1、引言

        辊道传动最初采用单台电机通过机械齿轮箱成组驱动多个辊子;后来发展为单台电机不经过齿轮箱直接驱动单辊的传动方式,辊道传动由一套调速装置集中给多台电机供电，每台电机直接驱动单辊。如某热轧厂精轧辊道采用西门子MASTERDRIVE 6SE70变频器供电，采用VF控制或无速度编码器的矢量控制。

       2、辊道传动的特点

    （1）由于同一组辊道的速度一致，电机的速度也一致，可以进行集中控制，但集中控制精度不高。

    （2）由于每台电机的性能不可能完全一致，每个工作棍磨损程度不同，以及传送轧件不规则，都会导致部分电机的负荷比较大，部分电机的负荷比较小。由于调速装置不能很精确地对每台电机进行控制，当负荷增大时，只能笼统地使总输出电压与电流提高，导致负荷轻的电机端电压可能超过额定值，造成电机的绝缘劣化，特别会造成交流电机磁路饱和，电机

    （3）当开关箱至每台电机的电缆长度不一致或电缆细时，由于线路压降也会造成电机的端电压不一致，从而造成部分电机的端电压减少，输出力矩下降，甚至堵转，电机电流特别大。所以，对成组传动装置，要求电机的参数尽量一致，而且配置的电缆也要尽可能短。

    （4）在传送轧件时，轧件可能受堵，导致电机堵转www.cechina.cn，为了避免辊子堵转，要求电机与轧件之间打滑，即必须使电机的最大转矩大于打滑转矩。所以在系统设计时，传动装置及电机都要有一定的过载能力。

    （5）辊道电机一般离调速装置的距离比较远，电缆很长，而现场环境比较恶劣，高温、潮湿、腐蚀性气体，导致电缆及电机的绝缘下降。另外，变频器输出电压是PWM波形，当电缆两端阻抗不匹配时，会产生行波反射，在电机端电压峰值可达到变频器主回路直流电压的两倍，也会造成电机及电缆绝缘劣化。

    （6）当一套调速装置带数台辊道电机时，为了保证调速装置与电机的安全，在设计时必须进行容量匹配计算与各级保护之间的匹配，避免误动与拒动。

    3、故障现象

       某热轧厂精轧GF17辊道共有19台11kW的电机CONTROL ENGINEERING China版权所有，每台电机额定电流为18.5A，总额定电流为351.5A，变频装置的额定电流为560Awww.cechina.cn，采用无速度编码器的矢量控制，过载能力为136% 1min。在变频装置输出到每个电机之间各配置一只额定电流为100A开关，过载整定在28A，过流瞬动电流为1000A控制工程网版权所有，短路分断能力为40kA。所有开关集中安装在一个开关箱内控制工程网版权所有，开关箱安装在地下电缆沟内。系统框图如图1所示。

图1 系统主回路单线图

       2006年8月24日，GF17辊道中的G124电动机开关跳电，现场人员至电缆沟开关箱送上G124开关，返回操作室后发现监控系统又报G124电动机开关跳电，当现场人员再次来到电缆沟时发现该开关已烧损，触头粘连，箱内临近的开关也有不同程度的烧损，G124电机电缆也烧坏，对G124电机进行检查时，发现该电机接线柱由于锈蚀与松动，导致三相短路。故障处理与恢复时间大约为8h。辊道开关箱损坏如图2所示。

图2 GF17辊道开关箱损坏情况

    4、原因分析

    4.1 无速度编码器的矢量控制变频器应用在辊道传动时必须注意的事项

       变频器采用无速度编码器的矢量控制，这种方式的优点是可以省去测速装置，控制精度比VF控制高，但这种方式应用在辊道传动时必须注意以下三点。

    （1）最低运行频率不能低于1.8Hz，这种控制方式在低速时控制不稳定。
    （2）由于电机参数对采用无速度编码器的矢量控制影响比较大，所以所带电机的参数要尽量保持一致，特别要关注电缆阻抗，电机电阻等参数的自适应。
    （3）一般不可以在变频器运行过程中带电合开关；必须等变频器停下来或变频器输出频率低于10%以下，才可以带电合开关。

    4.2 计算电机侧短路时的电流大小