ACS800傳動(dòng)裝置（ABB）冷卻風(fēng)扇電源的改進(jìn)

摘要：在八鋼1750mm熱軋廠粗軋立輥、卷取機(jī)的傳動(dòng)控制中，采用了ABB公司ACS800系列三相交流變頻裝置，多次出現(xiàn)的冷卻鳳扇電源板燒損的故障現(xiàn)象。本文通過原因分析，提出整改措施。通過一段時(shí)間的實(shí)際應(yīng)用證明整改措施合理，效益明顯。

關(guān)鍵詞：交流變頻裝置;直接轉(zhuǎn)矩控制;鳳扇電源

1.前言

八鋼1750mm熱軋廠卷取機(jī)的卷筒電機(jī)和粗軋立輥控制設(shè)備選用ABB公司ACS800系列三相交流變頻裝置。它采用了當(dāng)今最先進(jìn)的DTC控制方式，可以用來較好的完成電機(jī)的速度控制、轉(zhuǎn)矩控制，從而實(shí)現(xiàn)帶鋼軋制和卷取過程的完成。但由于ACS800系列三相交流變頻裝置的冷卻鳳扇電源板常有燒損故障影響生產(chǎn)，為減少故障對該裝置的冷卻鳳扇電源進(jìn)行了改進(jìn)。

2.ACS800系列三相交流變頻裝置介紹

ACS800 MultiDrive 是新一代全數(shù)字交流變頻器，能達(dá)到控制交流電機(jī)的完美極限。ACS800 是第一代采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）和IGBT 半導(dǎo)體技術(shù)的交流變頻器，它能夠在沒有光碼盤或測速電機(jī)的反饋的條件下，精確控制任何標(biāo)準(zhǔn)鼠籠電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩。

2.1 ACS800性能特點(diǎn)

ACS800 MultiDrive 逆變器采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊。單臺(tái)逆變器容量超過710KW 時(shí)，ABB 獨(dú)特的并聯(lián)模塊設(shè)計(jì)具有冗余功能，每個(gè)并聯(lián)模塊都是完整的三相逆變器。如果一個(gè)并聯(lián)模塊發(fā)生故障，傳動(dòng)診斷指示一個(gè)逆變器模塊丟失，并隔離損壞的模塊，整個(gè)逆變器還可以繼續(xù)降容運(yùn)行，減少故障停機(jī)時(shí)間，恢復(fù)快。

2.2 ACS800的組成

1）輔助控制單元（ACU） 2）進(jìn)線單元（ICU） 3） 供電單元（LSU）

4） 整流單元? 5）逆變單元

三、ACS800系列三相交流變頻裝置產(chǎn)生故障原因

3.1、故障介紹：

我廠立輥及地下卷取機(jī)均為單電機(jī)傳動(dòng)方式，均采用ACS800 變頻調(diào)速裝置，共計(jì)3 套，所有整流逆變單元內(nèi)共有50個(gè)相模塊、12個(gè)濾波模塊，每個(gè)相模塊上有一套冷卻風(fēng)扇控制板和一臺(tái)風(fēng)扇，也就是說共有50套冷卻風(fēng)扇控制板和62臺(tái)風(fēng)扇，由于ACS800系列三相交流變頻裝置風(fēng)扇電源板常出現(xiàn)燒損，致使冷卻風(fēng)扇無電源而不能正常工作，相模塊由于無冷風(fēng)流動(dòng)而溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到50℃跳閘，由于發(fā)生故障時(shí)多在軋鋼生產(chǎn)時(shí)從而造成堆鋼軋廢，自我廠生產(chǎn)以來每年平均至少發(fā)生5次風(fēng)扇電源板燒損故障，一套ABB風(fēng)扇電源板大約為3萬元，每軋廢一塊板坯損失10萬元，平均每年因此事故損失65萬元，再加上因故障堆鋼耽誤生產(chǎn)產(chǎn)量損失，每年平均至少損失100萬元以上。

