[讨论] 变频调速在钢铁业的应用

    冶金自动化研究设计院大功率交交变频调速系统及推广应用项目近日获北京市科技进步一等奖。该项目的技术水平，装备制造及工程应用的业绩已达到了国际先进水平，标志着我国在大功率交流调速理论研究、装备制造、工程设计与调试技术跻身于世界先进行列。

　　交交变频调速技术广泛应用于轧钢机、矿井提升机等大容量低速运转的生产机械，取代传统的直流调速将产生显著的经济效益，国内外钢铁及煤炭行业已陆续采用并推广这一技术。由于该系统复杂，装备容量大，涉及到电力电子、自动控制和电机等多个不同的学科，所以长期以来被少数国外公司垄断，我国大容量交流调速传动装备只能依赖进口。在国家九五重大装备技术攻关，国家自然科学基金等项目支持下，冶金自动化研究设计院从上世界八十年代开展该技术的研究及国产化装备的研制，取得了丰硕的成果。

　　该项目在理论研究和装备技术上多次实现重大创新，获专利7项（其中发明专利3项），软件著作权3项。首次提出阻尼磁链定向控制理论与方法，完善了同步电机磁场定向控制理论，获得中国发明专利；建立了交交变频同步电机调速系统的仿真平台，提出电网、变频器、电机、控制系统一体化系统理论与分析方法；建立了大型交流调速系统电网无功与谐波计算方法与软件，提出交交变频无功补偿及谐波治理的方法；采用现代控制理论研制成功负荷观测器解决了轧机主传动机电振动问题； 提出交交变频同步电机的阻尼绕组理论及设计方法，带动国内电机厂变频同步电机研制成功并形成规模；建立了交交变频调速系统的工程设计理论与方法并获得软件著作权；在国内首次提出交交变频同步电机调速系统的工程调试理论与方法，成功应用于工程实践。

　　该项目在交交变频调速装备国产化多次取得重大成果。研制成功4英寸国产大功率晶闸管及交交变频功率柜，并形成规模产业，变频器单机容量达20MVA；十多年来研制的大功率交交变频同步电机调速系统多次创造“国内首创”、“中国第一”，各项技术性能指标达到国际先进水平。1993年研制成功国内第一台2500Kw大功率交交变频同步电机调速系统;1996年研制成功国内第一台全数字控制交交变频同步电机调速系统;1999年研制成功国内第一套轧机双机传动交交变频同步电机调速系统;2000年研制成功国内第一套热连轧机主传动交交变频同步电机调速系统;2001年研制成功国内第一套矿井提升机交交变频同步电机调速系统。

　　由于冶金自动化研究设计院长期以来在大功率交交变频调速技术的产业化方面坚持不懈的努力，为大大促进我国大型变频调速装备的国产化，带来企业增产、技术进步的显著效益做出了重大贡献。大功率交交变频调速装备应用于钢铁行业取得了明显的经济效益，并带动了电力电子及电机制造技术的发展，促进国产大功率交流调速在矿井提升、船舶推进、磁悬浮牵引、油气输送、电机节能等应用。2002-2004年,冶金自动化研究设计院在钢铁行业推广的交交变频项目销售额5.7亿,新增利润1.1亿。攀枝花钢铁公司热连轧厂采用国产大功率交交变频系统，节约工程投资2877万元，提高产量30%，当年新增效益 1.17亿 。营口中板厂交交变频调速系统投运一年半，产量增加了4倍，新增利税5.7亿。淮南矿主井提升机交交变频调速投入运行后，当年完成产量507万吨，实现产值10亿元。截至目前，冶金自动化研究设计院已向钢铁行业推广大功率交交变频同步电机调速系统112台，总装机约876MW，大功率交交变频调速装备的国产化替代了进口，使国产化装备市场占有率超过67%，不仅扭转了大容量交流调速传动装备长期依赖进口的局面，促使外商降价1/2，降低了轧机传动设备的投资，大大促进我国钢铁工业交流调速技术的推广应用，并且走出国门，承接芬兰、瑞典等国外钢铁厂的轧机交交变频传动改造工程，有效提升了国际竞争力。