摘　要：随着科技的迅速发展，交流传动技术已发展得十分成熟。在许多应用领域，用交流传动代替直流传动已成为不可逆转的趋势。西门子交流传动控制方式被大多采用。根据控制工艺要求、驱动电机要求、本工程交流辅助传动系统采用西门子交流传动公共直流母线供电方式，即经济，又节约能源。

关键词：供电方式；交流传动；变频器；能源


　　前言：随着科技的迅速发展，交流传动技术已发展得十分成熟。由于交流电动机具有单机容量大、转动惯量小、效率高、维护工作量少等特点，交流传动系统的性能目前已达到并在许多方面超过了直流传动系统的性能，并已广泛应用于各类需要调速的生产机械，在许多应用领域，用交流传动代替直流传动已成为不可逆转的趋势。本章介绍了西门子交流传动在热轧ACC传动中的应用。
　　1．西门子交流传动系统简介
　　标准SIMOVERT Master Drives系统是电压源变频器，带直流母线和全数字控制，用于交流鼠笼异步机和小容量的同步电机。变频器将三相固定频率和电压的输入电源转换为三相交流可变频率和电压的输出电源。其中，逆变器和电动机一对一供电的传动系统采用矢量控制方式，多电机共用逆变器的传动系统采用V/F调频调压控制方式。变频装置通过PROFIBUS DP现场总线协议与PLC进行数据通讯，变频器侧采用西门子CBP2通讯板。
　　1.1 公用直流母排供电系统
　　在整条自动化生产线上，多台交流电动机分别采用变频器的驱动方式是很不经济的，而且主电路结构庞大，故障率较高，将影响系统运行。对于有些制动频繁的、动态性能要求较高的生产机械，制动能量要不断回馈到电网，或者消耗在电阻上，其消耗的能量也是客观的。况且有些现场也不允许有如此多的控制柜。目前，对同一条生产线上的多电机传动一般采用公用直流母线的供电方式。
　　西门子公司本次提供的SIMOVERT MASTER DRIVER 6SE70系列变频器就具有这种供电单元，如下图1所示：




　　它是采用一套大功率整流器供电单元，各负载电动机分别通过逆变单元挂在公用直流母线上。采用公用直流母线供电的优点是： 1 避免每台电动机的变频器均有整流单元，将整流单元公用，以节省投资； 2 多电动机传动中每台单机的再生能量能够相互利用； 3 当发电功率大于电动功率时，制动引起的再生能量可以用公用的回馈单元将电能回馈电网。
　　2 整流器系统“SIMOVERT”传动控制系统
　　2.1SIMOVERT传动控制的总体特性
　　SIMOVERT传动控制整流器应用于从标准线电压200到690V±15%以及 50/60 Hz±6%的电源。
　　SIMOVERT传动控制系统用于多马达驱动，可运行于非常高的速度精度，公共的直流母线有如下优点： 节约能源；为了保证高的效率(η≈1), SIMOVERT 传动控制装备了低损耗的IGBT；标准的PROFIBUS (L2)接口连到上级自动化系统用于集中控制、监视和起动；自优化传动控制：通过测量和测试电路；开始及参数设定：运行起始点和传动数据可以通过操作盘及参数设定单元进行设定；带可调起始点值、上升时间、下降时间电流限值、V/F特征等的的四个可选择数据设定；为了易于起动、调试和维护，SIMOVERT整流器系统可以通过基于操作站的PC机进行控制、观察及参数设定，该操作连接到中央电路板； SIMOVIS, 基于个人电脑的调试和监视系统； SIMOVIS程序允许人员控制操作，SIMOVERT传动控制系统单元和电路板的监视； SIMOVIS-PC 和逆变器系统之间的通讯是通过用RS485接口经过到所有整流器的远程网络通讯总线完成的。
　　SIMOVIS的功能:
　　对SIMOVERT 传动控制系统利用菜单系统进行调试和维护；对电路板进行起动以及参数设定；自动马达辨认以及控制参数设定；上传?下载参数记录；按规定的起始点和控制命令的单元的运行；故障以及报警的设定。
　　2.2 整流器特性
　　提供电压为380…460V，500…575V,660…690V,± 15 %, 50/60 Hz ± 6 %；额定输出范围从2.2 kW 到 2300 kW；通过平行连接进行功率扩展；四象限操作，可以在旋转的两个方向驱动与停止。功率因素≈1, 比如, 整流器输出几乎是活动功率；为防止短路，晶体管整流器用切断和熔丝保护；自动和手动接地故障和可控硅测试。
　　2.3 负载侧逆变器特性
　　功率范围从2.2 到 1500 kW； 通过平行连接进行功率扩展；低功率损失IGBT，良好的SIN波形输出； “脉冲宽度调节” (PWM) 保证高的传动效率；基于数字开环和闭环控制的微处理器；励磁导向矢量控制，为了达到高的速度和力矩精度采用带脉冲发生器反馈和不带脉冲发生器反馈两种形式；带有1/1000HZ分辨率及滑动补偿的?v/f开环控制；输出频率从0到200 Hz。
　　3．热轧ACC交流辅助传动控制
　　热轧交流辅助传动系统采用两台整流回馈单元并联方式，配置有进线电抗器、自耦变压器，采用公共直流母线供电方式，大大降低了工程投资成本，可以使多电动机传动中每台单机的再生能量能够相互利用，同时将能耗制动过程中的能量通过整流回馈单元回馈到电网中，节约能源。
　　根据热轧中ACC冷却控制工艺要求，所有控制电机动态相应要求高，因此矢量控制是交流感应马达达到要求性能的最优化方法。西门子传动控制系统可以利用标准的PROFIBUS (L2)接口连到上级自动化系统用于集中控制、监视和起动；通过与西门子PLC接受和发送控制字、状态字进行数据交换，可将数据作为动态参数显示在Wincc画面，使操作员直观的监视实时电机数据、同时通过Wincc画面报警反映现场问题，便于维护人员查找问题，降低处理故障时间。
　　结束语
　　通过现场跟踪研究空载测试、带负荷测试、记录数据、更改参数，利用西门子传动控制系统对电机优化，满足了热轧ACC工艺控制的现场要求。该系统的应用方便设备维护、降低故障处理时间、节约投资成本和能源，西门子交流传动控制将在以后的工程应用更为广泛。