3.2、原因分析：

ACS800系列三相交流變頻裝置冷卻風(fēng)扇控制原理圖：

通過分析發(fā)現(xiàn)ACS800主傳動(dòng)風(fēng)扇電源板燒損有以下幾方面原因：

a）ACS800主傳動(dòng)風(fēng)扇電源板是和相模塊共用直流母排上的1000V左右的直流電源，且其降壓板AFPS是經(jīng)過兩次降壓由1000V降至175V，它承載的壓降較大。

b）傳動(dòng)柜本身的電壓隨軋鋼負(fù)載變化較大再加上電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，導(dǎo)致裝置內(nèi)部直流母線電壓波動(dòng)，超過相模塊內(nèi)部板卡允許范圍，尤其是風(fēng)扇電源板經(jīng)常受沖擊燒損。

c）傳動(dòng)本身就是諧波源尤其是高次諧波，容易擊穿電子元器件即造成風(fēng)扇電源板部分電器元件損壞。

d）從發(fā)生的故障發(fā)現(xiàn)有由于供給電源的不穩(wěn)定和諧波的影響也有風(fēng)扇電源板質(zhì)量缺陷造成板卡燒損的現(xiàn)象。

3.3、對策：

針對以上問題為了消除電壓不穩(wěn)和諧波的干擾做如下改進(jìn)：

a）根據(jù)卷取機(jī)和立輥主傳動(dòng)所帶風(fēng)扇的數(shù)量計(jì)算出配置最大一組穩(wěn)壓電源所需的容量，取消相模塊風(fēng)扇電源內(nèi)部供電方式，改用外部SVC穩(wěn)壓電源集中供電，從另一臺(tái)變壓器供電的MCC上引380V三相交流電，這樣就可實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電源與本柜電源的隔離，從而消除了干擾。

b）風(fēng)扇電機(jī)繞組由三角形接法改為星形接法，減小繞組壓降從而降低風(fēng)扇電機(jī)燒損的危險(xiǎn)。

c）將傳動(dòng)柜出風(fēng)口蓋板轉(zhuǎn)孔增加傳動(dòng)柜的出風(fēng)量，減輕風(fēng)扇電機(jī)的負(fù)荷。

d）將SVC穩(wěn)壓電源控制方式與ACS800傳達(dá)裝置聯(lián)鎖，自動(dòng)控制風(fēng)扇啟停。同時(shí)設(shè)置電機(jī)馬達(dá)開關(guān)過載保護(hù)。

4.經(jīng)濟(jì)效益

由于采用了ACS800 傳動(dòng)柜風(fēng)扇外置穩(wěn)壓電源集中供電（穩(wěn)壓電源共4臺(tái)，每臺(tái)5000元），降低事故率和卷取堆鋼、粗軋座鋼次數(shù)。杜絕了因風(fēng)扇故障而產(chǎn)生熱停時(shí)間。取消ACS800傳動(dòng)裝置全部風(fēng)扇電源板以及風(fēng)機(jī)控制板卡，共計(jì)100塊50套。不再采購備件，每年節(jié)省備件費(fèi)用：50*3萬元*10%=15萬元，（5卷/年+5塊中板/年）*10萬元=100萬。

輥耗（座鋼）：5次/年*30萬元=150萬 ;合計(jì)費(fèi)用：260萬元。每年節(jié)省熱停時(shí)間：45分鐘*4次/年=180分鐘? ，而改進(jìn)只需穩(wěn)壓電源2萬元及控制部分0.5萬元，共計(jì)投入2.5萬元。

5.效果

自從ACS800 傳動(dòng)柜風(fēng)扇電源改進(jìn)以來已半年多沒有發(fā)生一起因風(fēng)扇冷卻造成的事故，這不但有效的支持了生產(chǎn)，而且以后也不需再采購ABB的進(jìn)口風(fēng)扇電源板，為熱軋廠降本增效、穩(wěn)產(chǎn)順產(chǎn)盡了一點(diǎn)微薄之力。

六. 同類企業(yè)實(shí)施該技術(shù)的可能性

該技術(shù)方案已在本機(jī)組推廣，由于ACS800 傳動(dòng)柜在鋼鐵企業(yè)特別是熱軋廠大量使用，因此國內(nèi)外同類企業(yè)均有可能采用該技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳伯時(shí)，陳敏遜，《交流調(diào)速系統(tǒng)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998，pp.218-219

作者簡介：

陳曉（1968-）男，本科，電氣工程師。寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司熱軋板廠。

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司熱軋板廠，新疆烏魯木齊? 830022）