扩容.docx

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扩容

概述:

扩容是将直流装置原来的功率部分去掉,换上大功率的晶闸管,以通过大电流.比例运算:

1）.电枢电流例如将30A装置扩容为2000A,假设装置产生30A电流需要的触发角为M,那么将2000A电流按比例运算成30A电流回到装置中2）.励磁电流励磁电流没有互感器检测,需另加取样电阻后再进行比例运算

需要注意的问题如下:

测量及反馈部分必需仍回到控制部分（但要经过比例运算）;磁场部分也将作出扩容（晶闸管及分流电阻）.

一扩容部分电流的计算:

例如:

将30A的装置扩容至2000A,装置会仍然按30A的量程来计算,所以要将2000A按比例计算后给到装置.例如通过外围计算使电流1000A时让装置认为15A.

二励磁电流的计算因为电流信号不好取,所以安装一个分流电阻并且计算出它的额定电压及它本身的电阻作为原始值,运行后,取样它的电压,经过比例运算可得出电流的大小.分流电阻的计算过程仍不明确.

6RA70手册P6-47页

1a.电枢额定电流为30A时.且额定直流励磁电流为5A时,磁场分流电阻计算如下:

此时R1=0R1;R2=0R05,那么R1//R2=0.1//0.05=33.33M

此时的反馈电压为5（电流）*33.339（电阻）=166.7分流电阻上引出的信号引至控制板作为反馈信号.

以上计算的主导思想是这样的;1）.先算出励磁供电回路电阻的值,然后在以励磁满负荷输出电流（即5A）×此值,得出分流电阻的电压.

以上为未做扩容时计算出的额定值.

2.扩容后反馈电压的计算:

磁场扩容后主回路的分流电阻规格为:

50A/75MV

假设励磁电流为30A时,那么分流电阻的电压应为（30/50）*75=45MV即分流电阻上的电压只要到达45mv时即可,也即扩容后的励磁电流即为30A.

扩容后分流电阻装在励磁部分的散热器上.

分流电阻的电流计算:

（45/166.7）*5A=1.35A即经过比例计算装置的励磁电流设为1.35时,实际磁场电流为30A.励磁分流电阻上的电压为166.7mv时,励磁电流是5A（最大）,那麽励磁分流电阻上的电压为45mv时,这时的励磁电流是多少呢?

以上即为计算过程.及人为设定励磁电流为1.35A,这时装置输出的最大励磁电流为1.35A,扩容部分输出的实际励磁电流为30A.

过程应是这样的:

将装置的励磁电流（P102）设为1.35,控制板经计算给出控制脉冲,产生出自认为的1.35A励磁电流,实际磁场部分已经扩容,板子给出的脉冲实际产生了30A的电流.比例运算完全取决于分流电阻的规格.励磁扩容板与装置的关系是这样的:

励磁电流触发脉冲直接给到励磁扩容板上产生励磁电流,发出的触发脉冲的标准为参数P102.

11.29注意:

励磁电流是没有反馈的,所以只要用设备实际的励磁电流经过以上的运算,得出一个对应的电流值,再用它设定参数P102即可.即参数P102控制的是励磁触发脉冲.参数P102的作用的过程是这样的:

装置的励磁部分根据P102的值来计算励磁触发脉冲.

一.励磁电流的比例运算:

原装置励磁电流为5A,扩容后为30A

5A=经整流后的励磁进线电压÷励磁回路电阻

30A=经整流后的励磁进线电压÷励磁回路电阻

经整流后的励磁进线电压是受触发脉冲控制的,触发脉冲受参数P102控制

1）.以原励磁部分的电阻计算出一组值作为比例运算的一方:

假设原励磁装置有一分流电阻,计算出分流电阻上的电压,如1a部分计算,得出要产生5A电流,则取样电阻上的电压为166.7v

2）.假设扩容后的励磁回路中接入的取样电阻的规格为50A/75mv,可得出主回路电流为30A时,取样电阻上的电压为45mv

3）.比例关系取样电阻上的电压为166.7v时励磁电流为5A,那么取样电阻上的电压为45mv时,相应的电流为多少呢,经以上计算为1.35A

注意互感器的接法:

功率柜的电感器为2000:

5,接线到装置内的互感器再绕三圈,即使之为2000:

15注意线的方向性.互感器接线反接会使电流失控,切记.

