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[摘 要]宽厚板生产线装机容量超过10万kW，其中变频电机装机容量超过3万kW，整个辅传动系统采用ABB ACS800变频器进行变频控制，其模式为DTC（直接转矩控制）。本文介绍通过变频器控制对电机励磁进行优化，达到了很好的节能效果，从而达到了降本增效的目的。
[关键词]ACS800；变频器；励磁优化；节能
中图分类号：TG833 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0035-01
一、 概况及现状
宽厚板生产线全线总装机容量为超过10万kW，辅传动辊道采用ABB ACS800变频器实现变频控制，其模式为DTC（直接转矩控制），全线布置有19套，变频电机装机容量3万千瓦。ACS800变频电机启动前及无速度给定时处于零速励磁状态，电机励磁磁电流为额定电流的30%。此次电机并无实际动作，造成电能的无谓浪费。以粗轧压下电机为例，粗轧压下电机共两台，单台电机功率为515千瓦，其作用主要实现道次间辊缝摆位。以轧制一支8道次的钢坯压下电机动作时间为例，零速励磁时间为276.5S，工作时间为45.5S，励磁电流为230A。精整区域辊道共计39组，容量为4056千瓦。主要负责钢板从冷床运输到垛板机区域。原设备调试、试运行期间，为保证管道电机启动转矩足够大将辊道组变频器励磁给定值为100%。由于变频器励磁给定值较大，虽然能够满足生产工艺需求，但辊道组变频器运行时电流输出值相应较大。
二、 优化的必要性
通过分析粗轧压下电机作用及生产工艺要求，目前粗轧机轧制过程及等待轧制时粗轧压下电机始终处于励磁状态。实际当过钢时，由于粗轧压下丝杠自锁功能机压下电机制动器同时作用，完全能够保持粗轧两侧辊缝相同。压下电机一直处于励磁状态，造成了电能的无谓消耗。根据以上分析。粗轧压下电机在粗轧机轧制过程及等待轧制时可以退出运行。剪切线辊道主要用于钢板运输，控制要求相对较低。根据剪切线辊道控制要求，辊道起动、制动响应时间未作过高要求，只要能够正常启动、制动便符合生产工艺要求。剪切线辊道变频器、辊道电机容量较原设计容量都有较大幅度的提高，现在容量已经远远满足生产工艺控制要求。
三、 方案的确定及实施
ABB ACS800变频器采用直接转矩控制（DTC）技术。DTC控制交流电动机关键的变量为磁通和转矩。变频器测量的电动机电流和电压作为自适应电机模型的输入，该模型每个25微秒产生一组精确的转矩和磁通实际值。电动机转矩比较器将转矩实际值与转矩调节器的给定值作比较，磁通比较器将磁通实际值与磁通给定调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲决定逆变器的最佳开关位置。通过研究ABB ACS800变频器DTC 控制原理，结合逆变器控制流程图发现，将传动控制参数27.03FLUX REF 定义励磁给定值适当降低，从而实现降低变频器电流输出
通过对电机模型和直接转矩控制系统理论的分析可以得出结论，通过调整变频器磁场给定（FLUX REF%）值，可以控制定子磁链的大小，进而控制输出电磁转矩。同时磁场电流的减少可以有效的降低空载或轻载时电机铁损、铜损等各类损耗，提升电机运行效率。
综上所述，通过优化粗轧压下电机控制模式，修改粗轧压下电机变频器控制字，粗轧机轧制过程及等待轧制时控制字由47F改为477，此时停止粗轧压下电机励磁状态。同时加强粗轧压下丝杠及制动器日常检查，确保轧制过程中粗轧两侧辊缝不发生变化。通过优化粗轧机轧制效果与前期一样。剪切线、精整区域辊道变频器励磁给定值偏高、辊道电机电机选型过大成为电耗过高的主要原因。ABB ACS800变频器采用直接转矩控制（DTC）技術。DTC控制交流电动机关键的变量为磁通和转矩。ABB ACS800传动控制参数27.03FLUX REF范围为25%--140%。结合目前剪切线辊道在不同规格钢板情况下运行转矩数据。将传动控制参数27.03FLUX REF由100%降到90%。通过现场实际测试，平均节电率在10%，节电效果明显。
