一種軋機交流主傳動機電系統加載試驗測試方法
2023-07-23 15:49:56 2
一種軋機交流主傳動機電系統加載試驗測試方法
【專利摘要】本發明涉及軋機主傳動機電系統測試領域，特別是設計了一種軋機交流主傳動機電系統加載試驗測試方法。該方法所涉及到的設備包括軋機上下輥兩套主傳動電動機、電動機電氣傳動單元和機械傳動軸、軋機軋輥、軋機壓下調整裝置。該方法上下軋輥機電傳動控制系統完全獨立，在上下軋輥壓靠清零的前提下，通過對上下軋輥正反轉轉矩電流限幅值的設定和上下輥控制部分電動機速度的設定，依靠輥面摩擦力的作用使下輥處於電動狀態，上輥處於發電狀態，並逐步修改轉矩限幅值至軋制所需最大轉矩電流值，即可完成整個系統測試工作。
【專利說明】一種軋機交流主傳動機電系統加載試驗測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軋機主傳動機電系統測試領域，特別是設計了一種軋機交流電機主傳動動態加載試驗方法。
【背景技術】
[0002]軋機是生產成品金屬材料的關鍵設備之一，驅動軋機運行的大型電動機一般具有高電壓、大電流、大容量、大扭矩、高過載的特點，用於電動機控制的主傳動系統性能指標優劣及可靠性對軋機的運行工況有著直接的影響，對軋制生產也至關重要。由於軋制過程對連續程度、作業率、安全性有很高要求的過程，在實際軋制生產前需要對電動機及其電氣和機械傳動系統進行完整測試。否則容易在實際生產過程中出現廢品廢料，甚至造成嚴重的關聯設備事故。因此，對本領域技術人員完成軋機主傳動正式生產前的動態調整和試驗是非常重要的。
[0003]傳統的軋機主傳動加載試驗是對電氣控制部分和機械傳動部分分開進行的，而且大部分場合受現場條件的制約，大功率機械傳動部分在帶料軋制前無法大負荷加載，只能參考設備製造出廠參數。對電氣部分的測試是在傳動控制系統中對電動機的靜態、動態性能進行試驗，其中動態加載過程是在電動機勵磁環節測試環節完成優化後進行的，通常採用的雙閉環試驗方法。即首先測試和優化轉矩電流環，在此基礎之上測試並優化速度控制環。
[0004]現有技術所使用的軋機主傳動加載試驗方法，在對主傳動電機進行轉矩電流加載試驗時，為儘量真實反映系統在真實軋制過程的響應情況，通常需要加載到電動機額定電流值的1.5?2.0倍，儘管此時控制系統上已保證沒有電動機激磁輸出，但為防止所加載的模擬軋制轉矩電流在電動機剩磁或感應磁通的作用下產生不可控扭矩，需要將電動機轉子部分進行固定，緊固方式和和固定作用力一般只是憑藉人為經驗完成；為了保證軋輥等設備的安全，還需要將電動機與軋輥的機械傳動軸拆除。由於整體設備比較龐大，這樣的試驗過程準備工作複雜而且存在一定的風險性。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術問題，本發明特別提供一種軋機交流主傳動加載試驗方法，該方法用於上下輥獨立電機驅動的任何軋機主傳動機電系統性能測試，測試過程中不需要對主電動機和軋輥之間的中間傳動軸實施拆除，也不需要在實施大轉矩電流試驗時對主電動機轉子部分進行固定，從而可提高整個試驗效率；而且，採用此方法進行的測試，在測試過程中的電能消耗相比傳統方法也有大幅度降低，具有顯著的節能效果。該方法有利於更加安全、準確、快速地完成軋機主傳動系統的機電性能測試。
[0006]本發明提供的一種軋機交流主傳動動態加載測試方法，具體包括以下步驟:
[0007]步驟1:控制中心與輥縫調節器、上輥速度調節器、上輥電流調節器、下輥速度調節器和下輥電流調節器建立連接，設置參數，包括上軋輥電機的速度參考值Vsetl,下軋輥電機的速度參考值Vsrt2，控制中心發出測試啟動信號後，首先下發上下軋輥輥縫位置與壓力調整指令給輥縫調節器，即控制中心設定輥縫值X1 = O，設定軋制力值X2為模擬軋制力並輸出，完成上下輥縫清零並實現壓靠，並使上下軋輥之間產生近似於正常生產的軋制力；
[0008]步驟2:完成上下軋輥位置調整後，開始電機基速以下測試，
[0009]2.1在控制中心設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1，其中，Y1 = Vsetl、Z1=Vset2> Vsetl = Vset2 = n1； II1的取值範圍為(Kn1 ( η」, η」為電動機基速,Ii1為電機基速以下速度設定值；
[0010]2.2設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1上輥的正反向轉矩電流限幅為Y2、反向轉矩電流限幅為-Y2，上輥轉矩電流值為Isetl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為ζ2，反向轉矩電流限幅-Z2,下輥轉矩電流值為Iset2, Y2 = -Y2 = Iset2, Z2 = -Z2 = Isetl, Iset2 =
