您现在的位置:中国传动网  >  新闻首页  >  企业动态  >  中冶京诚CERI高性能变频器——加速高端装备国产化进程

中冶京诚CERI高性能变频器——加速高端装备国产化进程

2018年11月14日 11:07:28 中国传动网

【中国传动网 企业动态】 《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《中国制造2025规划纲要》和《国家重大技术装备》都正式提出了加快推进高端技术装备发展,加速高端装备国产化进程。作为高端装备的动力来源,高性能变频器是高端装备不可或缺的核心部分,已经上升到国家战略的高度。由国家发展改革委牵头,科技部、工业和信息化部、司法部、财政部、国资委、知识产权局等共同推动的《重大技术装备30年之大型冶金成套设备》和《重大技术装备30年之电子专用设备》,将电力电子和高端冶金装备相结合,从多角度、多方面推进高端装备、高性能变频器的国产化发展。

CERI高性能变频器是由中冶京诚工程技术有限公司旗下北京京诚瑞达电气工程技术有限公司研发的一款高性能变频器,具备完全自主知识产权,适用于高动态性能、高精度、高可靠性、大冲击性负载等复杂工业应用领域,打破了国外进口变频器的技术垄断,在中厚板和棒线材生产线、飞剪、转炉等国产高端冶金装备得到应用,总计装机容量达到200MW。

CERI高性能变频器攻克了矢量控制、多机并联、电机参数自动辨识、模型参数自整定、非线性补偿、负荷观测器、实时以太网、快速数据采集分析技术等多项难题,共计获得4项发明专利,2项实用新型专利,6项软件著作权,发表国内外学术论文5篇,获得省部级优秀论文一等奖,被国内核心期刊、EI、IEEE收录,通过国际TüV的2项认证和CCS中国船级社认证,经中国机械工业联合会鉴定处于国际先进水平。

2008年立项研发至今,CERI高性能变频器已形成了全系列整流、逆变模块化产品,包括晶闸管整流器、IGBT整流器、变频器、逆变器,满足各类应用场合灵活多变的需求。变频器功率:4~3000kW,电压等级:AC400V和AC690V;整流器最大功率可达6030kW。

国内首创X86CPU变频控制器引领发展趋势

使用X86CPU作为低压变频器的核心控制器,实现了高性能变频器的硬件平台控制方案,CPU模块采用COMExpress工业级处理器,主频达到1.6GHz,集成了Profibus总线、PCI总线、SPI总线、高速光纤以太网等网络技术,将FPGA、DSP、ARM等多系列CPU进行有机统一。采用便携式CF卡,装载软件平台程序和应用程序,整流和逆变的控制器硬件完全统一。整个硬件系统实时性强、对外接口丰富、易于扩展、通用性好,代表了未来控制平台技术的发展趋势。(如图1)

开发了基于RT-Linux实时多任务操作系统的软件控制平台,RT-Linux是完全开源的操作系统,保证了所有软件的自主可控性,实时多任务调度机制,使得控制任务可以自由分配,大大减小了CPU的负荷率。变频器应用软件按实时性和功能划分任务,使得电流、转矩、速度、磁通等被控量的快速性得到严格保证,最小控制周期可以缩短为100μs,可用于快速响应的伺服控制。

图1变频器核心技术

通过在变频器控制器中建立“交流异步电动机”数学模型,实现了变频器的实时仿真功能,协助用户完成系统仿真或培训工作。通过负荷观测器功能,使得轧钢机等需要快速动态响应的设备,能够获得较好的抗负载扰动性能。采用变频器的自由编程功能,实现了用户自定义功能的开发,以适应各个行业的应用需求。

模块化功率单元优化备件、减少库存

变频器功率单元采用层叠母线式结构,体积小,结构紧凑,整机可以离线状态维修,减小了由于设备故障引起的生产线停机时间;采用底吹离心涡轮风机,铝板或铜板散热器,冷却效率高,噪音小;通过功率单元并联,变频器最大容量达4800KW,故障情况下可以实现减容运行,同时减少了备件种类,便于维护。

