南车株洲所冶金轧机关键技术打破国际垄断

  中国电力电子产业网讯:近日, 公司研制的国内首套完全自主知识产权的交直交轧机主传动系统——20MVA三电平IGCT超大功率变频装置在银海铝业热轧厂试轧成功,连续完成5块不同规格的铝板轧制,包括最硬的5083规格,输出功率达到2×7.5MW,各项性能指标完全满足轧制工艺要求,这标志着公司成为变频业内第二家完全掌握全套超大功率IGCT变频系统技术的公司。

  轧机主传动系统是冶金行业的核心关键装备,作为主传动系统动力核心的变频系统尤为关键,其性能决定了主传动系统能否实现冶金轧制必须的工艺要求。

  近十年,由于可靠性、性能等原因,以西门子晶闸管交交变频器为代表的技术模式正在被快速淘汰,国内外冶金轧机主传动系统很快被ABB三电平IGCT变频器占据统治地位。为了保持垄断高利润,国外公司对超大功率三电平IGCT系统进行严格的技术封锁。

  轧机主传动系统需解决极高可靠性、高过载倍数、冲击负荷大、响应速度快等关键性技术难题,是摆在项目技术团队面前的一个个几乎不可逾越的技术难关。

  为了攻克该项技术,公司组织了包括7名博士在内的超强技术项目团队,先后攻克了三电平IGCT变流技术、三电平四象限脉冲整流技术、大功率电励磁同步电机控制技术、大型复杂系统协同控制技术等关键性技术难题,同时对轧机主传动系统的特殊工况进行全面深入的分析,开展了大量的针对性仿真及试验研究,为首次来料试轧即大获成功奠定了坚实的基础。

  该系统采用主流的三电平IGCT变流技术,网侧采用四象限脉冲整流,中间环节共直流母线,其负载为两台5MW低速电励磁同步电机,变频系统工作输出最大电流2450A,驱动电机最大转矩2475000N.m,是以往公司驱动过的最大电机的转矩100倍以上。

  据了解,一条冶金轧机主传动线每日轧制出的产品经济价值可达几千万甚至上亿,即使一次几分钟可自恢复的故障都可能导致当前轧制的胚料报废导致几十万的损失,如果一次几个小时长时间的故障将给工厂带来巨大损失,因此冶金工厂对主传动变频传动系统可靠性要求到了极度苛刻的程度。

  超大功率IGCT变频系统是目前变频业内技术含量最高的产品,公司完成20MVA交直交中压传动变频装置研制并成功实现实际工程应用,充分展示了公司在变频业内超强的技术领先实力,打破了ABB对轧机主传动系统的垄断,填补了该领域国内技术和产品空白,使我国成为第二个掌握全套大功率IGCT变频系统技术的国家,具有巨大的战略、经济和社会影响意义,同时该系统也可扩展应用于船舶电力推进、矿山、风电等领域,具有广阔的市场前景。

  责任编辑:cheng

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