0.55Ie, Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值；
[0011]2.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ；
[0012]2.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號Vset3，Vset3 =5% Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0013]2.5返回步驟2.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = Ie，下輥轉矩電流值為Iset2=1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的
1.0Iy測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0014]2.6再次返回步驟2.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，Ilfflax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標，待所有指標達到工藝要求值後電機基速以下測試完成;
[0015]步驟3:開始電機基速以上測試，
[0016]3.1在控制中心設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1，其中，Y1 = Vsetl、Z1=Vset2> Vsetl = Vset2 = n2, n2的取值範圍為n」〈n2 ( nmax, n_為電動機最高轉速限制，n2為電機基速以上速度設定值；
[0017]3.2設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1上輥的正反向轉矩電流限幅為Y2、反向轉矩電流限幅為-Y2，上輥轉矩電流值為Isetl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為z2，反向轉矩電流限幅-Z2,下輥轉矩電流值為Iset2, Y2 = -Y2 = Iset2, Z2 = -Z2 = Isetl, Iset2 =
0.55Ie, Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值；
[0018]3.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ；
[0019]3.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號Vset3，Vset3 =5% Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0020]3.5返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = I6，下輥轉矩電流值為Iset2=1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的
1.0Iy測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0021]3.6再次返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，Ilfflax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標待所有指標達到工藝要求值後電機基速以上測試完成。
[0022]上述方法所涉及到的設備包括軋機上下輥兩套主傳動電動機、電動機電氣傳動單元和機械傳動軸、軋機軋輥、軋機壓下調整裝置。其中，
[0023]所述電氣傳動單元的輸出分別與相應主傳動電動機接線端相連，電氣傳動單元為電動機提供電能；所述電氣傳動單元包括用於主傳動性能控制調整的控制部分、用於電力電子變換的功率部分和用於電動機激磁電流控制的勵磁部分；所述控制部分為通用的數字傳動控制器，可以通過修改設定參數調整被控電動機的速度調節特性、轉矩電流特性等，並且可以改變電氣傳動控制單元的工作方式；所述功率部分採用通用的三相變流方式，可以根據控制單元的輸出信號將電壓、頻率一定的交流電源變換為電壓、頻率可變的電源輸出到所述主傳動電動機。所述勵磁部分完成電動機運行所需的激磁電流輸出控制。
[0024]所述軋機上下軋輥分別通過各自的機械傳動軸與各自主傳動電動機轉子部分的輸出端相連，此處軋輥為支承輥和工作輥的總稱；
[0025]所述軋機壓下裝置通過軋制設備本體的電動壓下螺絲和液壓缸與軋機軋輥相連，所述軋機壓下裝置包括液壓壓下部分及其位置、壓力控制單元，具有調節上下輥輥縫及相對壓力的作用。