注意电流及互感器的比例关系不能简单的用2000:

15来计算.因为装置扩容为2000A是指电枢而言,30A亦是指电枢而言.而互感器测量的是进线电流.可以这样假设:

未扩容时假使30A的电枢电流对应的40A的进线电流,那么扩容后仍要装置认为40A,那就要经过比例运算,意即2000:

15.可以看出,电枢电流的扩容与进线电流的增加并不是简单的正比关系.

电源的相序:

因扩容的原因,要注意相序的问题.

原装置无需注意,因为只进一个三相电源,而扩容后,装置必须重新引入三相电源（注意电枢电源亦如此）,这就要注意相序的问题,要与功率柜的相序一致,否则晶闸管的触发脉冲相位不对.

?

注意扩容后的三相电源的引入经过了电阻板.（类似于同步电源）

原因:

扩容后外部电源电压为660V,而装置本身额定电压为380V,所以要经电阻分压,使其反馈电压仍为380V.三相电源由母排引至装置.

触发脉冲:

排列顺序一般为135462.

从装置的控制板引出至功率柜的脉冲分配板而后至脉冲发生器.

脉冲的产生参看图G160-163.

脉冲的产生过程:

1.从外部来看:

装置的三相电源给上;合闸及使能信号给上;通过外部的电位器给上一点儿给定;

2.从装置内来看:

图G127K11（外部主给定）-K0209---K193（G136）-K170--G152的P625--K0148--G160---G163即脉冲的产生最终与给定的关系

.

电枢电压:

电枢电压的给定完全取决与触发脉冲,触发脉冲又取决与给定.

脉冲的产生与给定有着什么样的关系?

电枢电流:

取决与参数P171.1的设定,而与电枢电压及触发脉冲无关.即:

只要使能信号一给上,电枢电流就会达到P171.1设定的值?

（电压÷电阻,电压受给定控制）

ME开关接线图的说明:

按合闸按钮,首先K2得电,电机开始动作,到达限位开关时ZH,有K1得电,从而断开K2的线圈,而K1亦无法自保,整个合闸过程完成（注意ME开关整定电流的调节）.注意接线图中A3-1及A3-2的接法,ME开关内部A3-1及A3-2分别接在欠压继电器线圈的两个端子上,见ME开关说明书.

问题:

从功能图（6-17）看三相电源进到控制板并没有作它用,为什么相序不一致不行（与脉冲相位有关）?

从图中看脉冲的产生只与给定有关?

装置中的电流互感器取回的信号作何用?

初始设定:

1.参见使用手册P7-7页的7.4,其中对恢复工厂设置的论述.

2.P820.7=67;P821.7=67屏蔽装置晶闸管测温报警.67即A67（整流器冷却故障）

3.P78.1=400;P78.2=380

4.P100=15A;P101=400（外部为660V）

5.P102.1=1.35A（电机额定励磁电流扩容后30A装置内为5A）

注意:

当使能信号给定之前若P78,P100,P101,P102未正确设定,则会有报警信号F56.

6.P083=3速度实际值的选择（EMF计算）

7.P115=93%在无测速发电机运行时,最大速度时EMF值.

脉冲检查:

1.正确设置基本参数,可参见手册第七章.

2.P82=0不使用励磁

3.使能信号给上

4.主给定给上,大小均可,只是为观察触发波形

5.示波器测量点可直接测量脉冲发生器的输出点,亦可测量脉冲分配板.

