摘 要：隨著科技的迅速發展，交流傳動技術已發展得十分成熟。在許多應用領域，用交流傳動代替直流傳動已成為不可逆轉的趨勢。西門子交流傳動控制方式被大多采用。根據控制工藝要求、驅動電機要求、本工程交流輔助傳動系統采用西門子交流傳動公共直流母線供電方式，即經濟，又節約能源。
關鍵詞：供電方式；交流傳動；變頻器；能源
前言：隨著科技的迅速發展，交流傳動技術已發展得十分成熟。由于交流電動機具有單機容量大、轉動慣量小、效率高、維護工作量少等特點，交流傳動系統的性能目前已達到并在許多方面超過了直流傳動系統的性能，并已廣泛應用于各類需要調速的生產機械，在許多應用領域，用交流傳動代替直流傳動已成為不可逆轉的趨勢。本章介紹了西門子交流傳動在熱軋ACC傳動中的應用。
1．西門子交流傳動系統簡介
標準SIMOVERT Master Drives系統是電壓源變頻器，帶直流母線和全數字控制，用于交流鼠籠異步機和小容量的同步電機。變頻器將三相固定頻率和電壓的輸入電源轉換為三相交流可變頻率和電壓的輸出電源。其中，逆變器和電動機一對一供電的傳動系統采用矢量控制方式，多電機共用逆變器的傳動系統采用V/F調頻調壓控制方式。變頻裝置通過PROFIBUS DP現場總線協議與PLC進行數據通訊，變頻器側采用西門子CBP2通訊板。
1.1 公用直流母排供電系統
在整條自動化生產線上，多臺交流電動機分別采用變頻器的驅動方式是很不經濟的，而且主電路結構龐大，故障率較高，將影響系統運行。對于有些制動頻繁的、動態性能要求較高的生產機械，制動能量要不斷回饋到電網，或者消耗在電阻上，其消耗的能量也是客觀的。況且有些現場也不允許有如此多的控制柜。目前，對同一條生產線上的多電機傳動一般采用公用直流母線的供電方式。
西門子公司本次提供的SIMOVERT MASTER DRIVER 6SE70系列變頻器就具有這種供電單元，如下圖1所示：
它是采用一套大功率整流器供電單元，各負載電動機分別通過逆變單元掛在公用直流母線上。采用公用直流母線供電的優點是： 1 避免每臺電動機的變頻器均有整流單元，將整流單元公用，以節省投資； 2 多電動機傳動中每臺單機的再生能量能夠相互利用； 3 當發電功率大于電動功率時，制動引起的再生能量可以用公用的回饋單元將電能回饋電網。
2 整流器系統“SIMOVERT”傳動控制系統
2.1SIMOVERT傳動控制的總體特性
SIMOVERT傳動控制整流器應用于從標準線電壓200到690V±15%以及 50/60 Hz±6%的電源。
SIMOVERT傳動控制系統用于多馬達驅動，可運行于非常高的速度精度，公共的直流母線有如下優點： 節約能源；為了保證高的效率(η≈1), SIMOVERT 傳動控制裝備了低損耗的IGBT；標準的PROFIBUS (L2)接口連到上級自動化系統用于集中控制、監視和起動；自優化傳動控制：通過測量和測試電路；開始及參數設定：運行起始點和傳動數據可以通過操作盤及參數設定單元進行設定；帶可調起始點值、上升時間、下降時間電流限值、V/F特征等的的四個可選擇數據設定；為了易于起動、調試和維護，SIMOVERT整流器系統可以通過基于操作站的PC機進行控制、觀察及參數設定，該操作連接到中央電路板； SIMOVIS, 基于個人電腦的調試和監視系統； SIMOVIS程序允許人員控制操作，SIMOVERT傳動控制系統單元和電路板的監視； SIMOVIS-PC 和逆變器系統之間的通訊是通過用RS485接口經過到所有整流器的遠程網絡通訊總線完成的。
SIMOVIS的功能:
對SIMOVERT 傳動控制系統利用菜單系統進行調試和維護；對電路板進行起動以及參數設定；自動馬達辨認以及控制參數設定；上傳?下載參數記錄；按規定的起始點和控制命令的單元的運行；故障以及報警的設定。
2.2 整流器特性
提供電壓為380…460V，500…575V,660…690V,± 15 %, 50/60 Hz ± 6 %；額定輸出范圍從2.2 kW 到 2300 kW；通過平行連接進行功率擴展；四象限操作，可以在旋轉的兩個方向驅動與停止。功率因素≈1, 比如, 整流器輸出幾乎是活動功率；為防止短路，晶體管整流器用切斷和熔絲保護；自動和手動接地故障和可控硅測試。
2.3 負載側逆變器特性
功率范圍從2.2 到 1500 kW； 通過平行連接進行功率擴展；低功率損失IGBT，良好的SIN波形輸出； “脈沖寬度調節” (PWM) 保證高的傳動效率；基于數字開環和閉環控制的微處理器；勵磁導向矢量控制，為了達到高的速度和力矩精度采用帶脈沖發生器反饋和不帶脈沖發生器反饋兩種形式；帶有1/1000HZ分辨率及滑動補償的?v/f開環控制；輸出頻率從0到200 Hz。
3．熱軋ACC交流輔助傳動控制
熱軋交流輔助傳動系統采用兩臺整流回饋單元并聯方式，配置有進線電抗器、自耦變壓器，采用公共直流母線供電方式，大大降低了工程投資成本，可以使多電動機傳動中每臺單機的再生能量能夠相互利用，同時將能耗制動過程中的能量通過整流回饋單元回饋到電網中，節約能源。
根據熱軋中ACC冷卻控制工藝要求，所有控制電機動態相應要求高，因此矢量控制是交流感應馬達達到要求性能的最優化方法。西門子傳動控制系統可以利用標準的PROFIBUS (L2)接口連到上級自動化系統用于集中控制、監視和起動；通過與西門子PLC接受和發送控制字、狀態字進行數據交換，可將數據作為動態參數顯示在Wincc畫面，使操作員直觀的監視實時電機數據、同時通過Wincc畫面報警反映現場問題，便于維護人員查找問題，降低處理故障時間。
結束語
通過現場跟蹤研究空載測試、帶負荷測試、記錄數據、更改參數，利用西門子傳動控制系統對電機優化，滿足了熱軋ACC工藝控制的現場要求。該系統的應用方便設備維護、降低故障處理時間、節約投資成本和能源，西門子交流傳動控制將在以后的工程應用更為廣泛。
