酒钢集团宏兴钢铁股份公司 选烧厂 甘肃嘉峪关 735100
摘要：本文通过对西门子6RA80系列直流调速装置在同步机励磁系统中升级改造6R28系列装置的研究，结合励磁柜原有特性对原电气控制系统实施改造，提升了装备运行稳定性能，为后续西门子整流装置升级改造提供了技术依据。
关键词：同步机励磁；6RA80；升级改造
某选矿厂现有21台同步电动机机拖动的球磨机设备，该设备在选矿生产工艺流程中处在各段磨选环节，设备运行稳定性要求较高，发生设备故障将直接导致选矿生产线中断。现场在用的同步机励磁装置采用西门子公司6RA28高性能全数字直流控制器作为主回路整流供电，该装置投产在线运行最长已达15年，装置随着运行时间较长偶然发生输出电流异常上升波动不稳定的现象，导致发生同步机定子电流超高保护跳闸，同时随着西门子公司整流产品的不断升级，现已无法采购到6RA28系列整流装置产品，需要在保留原励磁控制方式的前提下尽快实施整流装置的升级改造，在投资最小情况下满足设备稳定运行的需要。
1 励磁系统简要介绍
同步机励磁控制系统核心部分由6RA28系列全数字整流装置、SIEMENS S7-200PLC和Pro-face GP37-24V触摸屏三部分组成。整个装置采用数字控制技术，PLC主要完成继电回路逻辑控制工作方式切换、脉冲串的产生（PTO）、及高速计数工作，GP37触摸屏主要完成系统参数设置和运行时故障、运行参数信息查询，并能查看励磁电流和励磁电压的录波曲线信息。
2 设备改造技术方案
2.1总体思路
在保证原有6RA28励磁柜控制方式及结构不变的情况下，升级改造核心部件为6RA80系列全数字整流装置，励磁系统保留采用数字控制技术。
2.2技术方案
2.2.1设备选型
依据原系统采用的6RA2881-6DS21-0装置，结合生产现场同步机额定数据（励磁电流274A/励磁电压84V），在考虑同步机允许时间≤60s内输出最大强励电流满足1.4倍额定电流，励磁电压调节范围满足20%～125%的要求选择
2.2.3改造后整流装置主要参数设置
西门子6RA80装置说明书中参数设置与原6RA28装置变化较大，新装置参数全部按照软件功能块结构图模式进行说明，本次改造参数全部按照硬件接线端子对照功能图进行设置。参数设置中驱动的运行显示及处理：
0：o0.0 转矩方向未接通
1：o0.1 转矩方向I接通
11：o1.1 等待端子13上的运行使能
40：o4.0 等待1U1，1V1，1W1上的电压
70：o7.0 等待通过端子12接通
80：o8.0 接通禁止
为保证装置全部为出厂参数值，将P0976=1，按照表2进行参数设置，由于6RA80装置参数在1200个以上，在参数设置少量修改时使用装置上面板进行设置，单个参数需要保存时按压P键3秒，所有参数设置完成后将P977设置为1进行保存，否则设备断电后参数将丢失，保存后参数切换到准备运行状态后再进行启动操作。
3 设备调试及问题处理
初始上电前检查励磁柜对外控制端子接线是否正确。如选用“恒功率因数闭环”，不论是初选为投励工作类型，还是励磁投上后动态切换，首先确保高压互感器来的相位不要接错，电压与电流信号要采用“跨相”接法，如本柜电压接BC线压（端名B601、C601），电流A相电流（端名A01、N01）。整流交流进线1U1、1V1、1W1没有相位要求，但三相散热风机要求顺时针旋转，反转风机噪声大。西门子6RA80整流装置上电后因内部自检程序繁多，需要约40秒时间能够达到自检完成稳态。
上电顺次合上空开ZK、QK1-QK6，将励磁柜门上的转换开关旋到“调试位”，风机即刻旋转（此时可验证散热风机转向）。电流2秒后出现，励磁柜门上电压、电流表有了指示后，按动柜门上的灭磁按钮，柜门上电压表指示回到零，电流表指示不变，（此是为了验证，同步机在异步运行阶段灭磁电路的电子开关及灭磁电阻是否正常）。此时直接点击触屏上 “功能选择”的上拉菜单“给定”，在出现的窗口中，点击上一、下一窗口箭头可循环出现，“开环”“恒流”“恒功率因数”、三类给定，可随机改变三类给定的大小，在增减给定时，注意观看触屏上的数字电压、电流表，与柜门上的指针电压、电流表的读数。在“调试位”可通过密码进入，改变工作类型的选择，并在转子通电情况下验证其工作类型改变的效果，在调试位可作“恒功率因数”选择，但不能验证，所作选择只待正式投励3秒后自动转换到恒功率因数调节，触屏上的实际功率因数“棒图”指示与柜门上的指针功率因数表一样，指示为“1”。励磁柜的空投，（此步骤一般初次为验证接线）把转换开关旋到“工作位”，断开高压柜的“隔离开关”，按高压起动钮，励磁柜将用触屏上“时间投励”方式所设置的时间进行投励，投全压在投励前3秒。励磁投上后要验证：高压按停止按钮、励磁柜上的转换开关旋到零位、励磁柜故障（如风机过流；快熔熔断，仅需分别将热继上的红钮向下按，熔断器上微动开关触动一下）都应能使高压断、励磁断。
在装置改造测试过程中发生的故障报警通过查询6RA80装置故障说明，在参数P02118中进行故障参数查询，对应到P02119参数进行故障输出设置（1=故障、2=报警、3=无信号），我厂同步机与球磨机有联轴器与气动离合器两种连接方式，在气动离合器连接的同步机中调试时偶然报故障F60043代码，通过查询该故障为EMF太高，不能进入制动模式。通过现场检查结合设备运行分析，设备操作程序为停机时球磨机离合器脱开筒体停止运转，在停止同步电动机，此时电机受旋转惯性任然在自由旋转，转子产生的感应电压回馈至整流装置中使装置因母排电压过高发出故障报警，通过设置P50272=0参数改为报警，可消除该故障。
4 改造取得的效果
1）通过改造消除了原整流装置频繁发生故障的设备隐患，通过近6个月设备运行，6RA80升级改造6RA28取得成功，满足励磁柜使用的技术要求。
2）本次整流装置升级改造在不改变原设计功能的前提下以最小的费用投入完成核心设备的升级，为后续我厂大量西门子整流装置升级改造积累了经验。
参考文献：
[1]参考文献1 SIEMENS电气传动公司SINAMICS DCM DC Converter_SINAMICS DCM Control Module参数手册（固件版本 1.4）
[2]参考文献2 SIEMENS电气传动公司 6RA80系列数字直流调速装置使用说明书[Z]2011
[2]参考文献3 武汉科技大学KGLF-6RA28励磁装置技术手册D07011
作者简介：
刘永强：男，助理工程师，甘肃天水，2002年毕业于甘肃工业大学机电一体化专业，现在酒钢选烧厂从事现场电气维护工作。liuyongqiang@jiugang.com
论文作者:刘永强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/17
标签：装置论文; 励磁论文; 电压论文; 故障论文; 参数论文; 设备论文; 功率因数论文; 《基层建设》2017年第11期论文;