[0026]所述上下輥的電動機電氣傳動單元的功率部分採用共直流供電母線方式，或採用完全獨立的整流器，且用於軋機主傳動供電的整流器為帶有能量回饋功能的四象限整流裝置。
[0027]所述上下輥的電動機電氣傳動單元的控制部分相互獨立，即上下輥有各自的數字傳動控制器；所述上下輥的電動機電氣傳動單元功率部分的逆變器分別獨立，並受控於各自控制部分的數字傳動控制器。
[0028]由於所述上下輥機電傳動控制系統完全獨立，各自的電氣控制單元輸出的交流電壓分量的幅值和頻率均為可調，對應的各自電動機轉子輸出軸端的扭矩可以由電氣控制單元獨立提供。當上下軋輥依靠軋機壓下裝置提供的壓靠力壓在一起後，上下軋輥之間的摩擦力使得軋輥之間不存在相對運動，因而上下輥傳動電動機轉子之間也沒有相對運動，上下輥軋機電氣控制單元的實際速度嚴格保持一致。
[0029]在進行軋機交流主傳動動態加載試驗時，所述軋機的輔助機械、液壓、潤滑系統已就緒，軋機上下輥電動機的控制部分、功率部分、勵磁部分已具備初步運行條件，所有設備保持正常生產前的工作狀態。在此前提下，所述軋機壓下裝置通過電動壓下部分即相應位置控制單元將上下輥輥縫清零，即上下輥之間無縫隙；進而所述軋機壓下裝置的壓力控制單元通過液壓壓下部分對上下輥實現壓靠，即使上下輥之間產生近似於正常生產的軋制力。
[0030]此時將所述上下輥軋機控制部分都設定在正常速度控制模式，將上輥的正反向轉矩限幅均設定為待測試的轉矩電流值，即電動與發電狀態設定同樣的電流限幅值，僅符號有區別。將下輥的轉矩限幅均設定為比待測試的轉矩電流值高出一定幅值(如5% )，同樣為電動與發電狀態設定同樣的電流限幅值，僅符號有區別。上下輥給定同樣的線速度運行，所述軋制主傳動電動機通過機械傳動軸帶到各自的軋輥運行，由於上下輥輥面具有相同線速度，此時的上下輥電動機運行僅需克服驅動系統轉動部分的滾動摩擦阻力，此時的轉矩為空載轉矩，上下輥電氣傳動單元輸出轉矩電流在正常額定轉矩電流的10%以內，且都運行在正向電動狀態。
[0031]優選地，當將所述下輥軋機控制部分的電動機速度設定提高至大於上輥電動機速度設定時，此時受下輥電氣傳動單元速度控制的作用，下輥電動機電氣傳動單元的功率部分將輸出足夠的轉矩電流使得下輥電動機提高至設定的運行速度，由於上下軋輥之間壓靠力的作用，上下軋輥輥面之間無法產生相對運動，因此上輥電動機將跟隨下輥電動機的速度升高，但受上輥電氣傳動單元速度控制的作用，速度控制器很快飽和，即上輥電動機電氣傳動單元的功率部分將立刻輸出所設定的轉矩電流限幅值，但是由於該限幅值小於下輥設定的限幅值，此時上輥處於發電狀態，而下輥處於電動狀態。此時上下輥運轉的阻力主要為輥面的滑動摩擦力提供，大小相等，方向相反，兩者同時達到控制部分設定的轉矩電流限幅值。通過修改上下輥軋機控制部分中的轉矩限幅為不同的轉矩電流值，並逐步加載到電動機所需軋制最大轉矩電流值，即可完成對整個試驗工作。
[0032]在完成上述主傳動加載試驗的基礎上，本發明更提供了該方法試驗時的節能優勢，由於在進行上述測試過程中，由於上輥電動機為發電狀態，下輥電動機為電動狀態，且下輥電動機的電動所需能量與上輥電動機發電回饋到直流母線上的能力基本相當，軋機電氣傳動單元的功率部分在電網側的能效顯著提高，試驗時的電能消耗相比傳統方式得以減少。
[0033]本發明的有益效果是，由於採用上述技術方案，本發明所提供的軋機主傳動在線加載試驗方法及電路，相對於傳統的加載方式，不需要對電動機與軋棍的大型中間軸進行拆卸和回裝，也不需要對被測試電動機的轉子部分進行機械固定，可大幅度減小試驗的複雜程度。同時，由於該方法試驗時的上下輥能量可以通過共直流母線或共交流母線方式進行交換，使得反覆測試過程中所消耗的總電能也得到有效控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為上下輥驅動的軋機主傳動機電系統示意圖。
[0035]圖2為主電機電氣傳動單元功率部分接線示意圖1。
[0036]圖3為主電機電氣傳動單元功率部分接線示意圖2。
[0037]圖4為動態加載試驗控制環節示意圖。
[0038]圖5為軋機主傳動動態加載試驗方法流程圖。
[0039]圖6為實施例加載試驗曲線圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖對本發明的具體實施方案做進一步說明。
[0041]如圖1所示，上下輥驅動的軋機主傳動機電系統包含上下輥主傳動交流電機及其電氣傳動單元1、2 ;軋機上下軋輥3、4 ;軋機上下輥輥縫調整裝置5 ;以及用於連接軋輥與電機的萬向聯接軸6、傳動軸7、聯軸器8、9等。
[0042]上下軋輥一般由分別工作輥和支撐輥組成，即四輥軋機，支撐輥與工作輥直接壓靠接觸，它起到增強工作輥的強度與剛度的作用。無論是主電機驅動工作輥還是驅動支撐輥，本方法均有效，也適用於只有工作輥的兩輥軋機。
[0043]所述上下軋輥3、4分別通過萬向聯接軸、傳動軸等與主傳動電機的轉子機械輸出軸相連接，以實現主電機的機械能向軋輥傳遞。上下軋輥分別由兩臺電動機單獨驅動，軋輥的速度同步由電氣設備來保證；
