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            開卷線工藝

            開卷線用于將不同規格的卷材經開卷、整平、定尺,加工成不同規格板材,分類堆放整齊。對于大量使用不同規格板材的企業,能夠顯著地增加產量,降低成本,保證質量,提高生產效率,是現代企業必不可少的高效加工機械。


            開卷線工藝流程

            卷料由上料小車托起,自動以卷徑對中方式插入開卷機卷筒,開卷機以卷寬方式自動對中,然后卷筒脹開使料卷固定在開卷機卷筒上。借助引料裝置,將鋼帶引入夾送裝置中,通過切頭剪去不良板頭,再引入矯直機中。鋼帶從矯直機出來之后,經過活套,由定尺裝置定長,并通過剪板機完成剪切。剪切完成后,通過輸送皮帶、排料架進行堆垛,然后打包、貼標簽、入庫。圖1為開卷線工藝流程示意圖。

            圖1 開卷線工藝流程示意圖

            開卷線常用整流單元

            基本整流單元

            基本整流單元是一種不可調節的、兩象限運行的電源模塊(能量方向總是從電網輸送到直流母線),這種整流模塊不能將能量從直流母線回饋到電網。驅動系統的再生能量必須通過連接在直流母線上的制動模塊(制動單元、制動電阻)轉換成熱能消耗掉?;菊鲉卧怯删чl管或二極管組成的電源換相的6-脈動三相整流器。在進線側,一般連接一個相對短路壓降Uk=2%的輸入電抗器。

            基本整流單元(圖2)是SINAMICS G130裝機裝柜型和G150柜機的一個整體組件(均為晶閘管),也是模塊化系統SIANMICS S120裝機裝柜型和柜機的一種整流模塊(小功率范圍為晶閘管、900kW/400V和1500kW/(500~690V)的大功率單元為二極管)。

            圖2 帶有Uk=2%的輸入電抗器的SINAMICS S120基本整流單元

            基本整流單元是一種電源換向整流器,輸入三相電源電壓VLine,其輸出為不可控的,依賴于負載的直流母線電壓VDC Line??蛰d時,直流電壓充至電源電壓峰值,即:VDCLine=1.41VLine。加載后,直流母線電壓降低,部分加載時,直流母線電壓VDCLine=1.32VLine,滿載時,VDC Line=1.35VLine。由于直流電壓不可控,電源電壓波動會導致直流母線電壓的波動。

            整流回饋單元

            Smart Infeed是一種可四象限運行的、簡單的整流回饋單元(圖3),它允許能量從電源流至直流母線,也允許從直流母線流回電源。

            圖3 整流回饋單元由SLM和Uk=4%的輸入電抗器組成

            整流回饋單元由IGBT逆變器組成,該逆變器工作于電源側,為電源換向的6-脈動橋式整流回饋單元。與有源整流單元不同,其IGBT不按照脈寬調制方式觸發。在整流方式(電動模式)運行時,電流通過集成在IGBT模塊中的二極管從電源流至直流母線,從而在電動模式下表現為電源換向的6-脈動二極管橋式整流電路?;仞伔绞竭\行時,電流流過電源頻率同步觸發的IGBT,這樣,在回饋運行時表現為電源換向的6-脈動IGBT橋式電路。

            IGBT與晶閘管不同,它可在任意時間關斷,在回饋方式運行時不會由于電源故障而發生換向短路,整流回饋單元需在電源側安裝一個相對短路壓降為4%的進線電抗器,在SINAMICS S120模塊化系統中,整流回饋單元有裝機裝柜型和柜機型。

            整流回饋單元的IGBT總是在自然換向點觸發開通,120°(電角度)后關閉,與能量流動方向無關。因此,電流也就是能量可以隨時從電源流至直流母線,反之亦然。實際電流/能量流動的方向只取決于電源電壓和直流母線電壓。在穩定的電動狀態下運行時,有電流流動期間,直流母線電壓總是低于電源電壓,電流通過二極管從電源流向直流母線;在穩定的回饋狀態下運行時,有電流流動期間,直流母線電壓總是高于電源電壓,電流通過IGBT從直流母線流向電網。這種控制原理的優勢在于,對負載的變化,整流回饋單元可以相對快速地做出反應,還可隨時改變電流流動的方向。

            整流回饋單元是電源換向的整流/回饋設備,將三相電源電壓VLine整流為不可控的、基于負載的直流母線電壓VDC Line。在空載情況下,直流回路充電至電源電壓峰值,即VDC Line=1.41VLine。直流回路帶載時,直流母線的電壓跌落大于基本整流單元,這是由于整流回饋單元的電抗器相對短路壓降為4%,其壓降大于基本整流單元的2%電抗器的壓降。部分負載時,直流母線電壓VDCLine=1.32VLine,滿載時,VDCLine=1.35VLine。由于直流電壓不可控,電源電壓波動會導致直流母線電壓的波動。

            有源整流單元

            有源整流單元是用于四象限運行的脈沖調制的整流/回饋單元,它既允許能量從電源流到直流回路,也允許能量反流。有源整流單元由自換向的IGBT逆變器構成,該逆變器工作于電源側,把電源電壓整流為恒定可控的直流電壓。由于在有源整流單元和電源之間安裝了潔凈電源濾波器,使電網的波形接近于正波,因而諧波最小。

            不同整流單元的特性比較

            表1為不同類型的整流單元所有關鍵特性的簡單綜合比較。

            表1 不同SINAMICS整流單元的特性比較

            結束語

            本文介紹了幾種不同整流單元:基本整流單元、整流回饋單元和有源整流單元,研究不同整流單元的特性,對于根據開卷線實際需求正確選用變頻器具有參考意義。

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