ACS800传动装置（ABB）冷却风扇电源的改进

摘要：在八钢1750mm热轧厂粗轧立辊、卷取机的传动控制中，采用了ABB公司ACS800系列三相交流变频装置，多次出现的冷却凤扇电源板烧损的故障现象。本文通过原因分析，提出整改措施。通过一段时间的实际应用证明整改措施合理，效益明显。

关键词：交流变频装置;直接转矩控制;凤扇电源

1.前言

八钢1750mm热轧厂卷取机的卷筒电机和粗轧立辊控制设备选用ABB公司ACS800系列三相交流变频装置。它采用了当今最先进的DTC控制方式，可以用来较好的完成电机的速度控制、转矩控制，从而实现带钢轧制和卷取过程的完成。但由于ACS800系列三相交流变频装置的冷却凤扇电源板常有烧损故障影响生产，为减少故障对该装置的冷却凤扇电源进行了改进。

2.ACS800系列三相交流变频装置介绍

ACS800 MultiDrive 是新一代全数字交流变频器，能达到控制交流电机的完美极限。ACS800 是第一代采用直接转矩控制技术（DTC）和IGBT 半导体技术的交流变频器，它能够在没有光码盘或测速电机的反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。

2.1 ACS800性能特点

ACS800 MultiDrive 逆變器采用模块化设计，结构紧凑。单台逆变器容量超过710KW 时，ABB 独特的并联模块设计具有冗余功能，每个并联模块都是完整的三相逆变器。如果一个并联模块发生故障，传动诊断指示一个逆变器模块丢失，并隔离损坏的模块，整个逆变器还可以继续降容运行，减少故障停机时间，恢复快。

2.2 ACS800的组成

1）辅助控制单元（ACU） 2）进线单元（ICU） 3） 供电单元（LSU）

4） 整流单元  5）逆变单元

三、ACS800系列三相交流变频装置产生故障原因

3.1、故障介绍：

我厂立辊及地下卷取机均为单电机传动方式，均采用ACS800 变频调速装置，共计3 套，所有整流逆变单元内共有50个相模块、12个滤波模块，每个相模块上有一套冷却风扇控制板和一台风扇，也就是说共有50套冷却风扇控制板和62台风扇，由于ACS800系列三相交流变频装置风扇电源板常出现烧损，致使冷却风扇无电源而不能正常工作，相模块由于无冷风流动而温度升高，当温度达到50℃跳闸，由于发生故障时多在轧钢生产时从而造成堆钢轧废，自我厂生产以来每年平均至少发生5次风扇电源板烧损故障，一套ABB风扇电源板大约为3万元，每轧废一块板坯损失10万元，平均每年因此事故损失65万元，再加上因故障堆钢耽误生产产量损失，每年平均至少损失100万元以上。

3.2、原因分析：

ACS800系列三相交流变频装置冷却风扇控制原理图：

通过分析发现ACS800主传动风扇电源板烧损有以下几方面原因：

a）ACS800主传动风扇电源板是和相模块共用直流母排上的1000V左右的直流电源，且其降压板AFPS是经过两次降压由1000V降至175V，它承载的压降较大。

b）传动柜本身的电压随轧钢负载变化较大再加上电网电压的波动，导致装置内部直流母线电压波动，超过相模块内部板卡允许范围，尤其是风扇电源板经常受冲击烧损。

c）传动本身就是谐波源尤其是高次谐波，容易击穿电子元器件即造成风扇电源板部分电器元件损坏。

d）从发生的故障发现有由于供给电源的不稳定和谐波的影响也有风扇电源板质量缺陷造成板卡烧损的现象。

3.3、对策：

针对以上问题为了消除电压不稳和谐波的干扰做如下改进：

a）根据卷取机和立辊主传动所带风扇的数量计算出配置最大一组稳压电源所需的容量，取消相模块风扇电源内部供电方式，改用外部SVC稳压电源集中供电，从另一台变压器供电的MCC上引380V三相交流电，这样就可实现风扇电源与本柜电源的隔离，从而消除了干扰。

b）风扇电机绕组由三角形接法改为星形接法，减小绕组压降从而降低风扇电机烧损的危险。

c）将传动柜出风口盖板转孔增加传动柜的出风量，减轻风扇电机的负荷。

d）将SVC稳压电源控制方式与ACS800传达装置联锁，自动控制风扇启停。同时设置电机马达开关过载保护。

4.经济效益

由于采用了ACS800 传动柜风扇外置稳压电源集中供电（稳压电源共4台，每台5000元），降低事故率和卷取堆钢、粗轧座钢次数。杜绝了因风扇故障而产生热停时间。取消ACS800传动装置全部风扇电源板以及风机控制板卡，共计100块50套。不再采购备件，每年节省备件费用：50*3万元*10%=15万元，（5卷/年+5块中板/年）*10万元=100万。

辊耗（座钢）：5次/年*30万元=150万 ;合计费用：260万元。每年节省热停时间：45分钟*4次/年=180分钟  ，而改进只需稳压电源2万元及控制部分0.5万元，共计投入2.5万元。

5.效果

自从ACS800 传动柜风扇电源改进以来已半年多没有发生一起因风扇冷却造成的事故，这不但有效的支持了生产，而且以后也不需再采购ABB的进口风扇电源板，为热轧厂降本增效、稳产顺产尽了一点微薄之力。

六. 同类企业实施该技术的可能性

该技术方案已在本机组推广，由于ACS800 传动柜在钢铁企业特别是热轧厂大量使用，因此国内外同类企业均有可能采用该技术。

参考文献：

[1]陈伯时，陈敏逊，《交流调速系统》，机械工业出版社，1998，pp.218-219

作者简介：

陈晓（1968-）男，本科，电气工程师。宝钢集团新疆八一钢铁有限公司热轧板厂。

（宝钢集团新疆八一钢铁有限公司热轧板厂，新疆乌鲁木齐  830022）