[0044]所述軋機上下輥輥縫調整裝置5也稱軋機壓下調整裝置，一般包括液壓壓下部分及其位置、壓力控制單元，用於調整上下軋輥的相對位置和相對壓力，已提供軋制過程中需要的軋制輥縫和軋制壓力。
[0045]所述主傳動交流電機與相應的電氣傳動單元的連接參見圖2或圖3。Ml、M2分別為驅動上下軋輥的電機；11、12分別為上下輥電機供電的逆變器，受控於各自的電氣傳動控制部分。圖2所示為上下輥電機使用同一整流器R1，採用共直流供電母線方式，此種方式下，測試過程中的上輥電機回饋電能在直流母線PDC上即可用於下輥電動狀態使用；圖3所示為上下輥電機採用分別獨立的整流器R1、R2，此種方式下，測試過程中的上輥電機回饋電能需要通過上輥整流器返回供電電源側才能用於下輥電動狀態使用。
[0046]圖4所示動態加載試驗中主傳動電機控制部分與輥縫調整系統的動作示意圖。主要由控制中心10、輥縫調整控制裝置11、上輥電機電氣傳動控制部分12和下輥電機電氣傳動控制部分13等組成。所述控制中心10在加載試驗過程中負責提供所需的控制設定值，包括輥縫設定值X1、軋制壓力設定值X2、上輥電機速度設定值Y1、上輥電機轉矩電流限幅設定值Y2、下輥電機速度設定值Z1、下輥電機轉矩電流限幅設定值Z2。
[0047]所述控制中心10下發輥縫設定值X1與軋制壓力設定值X2輸出到輥縫調整控制裝置11中，輥縫調整器中具有位置控制模塊和壓力控制模塊，通過軋機檢測返回的實際位置信號111和實際軋制壓力信號112來完成閉環控制。
[0048]所述控制中心10分別下發上輥電機速度設定值Y1、上輥電機轉矩電流限幅設定值Y2到上輥電機電氣傳動控制部分12的速度調節器和電流調節器。通過電機側檢測返回的實際電機速度信號121和實際電機電流信號122來完成閉環控制。
[0049]所述控制中心10分別下發下輥電機速度設定值Z1、上輥電機轉矩電流限幅設定值Z2到上輥電機電氣傳動控制部分13的速度調節器和電流調節器。通過電機側檢測返回的實際電機速度信號131和實際電機電流信號132來完成閉環控制。
[0050]圖5為軋機主傳動動態加載試驗方法流程圖，參照本圖利用上述控制裝置進行軋機主傳動機電系統動態加載試驗的方法如下:
[0051]步驟1:控制中心與輥縫調節器、上輥速度調節器、上輥電流調節器、下輥速度調節器和下輥電流調節器建立連接，設置參數，包括上軋輥電機的速度參考值Vsetl,下軋輥電機的速度參考值Vsrt2，控制中心發出測試啟動信號後，首先下發上下軋輥輥縫位置與壓力調整指令給輥縫調節器，即控制中心設定輥縫值X1 = 0，設定軋制力值X2為模擬軋制力並輸出，完成上下輥縫清零並實現壓靠，並使上下軋輥之間產生近似於正常生產的軋制力；
[0052]步驟2:完成上下軋輥位置調整後，開始電機基速以下測試，
[0053]2.1在控制中心設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1，其中，Y1 = Vsetl、Z1=Vset2> Vsetl = Vset2 = n1； II1的取值範圍為(Kn1 ( η」, η」為電動機基速,Ii1為電機基速以下速度設定值；
[0054]2.2設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1上輥的正反向轉矩電流限幅為Y2、反向轉矩電流限幅為-Y2，上輥轉矩電流值為Isetl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為ζ2，反向轉矩電流限幅-Z2,下輥轉矩電流值為Iset2, Y2 = -Y2 = Iset2, Z2 = -Z2 = Isetl, Iset2 =
0.55Ie, Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值；
[0055]2.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ；
[0056]2.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號Vset3，Vset3 =5% Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0057]2.5返回步驟2.2,重新設置上棍轉矩電流值為Isertl = I6，下棍轉矩電流值為Isert2=1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的
1.0Iy測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0058]2.6再次返回步驟2.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，Ilfflax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標，待所有指標達到工藝要求值後電機基速以下測試完成;