脉冲测量的前提除了以上参数之外其它参数均为出厂设置,注意参照与脉冲产生有关的参数的默认值.

磁场检查:

1.P82=2使用外部磁场

2.P257=50（%）停机后的励磁电流,即使能信号没有而处在07.0的状态时励磁电流始终保持在50（%）.

3.设置P102.1的值要根据扩容后的具体情况经计算后设定.本系统是这样设置的:

先将P102.1设0.67,这时外部励磁电流应为15A,观察外部电流表及示波器的波形;都正常后可将P102.1设为1.35,此时对应的外部励磁电流应为30A.

对2与3的说明:

P102.1为1.35对应最大励磁电流为30A,P257为50（%）对应使能信号没给时励磁的电流为额定的50%,即为15A.

4.调节P250（触发角限位值）的值

5.若波形不好可调节P255的值至2.5及P256的值至0.5

6.注意参照参数集11.12（手册）.P250励磁整流器触发角的整流固定限幅,默认值0,即全导通.

7.注意图G165及G166

G165:

K289=P101-P100*P110可推出K277可推出P611（K277）可推出K275,K275为FieldCurrentSetpointK289为EMF给定.

G166:

K275与K266形成闭环控制至导通角K266为内部实际电流的绝对值（励磁）

作磁场校验时,作为模拟励磁绕组的电阻若短路相当于电流无限增大,本身扩容后就增大了倍数,所以短路会使励磁电流很大,从而产生震荡.

励磁控制触发角的产生:

校验励磁,主回路不用合闸.励磁控制的脉冲完全来自于P101的设定值,可从以下推出:

触发角的源来自于Ua-Ia*Ra,但此时Ia=0,所以完全受Ua控制.Ua是对装置的设定值,而非装置的测量值,这其中要注意P102及P250的参与（见图G165及G166）.

大电流实验:

本次实验是这样设置的:

通过变压器给主回路送入一个较低的电压,在电枢回路用一个能承受2000A的电缆将端子C与D连接起来,充当电枢绕组.开环作大电流实验.

1.P082=0不用磁场

2.P150.1=150人为控制电枢整流器触发角的整流固定限幅,此时可以通过示波器观察触发波形,可以在功率柜的脉冲分配板上测量波形.

可人为设置成100及120等等,同时用示波器观察电枢波形,端子1213为接入点,其规格见P6-61.端子12及13为模拟量输出2,默认值为电枢电压.

3.P170.1=0决定控制方式,使用电流闭环控制和电流限幅,电流限幅的设置见P171.另外注意P169的设定.

4.P171.1=10此参数为百分比设置,目标为电流限幅.过程是这样的:

若设为10,意即限为额定的分之十,那么电枢实际电流即为额定值的百分之十.

这个过程中可以观察r019（电枢电流实际值）及r020（电枢电流实际给定值）,可同时通过示波器观察电枢电流（通过端子12及13,电枢实际电流输出Iact）,注意这并不能显示出实际值的大小比例,只是显示波形的正确以及稳定与否.

5.将P171.1设成不同的值,观察柜门上的电流表的显示值.

可逆系统电流的反向:

G161P172.1为限幅值注意P603P604的关系

注意给定的接法:

正反向的接法:

正极接2（正10V）,负极接3（负10V）,给定接4

单向的接法:

负极接5

给定如此接线后,装置会自动确认给定的正负.即当外部电位器旋转到一定位置时,装置会将此位置定为分界点,分解点的两边分别为正给定及负给定,对应的外部状态为正向转矩及反向转矩电流即为正电流及负电流.

大电流如何给上?

单纯的设定P171.1的值吗?

进线变压器为380:

8即ME开关进线电压为8V,但是直流侧用大电缆连接也可以说是短接,意即阻抗很小,所以可以产生2000A的电流甚至更高的电流.

