一種在軋鋼交流主傳動系統(tǒng)中應(yīng)用的1140v變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于乳鋼電氣主傳動設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在乳鋼交流主傳動系統(tǒng)中應(yīng)用的1140V變頻器，應(yīng)用于乳鋼系統(tǒng)棒、線材車間主乳機(jī)交流傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]乳鋼生產(chǎn)線是鋼鐵行業(yè)中的主要生產(chǎn)線，尤其棒、線材生產(chǎn)線產(chǎn)量高，技術(shù)穩(wěn)定，普及率高。棒、線材生產(chǎn)線的傳動系統(tǒng)均由主傳動和輔傳動構(gòu)成。棒材乳機(jī)主傳動包括粗乳機(jī)、中乳機(jī)、冷鋸、飛剪和精乳機(jī)等主要的較大型設(shè)備。線材乳機(jī)主傳動包括粗乳機(jī)、中乳機(jī)、預(yù)精乳機(jī)、飛剪、夾送輥和吐絲機(jī)等主要的較大型設(shè)備。棒、線材乳機(jī)的主傳動過去一般采用直流調(diào)速系統(tǒng)，隨著電子電子器件和微處理器的發(fā)展，低壓交流變頻傳動已逐步取代直流傳動系統(tǒng)。目前棒、線材乳機(jī)交流主傳動系統(tǒng)中的變頻器一般采用660V電壓等級，存在一些弱點，如:現(xiàn)場布置需要的場地大、用電電纜多、投資成本較高等。本實用新型的產(chǎn)品就是提高變頻器電壓等級，從660V提升為1140V，從而降低電流，降低投資，并帶來一系列優(yōu)點。棒線材生產(chǎn)線的輔傳動主要包括推鋼機(jī)、輥道等小容量設(shè)備，電壓等級一般為380V，不需改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種輸入輸出電壓等級為1140V的四象限變頻器，是為乳鋼車間交流主傳動系統(tǒng)提供一種輸入輸出電壓為1140V的變頻器，填補乳鋼系統(tǒng)1140V電壓等級變頻器的空白，變頻器可四象限運行，采用集中整流供電、公共直流母線、多個逆變器輸出的方式，結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)異。同時提高可控制電機(jī)的功率。
[0004]通過低壓變頻器和電機(jī)的研究，將對棒、線材工程的乳機(jī)主電機(jī)采用新的電壓標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]本實用新型包括整流單元、逆變單元和公共直流母線。功率元件選用3300V的IBGT、二極管或可控娃，公共直流母線電壓為1700V。連接方式為:整流單元輸出連接到公共直流母線，公共直流母線連接到逆變單元。
[0007]整流單元和逆變單元兩部分這兩部分通過公共直流母線實現(xiàn)功率傳遞。整流單元和逆變單元之間通過軟件通信和硬線實現(xiàn)信息傳遞。整流單元和逆變單元的組合形式為單組或多組整流單元將電源轉(zhuǎn)換成直流后，經(jīng)過公共直流母線，再由多組逆變單元控制電機(jī)運行的方式。
[0008]所述的整流單元包括熔斷器、主接觸器、電抗器、IGBT模塊、濾波電容器、支撐電容、充電回路；它們的連接方式為:熔斷器連接到主接觸器，主接觸器連接到電抗器，電抗器連接到IGBT模塊，IGBT模塊連接到支撐電容器，充電回路的一端連接到熔斷器與接觸器的連接之處，另一端連接到支撐電容器，濾波電容連接到接觸器與電抗器的連接之處。
[0009]所述的逆變單元包括IGBT模塊、復(fù)合母排、水冷散熱器、電接頭、水接頭。它們的連接方式為:IGBT模塊安裝在水冷散熱器上，復(fù)合母排安裝在IGBT模塊上，復(fù)合母排與電接頭連接，水接頭安裝在水冷散熱器上。
[0010]整流單元和逆變單元均可并聯(lián)，實現(xiàn)容量擴(kuò)充。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果有:
[0012]輸入輸出電壓為1140V，填補了目前乳鋼系統(tǒng)，尤其是棒、線材交流主傳動系統(tǒng)變頻器的輸出電壓等級空白。當(dāng)功率一定時，電機(jī)電壓升高，則電流減小。電壓由660V升至1140V時，電流降低42%。電流減小后會帶來一系列的好處，具體好處如下:
[0013]1、可以減少主電機(jī)的動力電纜數(shù)量及電纜截面，約30?40%左右，同時減少電纜發(fā)熱引起的電能損耗；減少相應(yīng)的電纜橋架，10?20%，減少工程造價。
[0014]2、因為電流減小，則可以減少傳動柜的發(fā)熱量，減小空調(diào)容量。既減少投資，又節(jié)約能源，減小年運行費用。
[0015]3、因為電流減小，則傳動柜的尺寸減小，可以減小主電室的大小，便于主廠房的布置。
[0016]4、整流和逆變兩部分通過共用直流母線相連接，實現(xiàn)集中整流分別逆變的供電形式，這種集中式整流節(jié)省了設(shè)備投資和裝空間。每個逆變單元所帶電機(jī)同時運行時，處于制動狀態(tài)的逆變單元所回饋的功率通過直流母線直接和處于電動狀態(tài)的逆變單元交換能量，減少了整流單元的功率輸出，也減少了電能損耗，更加節(jié)能。
[0017]5、變頻器功率單元采用模塊化設(shè)計，便于變頻器容量擴(kuò)大，有利于產(chǎn)品系列化的同時保持一致性。660V電機(jī)功率一般限制在1600kW以下。當(dāng)電機(jī)功率加大后，660V傳動柜制作難度就加大了。采用1140V變頻器則可把需控制的電機(jī)功率提高至2000kW左右，可覆蓋一般的棒線材車間所有主傳動電機(jī)。