[0059]步驟3:開始電機基速以上測試，
[0060]3.1在控制中心設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1，其中，Y1 = Vsetl, Z1=Vset2> Vsetl = Vset2 = n2, n2的取值範圍為η」〈η2 ( nmax, η_為電動機最高轉速限制，η2為電機基速以上速度設定值；
[0061]3.2設定上輥電機速度值Y1和下輥電機速度值Z1上輥的正反向轉矩電流限幅為Y2、反向轉矩電流限幅為-Y2，上輥轉矩電流值為Isetl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為ζ2，反向轉矩電流限幅-Z2,下輥轉矩電流值為Iset2, Y2 = -Y2 = Iset2, Z2 = -Z2 = Isetl, Iset2 =
0.55Ie, Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值；
[0062]3.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ；
[0063]3.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號Vset3，Vset3 =5% Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0064]3.5返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = Ie，下輥轉矩電流值為Iset2=1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的
1.0Iy測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數；
[0065]3.6再次返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，Ilfflax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標，待所有指標達到工藝要求值後電機基速以上測試完成。
[0066]實施例:
[0067]使用上述方法對一臺上下輥驅動的粗軋機主傳動機電系統進行加載試驗。該軋機上下輥電動機相同，功率為5000kW，額定電流為990A，最高轉速60轉/分鐘，基速30轉/分鐘；電氣傳動單元採用圖2所示的公共直流母線結構，即各自的逆變器相互獨立，整流器輸出並聯。按照方法所述順序分別對基速以下和基速以上的不同轉矩電流響應進行了對應的加載試驗，通過測得的響應曲線可快速完成系統參數調整。與傳統的拆除傳動軸、固定電機轉子的方法相比，實驗過程時間大大減小，效率得以提高；由於轉子在測試過程中與正常軋制一樣旋轉，也不存在由於固定力調整不當造成轉子轉動的危險；測試過程中，上下輥的電動與回饋能量在直流母線處以得以交換，取自電網的電能比傳統方法減少70%以上。圖6所示為低速區10轉/分鐘測試額定轉矩電流和高速區50轉/分鐘測試50%額定轉矩電流時的一組典型曲線。
[0068]通過以上的軋機動態加載試驗方法描述可以看出，使用該方法時，電機與軋輥保持正常的連接狀態即可，無需做拆除傳動軸、聯軸器、無需對電機轉子部分進行機械固定等繁重工作；此方法進行的測試過程完全模擬軋制狀態，即軋輥之間設定為正常軋制壓力、主傳動電機設定為正常軋制的低速段和高速段運行、電機轉矩電流為動態旋轉下測試；採用此方法進行加載試驗過程中，由於下輥電機工作在電動狀態，而上輥電機工作在發電狀態，無論是在直流母線側或是在供電電源側，兩部分電能有互補效果，測試過程中的電能損耗較傳統的單臺電機加載方式大幅度減小。
【權利要求】
1.一種軋機交流主傳動機電系統加載試驗測試方法，其特徵在於，具體包括以下步驟: 步驟1:控制中心與輥縫調節器、上輥速度調節器、上輥電流調節器、下輥速度調節器和下輥電流調節器建立連接，設置參數，包括上軋輥電機的速度參考值vsetl，下軋輥電機的速度參考值vsrt2，控制中心發出測試啟動信號後，首先下發上下軋輥輥縫位置與壓力調整指令給輥縫調節器，即控制中心設定輥縫值Xi = 0，設定軋制力值x2為模擬軋制力並輸出，完成上下輥縫清零並實現壓靠，並使上下軋輥之間產生近似於正常生產的軋制力； 步驟2:完成上下軋輥位置調整後，開始電機基速以下測試， 2.1在控制中心設定上輥電機速度值Yi和下輥電機速度值Z1;其中，Yi = Vsetl, 1γ =Vset2>Vsetl = Vset2 = n1； ni的取值範圍為0〈ηι ( n」，n」為電動機基速，叫為電機基速以下速度設定值； 2.2設定上輥電機速度值Yi和下輥電機速度值τχ上輥的正反向轉矩電流限幅為Υ2、反向轉矩電流限幅為-γ2，上輥轉矩電流值為Isrtl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為Z2，反向轉矩電流限幅-z2,下輥轉矩電流值為 Ise;t2,Y2 = -Y2 = Iset2,z2 = -z2 = Isetl, Iset2 = 0.55Ie,Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值； 2.