四、 结论
该项目实施后每年可以降低大量的电费支出，节能效果良好。同时可以提升设备运行寿命周期，降低辅传动电机备件采购费用，起到了很好的降本增效效果，经济效益显著。
[关键词]ACS800；变频器；励磁优化；节能
中图分类号：TG833 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0035-01
一、 概况及现状
宽厚板生产线全线总装机容量为超过10万kW，辅传动辊道采用ABB ACS800变频器实现变频控制，其模式为DTC（直接转矩控制），全线布置有19套，变频电机装机容量3万千瓦。ACS800变频电机启动前及无速度给定时处于零速励磁状态，电机励磁磁电流为额定电流的30%。此次电机并无实际动作，造成电能的无谓浪费。以粗轧压下电机为例，粗轧压下电机共两台，单台电机功率为515千瓦，其作用主要实现道次间辊缝摆位。以轧制一支8道次的钢坯压下电机动作时间为例，零速励磁时间为276.5S，工作时间为45.5S，励磁电流为230A。精整区域辊道共计39组，容量为4056千瓦。主要负责钢板从冷床运输到垛板机区域。原设备调试、试运行期间，为保证管道电机启动转矩足够大将辊道组变频器励磁给定值为100%。由于变频器励磁给定值较大，虽然能够满足生产工艺需求，但辊道组变频器运行时电流输出值相应较大。
二、 优化的必要性
通过分析粗轧压下电机作用及生产工艺要求，目前粗轧机轧制过程及等待轧制时粗轧压下电机始终处于励磁状态。实际当过钢时，由于粗轧压下丝杠自锁功能机压下电机制动器同时作用，完全能够保持粗轧两侧辊缝相同。压下电机一直处于励磁状态，造成了电能的无谓消耗。根据以上分析。粗轧压下电机在粗轧机轧制过程及等待轧制时可以退出运行。剪切线辊道主要用于钢板运输，控制要求相对较低。根据剪切线辊道控制要求，辊道起动、制动响应时间未作过高要求，只要能够正常启动、制动便符合生产工艺要求。剪切线辊道变频器、辊道电机容量较原设计容量都有较大幅度的提高，现在容量已经远远满足生产工艺控制要求。
三、 方案的确定及实施
ABB ACS800变频器采用直接转矩控制（DTC）技术。DTC控制交流电动机关键的变量为磁通和转矩。变频器测量的电动机电流和电压作为自适应电机模型的输入，该模型每个25微秒产生一组精确的转矩和磁通实际值。电动机转矩比较器将转矩实际值与转矩调节器的给定值作比较，磁通比较器将磁通实际值与磁通给定调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲决定逆变器的最佳开关位置。通过研究ABB ACS800变频器DTC 控制原理，结合逆变器控制流程图发现，将传动控制参数27.03FLUX REF 定义励磁给定值适当降低，从而实现降低变频器电流输出
通过对电机模型和直接转矩控制系统理论的分析可以得出结论，通过调整变频器磁场给定（FLUX REF%）值，可以控制定子磁链的大小，进而控制输出电磁转矩。同时磁场电流的减少可以有效的降低空载或轻载时电机铁损、铜损等各类损耗，提升电机运行效率。
综上所述，通过优化粗轧压下电机控制模式，修改粗轧压下电机变频器控制字，粗轧机轧制过程及等待轧制时控制字由47F改为477，此时停止粗轧压下电机励磁状态。同时加强粗轧压下丝杠及制动器日常检查，确保轧制过程中粗轧两侧辊缝不发生变化。通过优化粗轧机轧制效果与前期一样。剪切线、精整区域辊道变频器励磁给定值偏高、辊道电机电机选型过大成为电耗过高的主要原因。ABB ACS800变频器采用直接转矩控制（DTC）技術。DTC控制交流电动机关键的变量为磁通和转矩。ABB ACS800传动控制参数27.03FLUX REF范围为25%--140%。结合目前剪切线辊道在不同规格钢板情况下运行转矩数据。将传动控制参数27.03FLUX REF由100%降到90%。通过现场实际测试，平均节电率在10%，节电效果明显。
四、 结论
该项目实施后每年可以降低大量的电费支出，节能效果良好。同时可以提升设备运行寿命周期，降低辅传动电机备件采购费用，起到了很好的降本增效效果，经济效益显著。