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西门子6RA7093－4G直流装置在风机调速中的应用

西门子6RA7093－4G直流装置在风机调速中的应用 2011年12月09日 来源： 武山水泥厂2号窑1000t/d生产线窑尾热风机设计采用原民主德国整流柜和西班牙直流电动机调速装置，其中整流柜是民主德国80年代初的产品，使用由分立元件组成的模拟插件。直流电动机额定参数：电压DC600V，电流1140A，功率655kW，转速990r/min。自1992年投产以来，由于现场粉尘较大，经常造成系统接触器辅助触点接触不良、插件板内部元件及线路积灰产生不完全短路的耦合干扰等故障，经多年使用，元件逐渐老化，参数发生漂移，使整流柜多次发生故障，年平均影响停窑40h以上，且该整流柜随机配件也已经用完，为保证窑的正常运转，提高窑运转率，1999年底进行了技术改造，经多种型号整流装置性能价格比较，采用了西门子6RA7093－4G直流调速装置。1 6RA7093－4G直流调速装置介绍6RA7093－4G为全数字紧凑型整流器，由2台功能强大的微处理器进行所有闭环控制及电枢和励磁回路的控制。系统所有的数据传输采用软连接开关（功能同寄存器，2个相同参数编号的软连接开关存放相同的数据，类似一般电气回路的连接开关）,通过操作面板以数字编号输入，操作简单，抗干扰强，可适应恶劣的工业控制环境。整流柜额定参数：输入电压AC575V、电流1326A，输出电压DC690V、电流1600A，最大额定过载倍数1.5，软件版本1.2。1.1 内部单元控制原理我厂在应用中没使用固定给定单元、强制和振荡单元、点动给定值单元、爬行给定值单元、脉冲编码值计算单元、摩擦补偿单元、转矩限幅单元和EMF闭环控制单元，实际简化后的系统控制单元连接构成原理如图1。外部回路接线见图2。

外部回路接线示意系统各单元工作原理如下：

启/停端子37：高电位有效，整流器微处理器开始自检，无故障时，端子109/110闭合,发出启动信号，允许进线接触器合闸，整流器按照斜坡函数发生器的斜率加速至给定运行速度。低电位时通过开关连接器B0161使斜坡函数发生器、电流调节器给定值限幅闭锁，当转速低于最低设定转速时，端子109/110断开进线接触器。在实际应用中，由于我厂6kV高压进线主开关为真空断路器，操作机构为CD10－Ⅱ型，与6RA70整流器出厂时设计为接触器不同，没有按照西门子使用手册推荐的接线方式，而将端子37接进线断路器QF常开辅助接点。没用109/110端子，而使用了故障输出继电器的常开/常闭接点，当系统无故障时，常闭接点允许合闸按钮接通进线断路器合闸线圈合闸；有故障时，常开接点闭合接通跳闸线圈断开进线断路器，这样外部的分/合闸按钮与端子37正常运行时保持高电位的功能相一致。运行使能端子38：高电位有效，斜坡函数发生器放开，当端子37高电位且进线电压已到达，整流器允许调速。低电位时电动机减速至零速，斜坡函数发生器闭锁。在实际应用中，将端子38接入进线断路器QF常开接点。当QF合闸后斜坡函数发生器自动放开，简化了操作步骤。端子36、39：电动电位计升/降速输入，高电位有效，端子36或39高电位，P468或P469延时上升或下降至设定运行转速，经软连结开关K0240输出。给定值限幅：给定值P644（K0240）经PI处理，最大值、最小值限幅输出。斜坡函数发生器：将给定值限幅输出经PI处理，输出软化的斜坡曲线，并经限幅，输出至软连结开关K0170。速度调节器：K0170经PI调节处理，与测速机反馈信号比较处理输出至软连结开关K0148。电流限幅：P601（K0148）经P171、P172正、反限幅，输出至软连结开关K0120。电流调节器及触发单元：K0120经PI处理，输出至电流调节器微处理器进行PI处理，再输出到脉冲触发器微处理器处理，输出正反两组共12个触发脉冲。功率单元：有6个固态继电器SCR和6个快速熔断器组成主功率单元，4个SCR组成励磁功率单元。励磁电流闭环控制及触发单元:经PI闭环控制输出4个触发脉冲。1.2 外部回路接线端子1)输入开关量端子36（升速）、37（启/停）、38（运行使能）、39（降速）为24V，34为24V电源。由于现场粉尘大，容易造成24V回路数字量接点接触不良，为提高可靠性，对远距离数字量开关信号输入36、39用AC220V继电器（图中Ku、Kd）进行遥控操作，在控制柜内作隔离转换。2)输出开关量端子46和47、48和54、最大负载DC24V/100mA，有短路保护。其中46和47是“故障”输出端子，48和54是可选择输出功能端子,实际编程为报警输出。现场为提高可靠性,使用24V固态继电器SSR（注意输出最大负载为DC24V/100mA）再驱动220V继电器（图2中KA1、KA2）进行转换。3)模拟量输出端子12和13、14和15、16和17，最大输出范围±10V/2mA。其中12和13是实际电枢电流，输出0～10V，引至整流柜面板电流表；14和15是可选择输出端子，输出信号范围±10V，实际编程为给定速度（从K0240引出）输出0～10V，引至窑头中控室作远距离调速时的给定参考；16

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