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大型轧钢机交交变频同步电机调速系统研究

作　者: 夏彤
导　师: 曹长修；皮开鉴
学　校: 重庆大学
专　业: 控制工程
关键词: 大型轧机同步电机交交变频调速系统
分类号: TG333
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

重钢中板厂中厚板生产线多个工序环节历经持续的技术改造后,不断提高生产能力,但精轧机主体设备主传动的“瓶颈”制约作用显露无遗,主要体现在精轧机主传动电机能力不足,为此需对精轧机主传动进行改造,本文提出,采用交交变频调速系统取代原F-D机组供电方式。采用交交变频调速系统可加快精轧机轧制节奏,提高轧制能力,同时还可大大节能,减少精轧机主传动电机的维护时间。本文根据中板厂提供的产品大纲,中板厂年生产能力80万吨计算,针对轧钢厂提供的生产工艺技术要求,通过计算完成交交变频调速系统方案设计及选型设计。本文根据交交变频器,同步电机磁场定向控制理论以及结合粗轧机改造工程实践经验,根据交交变频同步电机调速系统的工程设计理论与方法,包括:交交变频器工程设计理论与方法,完成了各电量(电压,电流)的计算,晶闸管的设计,变压器参数的设计,同步电机参数的设计,交交变频器无功功率与谐波的计算,各类保护的设计等。中板厂粗轧主传动电气节能改造采用德国西门子SIMADYN D控制系统,该系统计算机硬件模块从国外进口,工程软件,系统设计和调试由国内集成,使该系统达到当今国际先进水平,又减少了投资(投资仅为全进口的1/4),国产化率高,并提高了我公司设备装备水平和维护水平,被国家经贸委、国家科委领导赞誉为“重钢模式”,国家冶金行业协会决定在轧机主传动上大力推广。实践证明,用交交变频调速取代直流主电机机组供电不失为当今轧钢主传动改造的最佳模式。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 研究背景  10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 论文主要内容  11
  1.4 轧机主传动交交变频调速技术的研究  11-13
    1.4.1 单机容量不受限制  12
    1.4.2 体积小、重量轻、占地面积小  12
    1.4.3 转动惯量小  12
    1.4.4 动态响应好  12
    1.4.5 维护简单化  12
    1.4.6 显著的节能效益  12-13
  1.5 中板厂精轧机主传动电气节能改造  13-17
    1.5.1 供电电压的选择  13
    1.5.2 传动方案的确定  13-15
    1.5.3 电机技术参数和外型尺寸的确定  15
    1.5.4 消化德国西门子SIMADYN D 全数字控制技术  15-16
    1.5.5 6000KW 同步电机交交变频系统效率高、节电显著  16-17
  1.6 小结  17-18
2 大型轧机同步电机交交变频系统方案设计  18-46
  2.1 轧钢工艺研究  18-27
    2.1.1 环境条件  18
    2.1.2 地质资料  18
    2.1.3 产品大纲  18-19
    2.1.4 轧钢工艺  19-27
    2.1.5 精轧机机械设备参数  27
    2.1.6 接口信号  27
  2.2 变频器性能指标分析  27-28
  2.3 主电机技术参数设计  28-29
  2.4 整流变压器技术参数计算及设计  29-31
    2.4.1 整流变压器计算  29-30
    2.4.2 整流变压器参数设计  30-31
  2.5 交交变频主传动设计方案  31-33
    2.5.1 主整流变压器参数计算  32
    2.5.2 晶闸管元件的选择  32
    2.5.3 主回路开关  32-33
  2.6 同步电机励磁回路技术参数计算  33-34
    2.6.1 励磁回路参数计算  33
    2.6.2 励磁整流变压器的选择  33-34
    2.6.3 同步变压器选择  34
  2.7 控制系统技术方案设计  34-40
    2.7.1 交交变频控制原理简述  34-36
    2.7.2 交交变频全数字控制系统  36-37
    2.7.3 SIMADYN D 硬件  37-38
    2.7.4 SIMADYN D 软件  38-39
    2.7.5 通讯  39-40
  2.8 系统保护与故障诊断  40-41
  2.9 PDA 诊断系统  41
  2.10 谐波治理及无功补偿  41-44
  2.11 扭振控制策略设想  44-45
  2.12 小结  45-46
3 轧机主传动故障诊断系统研究与实施  46-50
  3.1 问题的提出  46-49
    3.1.1 故障诊断系统应完成的工作及其构成  46-47
    3.1.2 数据记录与管理  47
    3.1.3 趋势分析与诊断预测  47-49
  3.2 小结  49-50
4 结论  50-55
  4.1 重钢中板厂精轧同步电机交交变频节能改造完成的改造内容  50
  4.2 技术性能及技术水平测试  50
  4.3 状态显示及记录PDA 高速数据采集  50-53
  4.4 指标对比表  53
  4.5 效率高，节能效果显著  53
  4.6 增产增效  53-54
  4.7 节约维修费降低成本  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
独创性声明  58
学位论文版权使用授权书  58

大型轧钢机交交变频同步电机调速系统研究

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