ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 上海东大自动化有限公司编制
第三章 ACS600变频器的基本构造、特点和性能
一、高线轧钢生产工艺简介
线材生产工艺过程包括原料准备、加热、轧制、控制冷却及精整等工序，整个生产工艺过程是连续的、自动化的。
由初轧厂及电炉连铸厂供给合格钢坯，钢坯在加热炉内加热到920℃~1050℃，由炉内出炉辊道逐根送出炉外，经大流量快速高压水除磷、保温辊道后进入轧机轧制。
轧件在精轧、中轧、预精轧、精轧、减定径机组共30个机架中进行连续轧制，轧成φ2~25mm线材。根据轧制规格不同，轧制道次和使用机架数也不同。成品最大保证轧制速度110m/s。
为使轧制顺利进行，减少事故及处理事故时间，在6#、12#机架后设有切头切废飞剪，在精轧机组前设有切头飞剪和废品碎断剪；在粗轧、预精轧、精轧、减定径机组前设有事故卡断剪。为获得好的产品表面质量，轧件全线无扭轧制，并在椭圆断面轧件进入轧机侧采用滚动导卫诱入。为获得好的产品尺寸精度，在第1#~11#机架间采用微张力轧制，在11#机架至精轧机间采用交活套或水平活套装置实现无张力轧制。为获得好的冶金性能，在精轧机组和减定径机组前后分别设有水冷段对轧件进行闭环控制冷却，将进入精轧机组的轧件温度控制在800~950℃，进入减定径机组的温度控制在750~975℃，以实现低温高速控制轧制。为控制产品表面质量和尺寸精度，在精轧机组后设有涡流探伤装置，在精轧机之前以及减定径机之后设有测径装置，以便对轧件进行连续监控，快速反馈。
轧机主要由1H~6V的六机架精轧机组、7H~14V的八架中轧机组、15H~18V的四机架预精轧机组，19#~26#机架的八机架无扭精轧机组，27#~30#四机架减定径机组组成。其中粗、中轧机组为平立交替轧机，预精轧机组为平一立交替的悬臂式轧机，精轧机组为45°顶悬臂式轧机，减定径机组为45°顶悬臂式轧机。粗中轧机及减定径机可以由换辊装置运送到离线位置进行换辊操作，而预精轧机组及精轧机组没有此项功能，只能在在线位置进行辊环更换。
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其中,粗、中、预精轧区(1——18#机架)传动采用了ACS600多传动变频器。
入炉加热 区 9 1H～6V 9 7H～11H 粗、中轧区 11 12V 12 13 13H14 14V 15 16 15H117 16V 18 17H 19 18V 20 预精轧区
9、1#卡断剪；10、1145mm曲柄飞剪；11、立活套；12、700m飞剪； 13、立活套；14、立活套；15、侧活套；16、2#卡断剪；17、立活套；
18、立活套；19、立活套；20、水箱
图3-0 高线轧线工艺流程图(粗中轧与预精轧)
二、ACS600多传动在高线轧钢生产线中的应用
高线轧线前十八机架(粗轧和预精轧)的主传动和辅传动皆采用共用整流变压器/共用DC母线的供电方式，这样有利于提高整流设备的供电效率。
共用的整流单元采用ACA系列全数字式整流装置。逆变单元采用ACA系列全数字式DTC逆变器，其功率元件采用IGBT。
瑞典ABB公司的ACA系列电气传动装置除完成电气传动功能以外，其装置内设置的CPU微处理器能完成轧线分散式控制功能，与ABB-Advant系列的控制器、操作站、过程机站一起，共同组成真有量直集成和水平集成的集散型自动化控制系统。如图3-1所示。
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图3-1 ACS600自动控制系统
三、ACS600变频器的产品结构
ACS600大体上可分为四部分：供电部分(Supply Unit)、制动部分(Braking Section)、逆变部分(Drive Section)、控制部分（Control Section）。 1、整流单元TSU
前1—6机架共用一套整流装置，共用直流母线。 采用共用DC母线方式，具有以下优点: (1)采用单个整流单元，结构紧凑。 (2)节约空间
(3)在整组传动中共用再生能量，每个单机的再生能量可以备充分利用。 ACS600的供电部分即整流部分有三种，DSU、TSU和ISU，DSU为用二极管整流，TSU为用三极管整流，ISU为用IGBT作整流元件，我们现场采用的是TSU(可控硅整流单元)，在整流电路中设置这两组并联的六脉冲桥，一组称为电动桥，另一组称为再生桥，即反并联的逆变桥，Id可以借助于反并联三相桥(工作在有源逆变状态，α>90?)改变方向使再生电能回馈到交流电网。这是大容量系统通常的用法，如图3-2所示。TSU能把制动能量反馈到电网侧，
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既可节约能量又加快电机的制动过程。
图3-2 整流系统结构示意图
在TSU中有一微处理板，它能提供AC/DC电压、电流测量值及各种故障信息，如缺相，可控桥过热和接地等信息，这些都是通过光纤TC通讯得到的。 2、逆变器部分
ACS600多传动系列变频器包括十一个不同容量的逆变器单元。
(R2i toR12i)。小容量的标准逆变器每个柜子可以容纳1-3个逆变单元，大容量的逆变器模块是并联的，占几个柜子(2X or 4S R11i/R12i)。每一个逆变器有一个Drive Control Unit(DCU)，包括AMC控制板和标准I/O板。AMC具有4个DDCS光纤通讯接口，可以和外部PC机等工具相连，如图3-3所示。。逆变器有内置的电容用于平滑直流母线的电压，用熔断器联接到母排上，逆变器可以选用不同的I/O扩展模块用于不同功能，如控制、监视、测量等，现场还装有脉冲编码器模块。
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