赵发

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）

首钢京唐热轧2250 线定宽机入口辊道电机额定频率9.9Hz，电机启动励磁电流调试设定值75.3%。对应供电逆变器为TMdrive-10 设备，Frame400，为保护自身性能及寿命，逆变器低频输出电流限幅70%～80%。这样在现场设备工况或工艺状况变化等原因造成电机功率损耗变大时，辊道存在电流超限或堵转等原因造成的启动慢甚至不启动的问题，板坯长时间停留降温而回退，影响生产节奏及成本，尤其在轧制宽规格板坯等大负荷情况时，曾出现集中回退30 余块板坯的事故。因此，提升定宽机入口辊道电机传动系统低频控制能力，对轧线正常生产至关重要。

1 供电结构

热轧线粗轧区域辅传动系统主要包括粗轧辅传动整流变压器，粗轧辅传动公共整流柜、各逆变柜、各组辊道电机等结构，如图1 所示。

其中，公共整流柜1 台，为TMdrive-T10、Frame3300产品，主要参数为3113kW、990Vdc、3145A。定宽机入口辊道电机14 台，选型为YGP355L3-12，主要设备参数为：16.5kW、620V、9.9Hz。对应供电逆变器为TMdrive-10 设备，Frame400，输出电压690Vac、211A。

图1 辊道电机供电单线图

2 问题描述

在轧制宽板坯等辊道负荷较大的情况下，定宽机入口辊道无规律的出现两种故障现象。

（1）板坯对中完成后辊道启动时，PLC 有速度给定，但无速度反馈。如图2 所示，故障时速度给定为额定转速的36%，速度反馈为0，逆变器无输出，辊道不转，板坯无法正常传送。

图2 辊道不启动故障曲线

（2）有速度给定，但速度反馈建立明显滞后。如图3所示，故障时速度给定为额定转速的36%，速度反馈滞后1.08 秒后开始建立，1.75 秒后达到给定值，辊道提速慢，影响板坯轧制温度，影响生产节奏。

图3 辊道启动慢故障曲线

3 问题分析

上述异常在轧制较宽较重板坯时无规律发生。硬件方面，对逆变器主控板、逆变单元、门极触发板、电流互感器等元件全部进行更换，故障现象依然存在。排除传动硬件问题后，监控速度控制环的输出至转矩给定过程中各个变量，确认速度输出后的限幅环节对转矩给定作用较大，在速度反馈小于一定值时，逆变器限制电流控制，无转矩输出。随后尝试修改低频段限幅值，具体修改过程如表1 所示。

表1 逆变器参数调整过程

通过参数调整，辊道提速问题得以解决，但又导致新问题出现：若LMT_I1_LOWF 设置较小，辊道提速慢，但LMT_I1_LOWF 设置较大，逆变器易产生堵转停车故障。最终将参数修改为70%，速度反馈与给定跟随性有所改善。

通过参数调整，同时操作方尽量避免定宽机入口辊道摆钢，上述异常现象得到缓解，但未根本解决，定宽机辊道功能仍未完全恢复。

4 问题解决

由于是逆变器电流限幅造成的辊道启动力矩不够，进而触发低频堵转故障，如果提升逆变器的低频限流值，就可以有更高的启动转矩能力，彻底避免上述异常。

综合考虑轧制工艺对电机额定转速的要求、电机中心高与辊道标高的安装要求、电机低压保护器件的过载能力、电机动力电缆的载荷能力等制约因素，在不改变现场电机的前提下，将逆变器由Frame400 增容为Frame900，低频电流限幅提升至85%，保证定宽机入口辊道正常启动。硬件方面主要对逆变器功率单元、直流预充电开关、电流互感器、快速熔断器、阻容单元等元器件进行增容改造，如表2 所示。

表2 逆变器硬件改造

定宽机入口辊道电机逆变器硬件增容后，对新传动系统进行静态辨识，在此基础上对电压、电流、速度等环节进行动态调试。最终电机启动励磁电流由75.3%下降至63.9%，逆变器低频电流限幅由70%上升至86%，增容改造后逆变器低频工况时允许输出电流能够满足电机正常启动需求。

优化后辊道加减速采集曲线如图4 所示，速度反馈能够正常跟随速度给定，逆变器输出电流稳定，上述异常问题得到解决，定宽机入口辊道运行隐患彻底消除。

图4 改造后定宽机入口辊道运行曲线

5 结语

结合定宽机入口辊道电机传动系统低频运行隐患，通过对TMEIC_10 逆变器低频控制模型的研究，采取逆变器增容改造的方式，提升低频控制能力，消除设备运行隐患，为轧线生产提供保障，并能对同类变频设备运行或改造提供借鉴经验。