前和之后的电流曲线，通过曲线可以看出在负荷平衡未投入之前上下辊定子电流相差较大，负荷平衡投入后消除了上下辊之间定子电流的偏差。 图2 单辊传动系统的负荷平衡控制框图图3 负荷平衡未优化前的轧机电流图4 负荷平衡优化后的轧机电流3 常见故障分析及处理措施3.1 励磁过电压正常轧钢生产时，当轧机出口速度加速到200m/min时，主传动跳电操作盘OP2N显示励磁直流侧电压过高，即报“励磁过电压”故障，电机速度振荡。根据该故障现象，逐步排查可能的故障原因，检查项目如下：(1)检查励磁过电压保护回路有无异常
10、。更换励磁回路过电压检测板后故障依旧。(2)检查控制回路是否异常。做电机开环试验，测量主回路三相晶闸管触发脉冲，没有发现异常，故障依旧。(3)检查实际值检测回路是否正常。用PDA记录三相定子电压和电流曲线，发现轧机未运行，A相已有电压；测量主回路接口板SE20.2发现A相电压反馈为-6V,而其它两相反馈均为零，说明检测电压实际值的霍尔元件LV100出现问题，更换后故障消除。对更换下线的霍尔元件LV100进行检查，发现LV100输出对正负电源的阻抗相差很大，内部电路出现异常LV100 A相电压不正常，导致检测回路发生故障，这是造成主传动跳电的根本原因。在电机低速启动（速度在5%以下）时，由于不需
11、要用到三相电压的反馈值，所以此时电机并没有跳电。电机转速介于最大转速的58时，电机由电流模型和电压模型共同进行控制，并逐步转向电压模型控制。此时由于电流模型还在起作用，所以电机还没有失控；但随着电流模型作用减弱，A相电压不平衡产生的影响越来越严重，电机的振动加剧。当轧机出口速度加速到200m/min时，主传动跳电，也就是在矢量控制系统从电流模型控制转向电压模型控制以后发生了跳电。此时，电压变换器输出偏大，另外两相正常。此时，通过电压模型计算可知偏大，再经过磁通调节器和PI调节，得到电机转子励磁电流Ie变小。当转子励磁电流Ie变得足够小时，转子侧回路近似开路，感应出高电压，导致“励磁过电压”跳电
12、。3.2 电机定子三相电压不平衡正常轧钢生产时，主传动跳电操作盘OP2N显示F189和F193故障，即报“定子三相电压不平衡”故障，并且柜门上的“缺臂”指示灯亮，电机速度振荡。复位后运行，故障依旧。检查电机、电缆及晶闸管均正常，用示波器检查晶闸管正反组触发脉冲也正常。用PDA记录三相定子电压和电流曲线，发现R相电流总是在反组晶闸管导通时出现波动振荡，如图5所示；因此怀疑可能是反组晶闸管触发脉冲触发不好引起的，将反组的脉冲盒全部拆下测量，发现反组2#晶闸管脉冲盒的电阻很大，加3VDC触发电压后，晶闸管时通时断，而正常情况下加2VDC电压时，晶闸管就能导通。更换反组2#晶闸管触发脉冲盒后，传动系统
13、运行正常，如图6所示。图5 脉冲盒更换前电压电流波形图6 脉冲盒更换后电压电流波形(空载)3.3 电机定子三相电流不平衡正常轧钢生产时，主电机突然跳电，分析记录的电机速度、(转矩)电流，发现跳电前电机线电流有20的波动现象，并且最后因过流跳电。重新合闸采集三相输出电流，发现T相电流异常，如图7所示。图7 主电机三相电压电流波形图7中，纵轴为各变量的最大值的百分数，电流实际值为最大定子电流的百分数（最大定子电流为5375安培）；横轴为时间，单位：秒。PDA记录定子绕组三相电流、三相电压进行监视，发现T相电流为19%,R相和S相电流均为30,而三相电压正常，怀疑变频器T相回路或实际电流检测回路有问
14、题，停机检查，发现T相实际电流检测板里的整流二极管V16的正反阻值均为无穷大。拆下来测量二极管损坏，重新更换后正常。经过处理，开机后检查三相电流平衡，运行正常。如图8所示。分析认为，T相电流实际值检测板中整流二极管V16损坏,导致系统不能正常检测B相的电流，从图7可以看出，T相电流比R、S相低10,从而使定子三相电流不平衡。图8 T相检测板二极管更换后电压电流波形图9 T相电流实际值检测回路3.4 脉冲编码器器故障脉冲编码器是传动系统的关键检测元件，用于系统侧测速反馈及转子定位，其好坏直接关系到传动系统的性能，编码器的故障主要有无脉冲、缺脉冲、轴承损坏脉冲不均匀等。反映在传动系统上是飞车、过流
15、、震荡等。交交变频传动系统中设置有开环方式功能，可以检查速度反馈回路以及磁通位置角和转子位置角是否重合。图9是编码器一侧轴承损坏时的波形。图10 编码器轴承损坏波形图10中，纵轴为各变量的最大值的百分数，其中速度给定值和速度实际值为最大转速的百分数（最大转速为470转/分钟），定子电流实际值为最大定子电流的百分数（最大定子电流为5416安培）；横轴为时间，单位：秒。编码器轴承损坏故障表现在主电机是速度抖动，并且有异响。PDA记录速度和电流波形均有波动，如图10所示。开始怀疑轧机的支撑辊有掉肉的现象，因为最初是电机每转2圈有一个波动，而支撑辊的周长正好是工作辊的2倍，但经过检查支撑辊未损伤。对P
16、DA波形认真分析后发现，速度的波动引起了定子电流和电压的波动，因此怀疑速度实际值检测回路出现了问题，检查编码器发现有一侧轴承卡堵，更换后正常，如图11所示。图11 更换编码器后正常波形4 结束语通过对实际应用的交交变频器主传动控制系统的结构和常见故障的介绍，希望能对有关人员熟悉和了解交交变频器有所帮助。西门子交交变频器主要用于大容量、低转速的场合，装机量比较少，介绍这方面书籍或资料也比较少，上面是我们工作中的一些经验和体会，总结出的交交变频传动系统的常见故障处理方法，希望对有关人员有所帮助。参考文献1 马小亮 大功率交交变频调速系统及矢量控制技术. 第三版. 北京：机械工业出版社，20032
17、李崇坚 交流同步电机调速系统. 北京：科学出版社，2006.3 3963993 天津电气传动研究所 编著 电气传动自动化技术手册. 第二版. 北京：机械工业出版社作者简介：朱传磊(1984.6)，男(汉族)，助理工程师，日照钢铁有限公司1580热轧带钢厂电气工程师。邮编：276806地址：山东省日照市沿海路600号电话：13562367207Email：zhuchuanlei,zhuchuanlei-518我的大学爱情观目录：一、 大学概念二、 分析爱情健康观三、 爱情观要三思四、 大学需要对爱情要认识和理解五、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这
18、样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么
19、是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不
20、能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入
21、到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大
22、学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝
23、。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！
