专 辑 驱 动 装 置 与 电 源 技 术

富 士 时 报 Vol.C1 No.1 2009
驱 动 装 置 与 电 源 技 术 在 产 业 及 社 会 设 施 解 决 方 案 中 的 应 用
表 2 标 准 设 备 驱 动 规 格
专
辑
型 号
项 目
FRENIC4000VM5 FRENIC4400VM5 FRENIC4700VM5
输 入 电 压 DC600 V DC1,200 V DC5,400 V
电 压 三 相 AC400 V 三 相 AC800 V 三 相 AC3,300 V
输 出
频 率 最 大 200 Hz 最 大 120 Hz 最 大 100 Hz
容 量 系 列
10、15、25、38、50、
75、100、150、225、
300、450、600、900 kVA
1,200、2,000 kVA 2,500 kVA
多 重 变 频 器
双 重 化 1,200、1,800 kVA
最 大 6 重 5,400 kVA
双 重 化 2,400、4,000 kVA
最 大 8 重 16,000 kVA
双 重 化 5,000 kVA
最 大 3 重 7,500 kVA
额 定
100% 持 续 ,
超 负 荷 最 大 量 150%、1 分 钟
100% 持 续 ,
超 负 荷 最 大 量 150%、1 分 钟
100% 持 续 ,
超 负 荷 最 大 量 150%、1 分 钟
运 行 模 式 4 象 限 4 象 限 4 象 限
上 位 传 输
PROFIBUS-DP、D 线
T 连 接 、SX 总 线
PROFIBUS-DP、D 线
T 连 接 、SX 总 线
PROFIBUS-DP、D 线
T 连 接 、SX 总 线
范 围 1 :1,000 1 :1,000 1 :1,000
控 制
磁 场 范 围 1 :4 1 :4 1 :4
精 度 速 度 ±0.01% 速 度 ±0.01% 速 度 ±0.01%
量 控 制 及 V/f 控 制 。 但 无 论 何 种 控 制 方 式 , 主 电 路 与 控 制
装 置 都 相 同 且 具 有 互 换 性 。 该 系 列 中 , 将 10 〜 300 kVA
驱 动 装 置 为 插 入 式 的 组 合 式 结 构 ,450 〜 900 kVA 作 为
柜 式 结 构 。 以 下 是 本 驱 动 装 置 的 主 要 特 征 。
1 个 面 最 多 能 容 纳 12 段 , 且 附 带 省 空 间 的 自 由 组 合
式 配 置
适 用 于 各 种 底 盘 总 线
按 标 准 进 行 配 备 的 、 适 用 于 扭 矩 控 制 、 观 测 控 制 等 各
种 驱 动 产 品 的 驱 动 装 置
卓 越 的 维 护 性
对 卷 状 钢 板 连 续 进 行 展 开 、 酸 洗 、 煅 烧 、 电 镀 等 表 面 处
理 , 再 重 新 制 成 卷 材 的 生 产 线 , 此 生 产 线 由 数 kW 的 卷 盘
装 置 到 数 百 kW 的 卷 盘 装 置 、 索 套 装 置 、 研 磨 装 置 等 装 置
构 成 。 因 要 使 用 数 百 台 的 滚 轮 装 置 运 送 钢 板 , 所 以 保 持 这 些
滚 轮 的 速 度 一 致 性 以 及 控 制 它 们 的 张 力 变 得 十 分 重 要 。 滚 轮
机 分 为 拉 伸 钢 板 与 通 过 钢 板 拉 伸 的 两 种 卷 盘 。 因 使 用 直 流 配
电 方 式 , 电 动 机 的 驱 动 与 再 生 能 量 可 通 过 直 流 线 传 播 , 所 以
可 缩 小 电 源 容 量 。 这 样 一 来 , 数 百 台 卷 盘 滚 轮 机 中 , 即 便 有
1 台 出 现 故 障 也 不 会 导 致 整 个 生 产 线 停 工 。 在 正 在 运 行 的 生
产 线 中 更 换 产 生 故 障 的 器 具 , 而 新 的 器 具 可 不 受 任 何 影 响 的
情 况 下 , 与 钢 板 以 相 同 速 度 同 时 运 转 。 此 外 , 富 士 电 机 还 生
产 了 适 用 于 中 小 设 备 的 小 容 量 变 换 器 。
4.2 用 于 钢 棒 轧 钢 主 机 的 驱 动 装 置
FRENIC4400 系 列 驱 动 装 置 是 采 用 AC800V 类 输 出