.校准电枢电流时可测量端子1213的电压,可按比例计算出实际电流,跟外部电流表对照看是否一致.如不一致有可能是以下原因:

互感器及接线有失误或误差;电流表有误差;比例计算有失误;功率柜分流器有误差.

测量误差时可测量功率柜中分流器的电压及控制柜电流表的电压（mv级）,它们应是一致的.

大电流实验的合闸顺序:

1.先合柜外部电源:

主电源,控制柜控制电源,功率柜控制电源

2.柜内电源:

ME开关电源,功率柜控制电源,风机电源,装置的电子板电源

3.ME开关合闸

4.装置合闸及使能信号给上.

5.手动使P171.1上升至100%

注意:

若开始时P171.1=0,那么装置的合闸及使能信号给上后,"1"的状态不会出现,即因为电流限幅（P171.1=0）为零,转矩给不上.

另:

安全起见先给使能而后调节P171.1的量.

大电流实验前可以令P830=2使装置对晶闸管进行自检.

注意参看与电流控制有关功能图.

高压实验:

注意参看与速度及电压控制有关的功能图.

同大电流实验相反,高压柜通上高压（660V）,直流端接入大电阻（660欧姆）

外部所串的电阻若小于660欧姆,注意要用限位角限制电压,使电流不要大于电阻的额定电流.例如:

若外部串的电阻为22欧姆额定电流为15A,那么就要将电压限位在（15*22=330V）.

屏蔽掉装置对晶闸管的自检（参数设定）

通过调节P150.1（导通角限位）的值,观察整流电压（柜门上的电压表）,同时可以用示波器观察电阻两端的电压波形通过人为调节P150.1的值可以找到使输出电压达到最大值的导通角,即当外部给定给到最大时,通过调节P150.1的值可改变直流输出电压.若P150.1设为一常值,则直流输出的电压是受给定的控制的,P150.1为导通角的限位值.

注意图G152随着电压的不断升高,装置内自检,有可能升不到最大值,这跟参数设定有关.本实验参数P83设为内部EMF测速,即装置通过计算若认为已达到最大值,会拒绝提高输出值,这时候要改变一些参数设置,见参数P115.初始设定时将P115设为93（最大速度时的EMF值）,所以当电压不断升高时,装置一直在计算EMF值,当计算出的值达到93%时,它会认为已达到最大值.

高压实验主要是对触发脉冲的产生过程的一个检验.

参数选择:

P84:

触发角给定的源的选择.若P84=1则触发角给定的源来自于速度控制器（K148）;若P84=2则触发角给定的源来自于斜坡函数发生器,最终来自于外部给定.K148与P83（速度实际值的选择）有关.

对P84的解释:

若触发角给定的源来自于K148（参照G152）,则有K148=K165=P621（K176）+P622（K174）-P623（K179）-P624（K0）其中P624=0,P621中的K176=0,那末K148=K165=P622（K174）-P623（K179）K174来自于K170,K170来自斜坡函数发生器,而K179来自于实际值通道,也即K148=给定-反馈,即K148是一个差分值,即反馈调节量.

若设置P84=2,则导通角完全受主给定控制,这个过程中就只有电流限幅值等限幅参数的参与.

令P84=2,用K170作触发源,实际上是开环控制;而令P84=1,用K148作触发源,实际上是闭环控制,本次实验之所以这样作,是因为实验设备与现场设备的不同,又只能用开环控制（主要是因为反馈量）,通过以上可以看出,所谓开环闭环主要是指触发信号的来源是K148还是K170.

注意直流电压输出的正负.

此时可通过监测参数r25及r23观察速度实际值及给定实际值.注意要使直流側输出最大电压

需使外部给定为最大.

功能图中可找到各个供监测的参数号,要注意看功能图.