[0018]6、由于目前國內(nèi)新建及改造棒線材生產(chǎn)線很多，如果主傳動采用1140變頻器的話，將大大節(jié)約電纜及電纜橋架等材料，減少一次性投資；并減小傳動柜尺寸及發(fā)熱量，節(jié)約能源，減少后期運行費用；值得推廣。
【附圖說明】
[0019]圖1為1140V變頻器整流單元主回路示意圖。
[0020]圖2為1140V變頻器逆變單元主回路示意圖。
[0021 ] 圖3為變頻器IGBT功率單元控制電路示意圖。
[0022]圖4為1140V變頻器單整流單元接多逆變單元方式示意圖。
[0023]圖5為1140V變頻器多整流單元接多逆變單元方式示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型的核心是提供一種1140V變頻器，主要應(yīng)用于乳鋼系統(tǒng)，尤其是棒線材車間。該變頻器可通過公共直流母線對成組的乳機(jī)進(jìn)行供電及控制。該變頻器及公共直流母線控制方式可節(jié)約設(shè)備及材料投資，并可節(jié)約能源，減少電能損耗。
[0025]本實用新型包括整流單元、逆變單元和公共直流母線。功率元件選用3300V的IBGT、二極管或可控娃，公共直流母線電壓為1700V。連接方式為:整流單元輸出連接到公共直流母線，公共直流母線連接到逆變單元。
[0026]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。為了畫圖簡單明了，圖中整流單元以IGBT元件為例。
[0027]見圖1，所述的1140V變頻器整流單元接線端子L1、L2、L3為輸入端，接三相交流電，電壓為1140V，頻率為工頻。輸入側(cè)裝有快速熔斷器和接觸器，在設(shè)備故障時確保能脫離電網(wǎng)，不形成擴(kuò)大化故障。整流單元含有充電回路，在設(shè)備運行前對直流支撐電容充電。整流單元輸入與功率單元之間裝有三相電抗器和交流電容形成LC濾波，使得整流單元的輸出電壓和輸出電流的畸變率達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，濾波裝置后級是IGBT功率單元，功率單元內(nèi)含有直流支撐電容，整流單元的輸出端接到直流母線上，直流母線通過銅排或線纜與逆變單元連接。功率元件選用3300V的IBGT、二極管或可控硅，公共直流母線電壓為1700V。
[0028]見圖2，逆變單元主要是由帶直流支撐電容的IGBT單元構(gòu)成，單元輸出直接與電機(jī)相連接。
[0029]見圖3，所述的1140V變頻器IGBT功率單元主要由IGBT模塊、IGBT驅(qū)動板、信號轉(zhuǎn)接電路板構(gòu)成，驅(qū)動信號采用光纖隔離，單元有散熱器溫度檢測裝置。IGBT散熱器采用水冷散熱的形式。
[0030]所述的1140V變頻器整流單元與逆變單元的連接組合方式為單整流模塊接多組逆變模塊，見圖4，整流單元通過整流變壓器從電網(wǎng)取電，同時將輸出的直流電送至直流母線，多組逆變單元同時連接至直流母線取電，分別控制各自乳機(jī)的交流電機(jī)，由于整流單元和逆變單元各自獨立，有分別的柜體，因此在空間布置上逆變柜與整流柜可分別放到任意位置。
[0031]所述的1140V變頻器在實現(xiàn)集中整流接多組逆變的方式時，當(dāng)逆變單元的數(shù)量較多時，需要對整流單元的容量進(jìn)行擴(kuò)容，見圖5。圖5是多組整流器并聯(lián)運行，整流器的控制器之間通過高速通信接口傳遞運行參數(shù)，在高性能控制算法的支持下，并聯(lián)的整流器協(xié)調(diào)工作，這種方式可實現(xiàn)超大功率的輸出。
【主權(quán)項】
1.一種在乳鋼交流主傳動系統(tǒng)中應(yīng)用的1140V變頻器，其特征在于，包括整流單元、逆變單元和公共直流母線；功率元件選用3300V的IBGT、二極管或可控硅，公共直流母線電壓為1700V ;連接方式為:整流單元輸出連接到公共直流母線，公共直流母線連接到逆變單元; 整流單元包括熔斷器、主接觸器、電抗器、IGBT模塊、濾波電容器、支撐電容、充電回路等；熔斷器連接到主接觸器，主接觸器連接到電抗器，電抗器連接到IGBT模塊，IGBT模塊連接到支撐電容器，充電回路的一端連接到熔斷器與接觸器的連接之處，另一端連接到支撐電容器，濾波電容連接到接觸器與電抗器的連接之處； 逆變單元包括IGBT模塊、復(fù)合母排、水冷散熱器、電接頭、水接頭；；IGBT模塊安裝在水冷散熱器上，復(fù)合母排安裝在IGBT模塊上，復(fù)合母排與電接頭連接，水接頭安裝在水冷散熱器上。
【專利摘要】一種在軋鋼交流主傳動系統(tǒng)中應(yīng)用的1140V變頻器，屬于軋鋼電氣主傳動設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括整流單元、逆變單元和公共直流母線。功率元件選用3300V的IBGT、二極管或可控硅，公共直流母線電壓為1700V。連接方式為：整流單元輸出連接到公共直流母線，公共直流母線連接到逆變單元。優(yōu)點在于，變頻器可四象限運行，采用集中整流供電、公共直流母線、多個逆變器輸出的方式，結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)異。同時提高可控制電機(jī)的功率。
【IPC分類】H02M5/458
【公開號】CN204835939
【申請?zhí)枴緾N201520202542
【發(fā)明人】王淑琴, 孫靖宇, 王鳳閣, 呂冬梅, 蘇峰峰
【申請人】北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年4月6日