中冶京诚研发了晶闸管整流器和IGBT整流器并联运行不均流的控制方法。通过主回路进线电抗器的优化配置和IGBT整流器自适应模式的运行,可以实现二者不均流并联运行。采用这种技术,可以实现大容量晶闸管整流器和小容量IGBT整流器在整流状态的不均流运行,增强了系统配置的灵活性,降低了传动系统的一次性投资。

高速以太网及多变频器对等通讯提升高端装备核心能力

基于光纤以太网的变频器功率单元通讯技术(如图2),中冶京诚自主开发了软件通信协议,实现了变频器并联功率单元高精度时钟同步、IGBT同步触发、大数据量高速传输的功能。该技术可实现最快通信周期100μs,可同时驱动8个功率单元,各功率单元的同步触发脉冲偏差时间小于150ns。

图2变频器柔性网络架构

基于POWERLINK实时以太网技术,中冶京诚研发了变频器专用通讯主站和从站的软、硬件产品,可构成星形或总线型网络,实现多套变频器之间对等通讯。该技术可以实现8个变频器从站之间自由交叉通讯,每个站可同时接收和发送16个WORD数据,最小通讯周期小于1ms,适用于多套变频器之间的主从控制和负荷平衡控制,应用于转炉多电机同步倾动、中厚板双边剪电气同步控制等领域。

记录高端装备全生命周期的实时数据和故障数据

中冶京诚研发出变频器实时数据记录方法,在标准以太网硬件配置的基础上,完全自主开发了核心软件算法,实现变频器32个通道的实时数据,按照1ms采样间隔连续记录,并进行曲线分析,该方法超越了国外同类产品的性能指标。

以实时数据采集为基础,将变频器故障前后2秒钟的100个关键运行数据以1ms的采样间隔存储成文件,形成变频器黑匣子故障记录文件,将此文件采用数据压缩技术打包后上传进行数据分析。一台控制器可存储最新的10次故障历史记录,可按故障发生时间索引,协助用户实现故障分析。

突破距离限制,远程服务高端装备

任何时间、地点都可通过互联网和VPN技术连接到远程维护服务器,可以对变频器实现远程监控和故障诊断;为用户提供细致、周到的产品服务,提高对用户需求的响应速度,降低维护人员的技术门槛,提高技术人员的工作效率。

作为高新技术企业的核心自主产品,CERI高性能变频器成功替代国外进口产品,应用于宝钢、河钢、天钢、珠海粤裕丰、福建三钢、湘潭钢铁、新抚钢、九江萍钢等50余用户的生产线,工程覆盖了轧钢、炼钢、公辅等多个大型、高端冶金生产工艺,一举打破了国外技术垄断,为民族高端装备制造业的发展做出了巨大贡献。作为国产高端装备的典范和示范推广产品,CERI高性能变频器已成功推广到冶金、市政、科研等多个行业,研发单位被中国设备管理协会评为“国产化设备用户满意单位”。(图3和图4)

图3典型变频器控制柜

图4变频器工程应用现场

 

来源:中冶京诚-钢铁企业全方位的方案解决专家

本文在【传动网】的固定链接:http://www.chuandong.com/news/news.aspx?id=223797

中国传动网

官方微信

扫一扫,信息随手掌控

运动与控制

官方微信

扫一扫,运动与控制信息随手掌控

中国传动网

  • 地 址:深圳市福田区上梅林越华路2号1栋5楼
  • 电 话:0755-83736590
  • 网 址:http://www.chuandong.com
  • 传 真:0755- 82048153

联系我们

广告联系:0755-82048561
展会合作:0755-83736589
杂志投稿:0755-82048562

网站简介|会员服务|联系方式|帮助信息|版权信息|网站地图|友情链接|法律支持|意见反馈

版权所有 2006-2016 中国传动网(ChuanDong.com)

  • 经营许可证
    粤B2-20150019

  • 粤ICP备
    14004826号

  • 不良信息
    举报中心

  • 网络110
    报警服务

网站客服热线

0755-82949541

网站问题客服

2737591964