南車株洲所冶金軋機(jī)關(guān)鍵技術(shù)打破國際壟斷

近日， 公司研制的國內(nèi)首套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交直交軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)——20MVA三電平IGCT超大功率變頻裝置在銀海鋁業(yè)熱軋廠試軋成功，連續(xù)完成5塊不同規(guī)格的鋁板軋制，包括最硬的5083規(guī)格，輸出功率達(dá)到2×7.5MW，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足軋制工藝要求，這標(biāo)志著公司成為變頻業(yè)內(nèi)第二家完全掌握全套超大功率IGCT變頻系統(tǒng)技術(shù)的公司。

軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是冶金行業(yè)的核心關(guān)鍵裝備，作為主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力核心的變頻系統(tǒng)尤為關(guān)鍵，其性能決定了主傳動(dòng)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)冶金軋制必須的工藝要求。

近十年，由于可靠性、性能等原因，以西門子晶閘管交交變頻器為代表的技術(shù)模式正在被快速淘汰，國內(nèi)外冶金軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)很快被ABB三電平IGCT變頻器占據(jù)統(tǒng)治地位。為了保持壟斷高利潤，國外公司對(duì)超大功率三電平IGCT系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。

軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)需解決極高可靠性、高過載倍數(shù)、沖擊負(fù)荷大、響應(yīng)速度快等關(guān)鍵性技術(shù)難題，是擺在項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)面前的一個(gè)個(gè)幾乎不可逾越的技術(shù)難關(guān)。

為了攻克該項(xiàng)技術(shù)，公司組織了包括7名博士在內(nèi)的超強(qiáng)技術(shù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，先后攻克了三電平IGCT變流技術(shù)、三電平四象限脈沖整流技術(shù)、大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)控制技術(shù)、大型復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)同控制技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)難題，同時(shí)對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的特殊工況進(jìn)行全面深入的分析，開展了大量的針對(duì)性仿真及試驗(yàn)研究，為首次來料試軋即大獲成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)采用主流的三電平IGCT變流技術(shù)，網(wǎng)側(cè)采用四象限脈沖整流，中間環(huán)節(jié)共直流母線，其負(fù)載為兩臺(tái)5MW低速電勵(lì)磁同步電機(jī)，變頻系統(tǒng)工作輸出最大電流2450A，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩2475000N.m，是以往公司驅(qū)動(dòng)過的最大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩100倍以上。

據(jù)了解，一條冶金軋機(jī)主傳動(dòng)線每日軋制出的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值可達(dá)幾千萬甚至上億，即使一次幾分鐘可自恢復(fù)的故障都可能導(dǎo)致當(dāng)前軋制的胚料報(bào)廢導(dǎo)致幾十萬的損失，如果一次幾個(gè)小時(shí)長時(shí)間的故障將給工廠帶來巨大損失，因此冶金工廠對(duì)主傳動(dòng)變頻傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性要求到了極度苛刻的程度。

超大功率IGCT變頻系統(tǒng)是目前變頻業(yè)內(nèi)技術(shù)含量最高的產(chǎn)品，公司完成20MVA交直交中壓傳動(dòng)變頻裝置研制并成功實(shí)現(xiàn)實(shí)際工程應(yīng)用，充分展示了公司在變頻業(yè)內(nèi)超強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)先實(shí)力，打破了ABB對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的壟斷，填補(bǔ)了該領(lǐng)域國內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)品空白，使我國成為第二個(gè)掌握全套大功率IGCT變頻系統(tǒng)技術(shù)的國家，具有巨大的戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響意義，同時(shí)該系統(tǒng)也可擴(kuò)展應(yīng)用于船舶電力推進(jìn)、礦山、風(fēng)電等領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。