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ； 2.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號入…，Vset3 = 5%Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數； 2.5返回步驟2.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isrtl = Ie，下輥轉矩電流值為Isrt2 =1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.0Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數； 2.6.再次返回步驟2.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isetl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax, ITmax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標，待所有指標達到工藝要求值後電機基速以下測試完成; 步驟3:開始電機基速以上測試， 3.1在控制中心設定上輥電機速度值Yi和下輥電機速度值z1;其中，Yi = vsetl, τχ =Vset2、Vsetl ^set2 ? 的取值範圍為rij〈n2 ( nmax,nmax為電動機最高轉速限制,n2為電機基速以上速度設定值； 3.2設定上輥電機速度值t和下輥電機速度值Zi上輥的正反向轉矩電流限幅為Y2、反向轉矩電流限幅為-γ2，上輥轉矩電流值為Isrtl;設定下輥的正向轉矩電流限幅為Z2，反向轉矩電流限幅-z2,下輥轉矩電流值為 Ise;t2,Y2 = -Y2 = Iset2,z2 = -z2 = Isetl, Iset2 = 0.55Ie,Isetl = 0.5Ie, Ie為電動機額定的電流值； 3.3完成以上設定後，確認機械、液壓、潤滑系統就緒，軋機控制部分、功率部分、勵磁部分已保持正常工作狀態，啟動軋機運行；由於速度同步，上下軋輥之間沒有作用力，軋機運行處於無負荷空載狀態，空載轉矩電流為5?10% Ie ； 3.4確認以上狀態後，向下輥電機速度設定值中增加一個階躍信號入…，Vset3 = 5%Vsrt2，在上下軋輥之間由於軋制壓力而產生的輥面摩擦力的作用下，上下軋輥之間依然將保持速度同步，下輥處於電動狀態；由於上輥的速度設定沒有改變，會始終低於實際速度，因此上輥工作於發電狀態，直到控制中心檢測上下軋輥電機的轉矩電流同時達到設定的0.5Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數； 3.5返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isrtl = Ie，下輥轉矩電流值為Isrt2 =1.05Ie，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.0Ie，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數； .3.6再次返回步驟3.2，重新設置上輥轉矩電流值為Isrtl = ITmax，下輥轉矩電流值為Isetl = 1.05ITmax, ITmax為軋機主傳動系統所需最大轉矩電流，保持其它參數不變，重複以上過程，使上下軋輥電機的軋機電流同時達到設定的1.05ITmax，測試此過程中的速度與轉矩電流變化曲線，用來調整軋機主傳動機電系統的電流調節器和速度調節器的參數，以達到滿足軋制生產負荷需要的動態響應指標，待所有指標達到工藝要求值後電機基速以上測試完成。
【文檔編號】B21B38/00GK104438361SQ201410641791
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】張勇軍, 肖雄, 李小佔, 牛犇, 郝春輝, 張志密 申請人:北京科技大學, 北京科技大學設計研究院有限公司