安萨尔多GT3000变频调速系统在宣钢棒材生产线的应用维护和技术攻关

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【摘 要】 本文主要介绍了安萨尔多gt3000交-直-交变频调速系统在宣钢棒材生产线交流辅传动中的应用，并重点阐述了GT3000逆变器误报警故障的三个具体技术攻关实例。

【关键词】 交-直-交变频调速 GT3000 误报警故障

1 前言

宣钢75万吨棒材生产线于2003年12月建成投产，产品规格有：圆钢Φ14—50mm，热轧带肋钢筋Φ10—50mm，定尺长度6—12m，生产钢种包括碳素结构钢、低合金钢、弹簧钢、合金结构钢等，目前年产能力已达到100万吨以上。该生产线在宣钢优化品种结构、提升产品档次，发挥了承上启下、举足轻重的作用。

2 自动化传动系统概况

该生产线电控系统由意大利安萨尔多公司设计提供，其自动化控制系统采用西门子S7-400系列；直流传动采用安萨尔多SILCOPAC直流调速系统，主要驱动的设备包括主传动轧机，副传动飞剪、裙板、冷床、冷剪和翻转臂等；交流传动采用安萨尔多GT3000系列交-直-交变频调速系统，主要驱动的设备包括冷床输入辊道、冷床编组链、冷床托钢小车、冷床输出辊道、冷剪前后辊道等。

3 交-直-交变频调速原理

交-直-交变频器可分为电压型和电流型两种形式，由于控制方式和硬件设计等因素，电压型变频器应用比较广泛。交-直-交变频调速系统由整流、滤波和逆变部分组成。整流部分是将工频电源变换为直流电源；滤波部分是吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的滤波回路，也是储能回路；逆变部分是将直流电等效变换为可变交流电。其基本原理为交流电源经整流变为直流脉动电源，再经电容滤波后变为较为平滑的直流电，由控制器向逆变器功率元件发出有规则的信号，使功率元件导通和关断输出SPWM方波，等效于频率可变的交流电。

4 宣钢棒材GT3000交流传动结构简介

GT3000系列变频器是一个基于IGBT的交-直-交变频调速器，可适用于多种控制需要，广泛应用各种工业生产线。其功率应用范围0.75-60千瓦，供电电压为400-690V，输出最高频率200Hz，可使用V/Hz、开环矢量、闭环矢量三种控制模式。

宣钢棒材生产线安萨尔多GT3000交流传动采用多台逆变器共直流母线的结构，即系统共使用一台整流器作为直流电压源向所有逆变器进行供电，如图所示。此结构普遍应用于各个领域的工业生产线上。这种结构的优点是当系统中的一台或多台电机处于制动发电状态时，所产生的再生电能被回馈到共用的直流母线上，供其它处于耗能状态下的电机吸收，从而达到节能效果。（图1）

5 GT3000各种误报警故障技术攻关

安萨尔多交、直流调速系统在宣钢棒材生产线投入十年以来，总体运行状态较为稳定，故障率不高。但面临设备元器件老化现状，近一段时期，GT3000逆变器各种报警故障频发，严重影响生产顺利进行。经观察分析，报警故障大多为误报警，因此展开对GT3000各种误报警进行技术攻关。

5.1 F0112（温度超限）误报警攻关

近期在线运行的GT3000逆变器陆续出现F0112（温度超限）故障，经检测为逆变器内部测温元件损坏。由于没有足够的逆变器备件，逆变器内部测温元件也无法单独采购，因此采取了使用PT100温度传感器替代逆变器内部测温元件的方式。具体实施方法是：第一步将电源板上温度检测元件端子和控制板上温度采集模块进行短封，这样F0112报警故障不会再出现；第二步使用PT100温度传感器装入逆变器内（粘附在内部IGBT上），替代GT3000逆变器内部的测温元件；第三步将PT100温度传感器接入PLC模拟量输入模板中；最后编制程序，当检测温度达到75℃时，在客户机画面报警记录上显示，当检测温度达到85℃时，逆变器故障停车。

5.2 F0102（直流母线最大电压）误报警攻关

冷床输入辊道和冷床输出辊道最近经常报F0102（直流母线最大电压）故障。在前期处理故障过程中，不论更换逆变装置、电源板，还是更换控制板修改传动参数，均没有根本性改善。通过论证分析，此故障为系统电磁干扰误报引起。采取方法为：在控制板上将数据采集模块此进行屏蔽，F0102故障不会报出。由于交流辅传动采用多台逆变器共直流母线的结构，因此可将直流母线电压通过带变送功能的电压表将变送后的4-20mA信号送入PLC内，用来进行变频器直流母线电压报警和故障停车。

5.3 F0104（退保和）误报警攻关

退保和故障是GT3000逆变器IGBT功率元件过电流封锁的一个保护报警。近一阶段，也经常出现此故障误报警。采取处理方法是：将电源板上电流信号采样电阻进行屏蔽，不会再报出F0104故障。之后在逆变器参数中对过电流保护限幅值进行调整，小于逆变器内IGBT最大电流值，使用过电流保护可达到对IGBT功率元件保护的目的。

6 结语

宣钢棒材生产线运行已达十年，面临设备元器件老化现状，GT3000逆变器各种误报警故障频繁发生。技术攻关中，采取的主要思路为对逆变器电路板上报警的采集信号进行屏蔽，让报警无法报出，之后再使用其他替代方式用来保护逆变器。这样，既根除了各种误报警，又实际的保护了逆变器，达到了正常运行的效果。