直 流 配 电 方 式 的 3 电 平 变 频 器 , 能 实 现 矢 量 控 制 与 V/f 控
制 。 与 2 电 平 变 频 器 相 比 ,3 电 平 变 频 器 因 输 出 梯 级 波 形 ,
故 能 降 低 输 出 高 谐 波 , 扭 矩 脉 动 以 及 电 动 机 线 圈 的 浪 涌 电 压 。
该 装 置 有 1,200 kVA 与 2,000 kVA 两 种 单 机 容 量 , 通 过
采 用 多 重 设 计 , 其 最 大 容 量 可 高 达 16,000 kVA。
钢 棒 及 线 材 轧 钢 设 备 采 用 直 流 配 电 形 式 , 连 续 设 置 了 十
几 台 数 百 kW 的 电 动 机 , 可 将 各 站 点 的 变 频 器 连 接 于 通 用
的 大 容 量 二 极 管 整 流 器 上 。 相 对 于 驱 动 容 量 而 言 , 本 产 品 的
再 生 容 量 较 小 , 所 以 只 需 配 备 小 容 量 的 再 生 变 换 器 。 在 设 备
减 速 过 程 中 电 能 会 在 电 源 一 侧 再 次 生 成 , 从 而 实 现 了 节 能 效
果 。
FRENIC4000 与 FRENIC4400 都 按 照 标 准 配 备 了 观
测 控 制 功 能 , 故 能 改 善 干 扰 问 题 并 抑 制 轴 心 的 离 心 振 动 。 此
外 , 在 使 用 观 察 器 的 情 况 下 , 即 便 惯 性 动 量 等 控 制 对 象 的 参
数 各 不 相 同 , 操 作 者 也 能 在 不 调 节 速 度 调 节 器 的 情 况 下 , 通
过 无 调 节 控 制 以 维 持 一 定 的 配 合 速 度 。 图 3 所 示 为 使 用 了
速 度 调 节 器 的 控 制 器 的 结 构 , 图 4 所 示 为 某 工 厂 运 用 富 士 电
机 产 品 对 钢 棒 轧 钢 设 备 的 轧 钢 机 速 度 进 行 控 制 时 的 效 果 。 正
如 两 图 所 示 , 即 使 两 种 控 制 对 象 每 小 时 的 定 数 相 差 约 6 倍 ,
材 料 放 入 时 的 干 扰 配 合 速 度 也 能 基 本 保 持 一 致 ( 恢 复 时 间 为
140 ms)。
4.3 用 于 大 型 轧 钢 机 主 机 的 驱 动 装 置
FRENIC4700 系 列 驱 动 装 置 是 AC3.3 kV 级 输 出 的 3
电 平 变 频 器 , 能 实 现 矢 量 控 制 。 本 产 品 采 用 PWM(Pulse
Width Modulation) 顺 变 器 与 逆 变 器 的 1 对 1 系 统 , 能 通
过 顺 变 器 与 逆 变 器 的 共 同 作 用 抑 制 从 驱 动 到 再 生 切 换 过 程 中
发 生 的 中 间 直 流 电 压 变 动 。 产 品 的 单 机 容 量 为 2,500 kVA,
因 其 具 有 多 重 特 性 , 故 可 实 现 7,500 kVA 的 最 大 容 量 。
当 电 压 范 围 超 过 上 述 容 量 时 , 用 户 可 选 用 输 出 量 为
10 MVA,3.3 kV 的 IGCT 3 电 平 变 频 器 SINAMICS-
SM150。 此 装 置 由 德 国 的 西 门 子 公 司 制 造 , 在 日 本 国 内 由
富 士 电 机 经 销 。
4.4 用 于 直 流 电 动 机 的 驱 动 装 置
虽 然 驱 动 装 置 的 主 流 逐 渐 演 变 为 交 流 电 动 机 + 变 频
器 的 形 式 , 但 现 在 仍 有 很 多 单 位 在 使 用 直 流 电 动 机 。 富
士 电 机 推 出 了 主 要 构 成 部 位 能 与 变 频 器 通 用 的 小 容 量
(DC220V75 kW 以 下 ,DC440150 kW 以 下 ) 电 机 产 品
“LEONIC-M Compact”。 该 产 品 考 虑 到 了 对 既 定 模 拟 控
制 式 可 控 硅 供 电 装 置 ( 富 士 电 机 产 DSR 系 列 ,LEONIC-U
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