红岛冷轧主机扩容装置现场调试步骤04.07.22

1系统外部接线检查

外部接线检查首先按原理图检查，此外还需检查控制电缆、动力电缆是否按照电磁兼容规定布线，屏蔽层处理，接地电阻等。

要求控制电缆与动力电缆分开走线，平行走线的垂直距离不小于500mm；不同电压等级控制电缆分开走线，平行走线的垂直距离不小于200mm，目前一般分为110V～380V等级控制电缆和60V以下控制电缆两档；特殊电缆按特殊要求走线，例如码盘信号电缆一般采用带护套3对对绞屏蔽电缆，必要时穿钢管走线。

系统应有专用接地极，接地极与主控制柜内系统接地母线间连接电缆截面不小于50mm2。

其它控制柜和功率柜内的接地母线与主控制柜接地母线间用不小于50mm2的导线相连。

带屏蔽层的外部控制电缆，其屏蔽层一般应接系统专用接地母线，例如：

柜间电缆屏蔽层可分别接各柜内接地母线；控制柜与操作台间通讯电缆需单独从控制柜接地母线引一根16mm2导线至操作台作为接地线，在操作台将屏蔽电缆的屏蔽层接到该接地线所连接的接地母线或接地端子上。

2控制电源检查

进线电源幅值检查，风机及柜内稳压电源检查。

3操作逻辑检查

3.1选择外控，不送高压试验合、分ME开关。

3.2合功率柜风机电源，检查风机转向，风应从风道底部吸入，且风量足够大。

4电枢、励磁回路通电检查

电机不带联轴节。

4.16RA70参数设置

P051=21恢复工厂设置

P078.001=400电枢回路额定供电电压，装置400V≌进线630V

P078.002=380励磁回路额定供电电压

P100=12.5A电动机额定电枢电流装置12.5A≌电动机1250A≌100%（电动机1500A≌装置3×5A＝15A）

P101=400V电动机额定电枢电压装置400V≌电动机630V

P102=1.61A电动机额定励磁电流装置1.61A≌电动机21.5A（电动机励磁电流10A≌装置励磁电流0.75A）

P083=3速度实际值信号由“EMF实际值”通道提供

P115=95最大EMF为额定供电电压的95%

P082=2励磁回路与主接触器一起合闸，有停机励磁减少

4.2励磁回路检查

合上励磁回路电源，合上37，励磁回路释放，励磁电流表应该到21.5A。

4.3电枢回路检查

P171=20％，电流正限幅

P172=-20％电流负限幅

主给定＝50％

P150=150最小α限制

合主机整流变压器高压开关，测量ME开关进线电压，应约630V。

合ME开关，r15应≈400V;合37、38，将P150=150慢慢减小，当角度减到约110度的时候电机应该缓慢的转动起来，用示波器观察电流波形（接X175:

12、13,13是M），电流波形整齐，应有6个波头。

观察电机转动的情况，在电机正常的情况下，继续慢慢减小P150，电机逐渐升速，。

电机速度通过电压表观察，电枢电压U要限在200V以下，且为正，显示r37（EMF实际值）应为正，稳定，r37≈U×400/630，当U=160V时r37＝102V≈100V。

P150加大到150，断37和38。

主给定＝－50％，重复以上步骤，但电机反转。

注意电流波形要有6个波头，

U和r37为负，当U=-160V时r37≈-100V。

P150加大到150，断37和38，主给定＝0。

5电枢、励磁回路优化运行

设置：

P76.02=40%电机额定励磁电流1.61A÷装置额定励磁电流5A＝0.32＜0.5

P051=25电流调节器优化，等待提示信号，加37和38，进行优化。

优化成功

后P110（电枢回路电阻）、P111（电枢回路电感）、P112（励磁回路电阻）、P155（电枢电流调节器P增益）、P156（电枢电流调节器复位时间）、P255（励磁电流调节器P增益）、P256（励磁电流调节器复位时间）、P826（自然换相时间点的校正）被自动设置。

