ABB acs800系列变频器在中厚板生产线的应用

韩涛

摘要：随着变频工业技术的飞速发展，模块化变频器已经渗透到各个工业生产领域，ABB acs800系列变频器在中厚板3500mm轧线辊道中的应用使用十分广泛，且功能参数设置简单，运行稳定，故障率低，维护成本低廉，保证了生产的正常稳定运行。

关键词：电气自动化;变频器;应用

引言

现在热轧生产线上广泛应用的变频器为传统的西门子6SE70变频器，该变频器有很多局限性，受技术、设备和人员积累等诸多因素的限制，比如：柜体较大，非模块化，出现事故更换IGBT等柜内元器件时间较长，严重影响生产节奏，而且故障率高。因此，在唐山中厚板材有限公司3500mm炉卷线应用ABB acs800系列变频器来控制辊道运行， 通过应用该技术，可以有效地减少西门子6SE70变频器的技术缺陷，并且可以提高生产效率、节省人力和物力。

一、ABB acs800变频器技术简介

ACS800工业传动系统器单传动可以按照客户的需求定制。它们适用于石油天然气、采矿、冶金、化工、水泥和发电厂等行业，还可面向挤压机、绞盘车、传送带、搅拌机、压缩机、泵和风机等应用定制化生产。

唐山中厚板材有限公司3500mm炉卷线ACS800工业传动系统采用交直交系统，分为控制系统、通信系统、功率单元系统、直流回馈系统、LCL系统等，每台逆变器控制若干个辊道电机，该变频器为模块化，功率单元故障率低，更换方便，30分钟以内就可以更换完毕，大幅度节省投资和维护成本。

二、ABB acs800变频器参数设置及其注意事项

1.变频器的给定源参数设置

11.01（REFERENCE SELECT）当选择网络控制时，自动切换为控制字控制。

其他参数利用缺省值即可。（网络控制参数为51.01=PROFIBUS DP）

方向给定参数98.02（COMM.MODULE）=FIELDBUS

ACS 800 通过插槽1 上的现场总线适配器模块进行通讯。也可参见参数组51 COMM MOD DATA。传动通过一个连接到插槽1 的Rxxx 型现场总线适配器或一个使用数据集1 和2 连接到RMIO 板DDCS 通道CH0 的Nxxx 型现场总线适配器进行通讯。

2.输入输出点的参数设置

主要涉及到现场电机风机与变频器风机的设置

14.02=801

14.03=1

14.04=801

14.05=2

参数索引为（-）xyy 形式，其中（-1） = 取反，x = 参数组，yy = 参数

量。例如值801 表示信号08.01

3.电机参数设置

99.02 电机额定电压-380

99.03 电机额定电流-（MULTIDRIVE为多台电流和）

99.04电机额定频率-（严格对应电机铭牌）

99.05 电机额定转速-（严格对应电机铭牌）

99.06 电机额定功率-（MULTIDRIVE为多台功率和）

99.08 电机控制模式-（对动态性能有要求）

4.加减速时间设置

22.01：ACC/DEC SEL1 加减速时间的选择

22.02：5s 定义的加速时间

22.03：4s 定义的减速时间

22.06：0.5 S形曲线斜坡时间

22.07：3s EM STOP RAMP TIME急停OFF3的减速斜坡时间

（时间根据现场实际情况进行更改）

5.电流、转速、转矩限幅设置

20.01：-1500（根據实际情况取值） 反向转速极限值

20.02：1500（根据实际情况取值） 正向转速极限值

20.04：170%（根据实际情况取值） 最大电机允许电流实际值，相对于装置I2HD

20.03 ： 60（根据实际情况取值） 零转速极限值

20.05：300%（根据实际情况取值） 最大转矩极限值，相对于电机额定转矩值

20.06：-300%（根据实际情况取值） 最大转矩极限值，相对于电机额定转矩值

6.电机控制模式设置

1、标量控制模式适合于不能使用DTC 控制的一些特殊场合。在下述情况下推荐使用标量控制：

1） 当电机之间的负载不平衡时，

2） 当电机功率大小不同，或

3） 当电机辨识后更换电机或者电机数量发生变化时。

- 当电机额定电流小于逆变器额定输出电流的1/6 时

- 当传动无电机连接时（ 如用于测试目的）

- 当传动通过升压变压器运行一个中压电机时。

注意：在标量控制方式下，不可能获取像DTC 模式下那样精确的电机控制精度。有些标准特性在标量控制模式下不能使用，

2、频率变换器的电机控制基于直接转矩控制，DTC。调节逆变器功率半导体（ 开关） 到期望的定子励磁和电机转矩。仅当实际转矩和定子励磁的值与其给定值的偏差超过允许的磁滞时，开关频率被改变。转矩控制器的给定值来自于速度控制器或直接来自于外部信号源。电机控制要求测量直流电压和电机两个相电流。通过在矢量场积分电机电压计算定子励磁。电机转矩由定子励磁和转子电流的叉乘计算得到。通过使用电机模型辨识，提高定子励磁估值。电机控制不需要实际电机轴速度。传统控制和DTC 之间的主要不同是：转矩控制与功率开关控制（25 微秒） 相同的时间级。没有单独的电压和频率控制的PWM 调节器。开关的所有选择基于电机的电磁状态。DTC 仅应用于高速信号处理技术。数字信号处理器应用于ACS800。

注意： 在特别的应用场合，为了使DTC 达到最好的电机控制精确度，需要执行一个单独的辨识运行。

7.辨识参数设置

MOTOR ID RUN选择电机辨识类型。在辨识过程中，ACS 800 会辨识电机的特征以用于优化电机控制。电机辨识运行步骤在22 页的ID RUN （电机辨识运行） 章中有所介绍。注意： 在下列情况下，应选择辨识运行（ 标准或简化）。

- 工作点接近零速，和/ 或

- 在很宽的速度范围内，运行在高于电机额定转矩并且不带任何速度测量反馈。注意： 在参数时99.08 MOTOR CTRL MODE = SCALAR 时，不可能执行辨识运行（ 标准或简化）。

1 = NO 不执行电机辨识运行。

2 = STANDARD 标准运行方式。可以保证最大可能的控制精度。辨识运行大概需要一分钟的时间。

3 = REDUCED 简化辨识运行方式。如果机械损耗高于20% （ 也即电机不能与被驱动设备脱开联轴器） ，应选择该辨识方式来代替标准辨识运行方式。

4 = CURRENT CAL 电流偏移和增益测量校正。下次启动时执行校正。

结束语

在电气自动化行业中，模块化变频器本身因其在性价比、综合设备、便利性、速度等方面的优势而被广泛使用。在电气自动化行业中使用变频器时，需要从安装、维护和设计等各个方面入手，并选择有效的措施来提高传动系统的可靠性和安全性。将来需要加强研究同时汇集经验，进一步提高自动控制水平。

参考文献：

[1]ACS800系统控制程序7.X 固件手册。

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