记录下数据。

P110=

P111=

P112=

P155=

P156=

P255=

P256=

P826=

如果自动优化中断，则要进行手动优化，或直接设置以下参数：

P110=0.0224×1500÷15×400÷630=1.42Ω

P111=0.353×1500÷15×400÷630=22.4mH

P112=11.3×10÷0.75=151Ω

P155=0.2

P156=20ms

P255=3

P256=0.2s

6电势环转电机

此步要检查测速反馈及电压检测。

设定6RA70参数：

P159=0.5%自动换向的转换阀值

P160=0.004S附加的无转矩时间间隔

P303=20s加速时间1

P304=20s减速时间1

P305=2s下过渡圆弧1

P306=2s上过渡圆弧1

P200=10ms速度实际值滤波时间

P140=1脉冲编码器类型1

P141=1024脉冲编码器的脉冲数

P142=0编码器输出5V电压

P143=1150rpm编码器最高转速≌100％（额定速度455rpm≌39.57％）

释放37、38，慢慢加正给定，直到电机转动起来。

首先检查旋转方向应为轧制方向。

否则停电机，断37和38，分ME开关，断磁场电源，调换磁场接线，重新合闸，再转电机，核对旋转方向为轧制方向，再往下做。

速度给定加10%、30%、50%、80%、100%，观察电枢电压表读数，应逐渐增加到630×0.95≈600V。

同时显示电机码盘转速实际值r024，读数应该为正，给定100%时≈40％≌460rpm，数值波动不应该超过1%。

观察r037的读数应为＋400×0.95＝＋380V。

将主给定回零再上升到–100%，电压表读数应为－630×0.95≈－600V，r37为－380V，r24约为－40%。

主给定回零，断37和38。

7速度环转电机

校对额定励磁电流，检查速度环性能。

P083=2接入码盘转速反馈信号

P632=40%限制速度最大值为±40%

释放37、38，慢慢增加给定，直到电机转起来。

速度给定加20％，观察电

枢电压表，读数应约300V,r37约为190V,r24=20%。

将速度给定缓慢上升到额定速度给定39.57%，观察电枢电压读数应约600V，r37≈380V，r24=39.6%。

若电枢电压不等于600V，则小心调节P102使电枢电压＝600V（r37=380V），这就是额定励磁电流。

将给定逐渐回零。

将电机速度从零升到额定，看启动过程中电流变化是否平稳。

再将电机速

度从额定降到零，看制动过程中电流变化是否平稳。

将给定慢慢给到负额定值－39.57％，电枢电压应为－600V，r37=－380V。

将给定逐渐回零。

将电机速度从零升到负额定，看反向启动过程中电流变化是否平稳。

再

将电机速度从负额定降到零，看反向制动过程中电流变化是否平稳。

P225（速度调节器P增益）P226（速度调节器积分时间）可改变为：

P225=5

P226=400ms

将电机速度从零升到额定，看启动过程中电流变化是否平稳。

再将电机

速度从额定降到零，看制动过程中电流变化是否平稳。

7弱磁调试

做励磁减弱的优化，仅能在无机械负载的情况下进行。

P081=1自动弱磁控制

P103=20%最小励磁电流

P632=100%最大速度

P051=27弱磁优化运行

P117到P139（磁化曲线），P257和P276（电势调节器放大系数和时间常数）被自动设置。

将速度上升到额定值39.57%，再慢慢上升到弱磁段，直到100％，注意电枢电压是否维持600V。

将电机速度从0加到100％，看启动过程中电流变化是否平稳，电枢电压是否过高。

（在弱磁段电枢电流会逐渐增大，升速过程中电枢电压会略高于600V。

）将电机速度从100％减到0，看降速过程中电流变化是否平稳。

调试完毕。

电动机可以装上联轴节，带轧辊运转。

在轧制前将电流限幅放开P171=100%,P172=-100%。

根据轧制需要，如果生产一段时间后轧制力大，达到电流限幅