0 前言
密煉機是輪胎行業煉膠生產的重要設備，華南輪胎公司1996年引進了美國FARREL公司F370密煉機組。電機選用美國通用公司生產的直流電機，進線電壓為600V，電機功率為3000HP，額定電流3350A，應用范圍的過載電流6700A時可持續60s（允許短時過載到8710A）。驅動部分采用的是美國通用公司DC2000直流雙驅動器并聯運行裝置（單臺直流驅動器輸出的電流2250A），整流變壓器、平波電抗器、測速編碼器、DC 2000 的12脈動運行直流調速控制柜組成的直流傳動系統，應用于高溫高壓和0-60 r／min無級調速的汽車子午胎各種膠料煉膠生產。對直流傳動系統中直流電機的要求是：啟動轉矩大，過載系數大，耐超負荷特性好，四象限運行。
由于種種原因，該設備在運行時，存在著三種故障。①電機在空負荷運行時會無緣無故停止運行（顯示通信故障）；②設備在自動運行時調速電位器如果旋轉到零速時電機會不受控制反轉；③在煉膠負載較大時會停機。為了解決以上存在問題，我們嘗試用西門子全數字直流調速裝置和技術進行改造。
1 改造后電氣傳動系統構成
我們采用SIEMENS公司SIMOREG全數字直流調速裝置和技術，利用原系統的整流變壓器、平波電抗器、主開關、測速編碼器、功率單元與原有的系統正確連接和兼容，適應生產工藝負荷的大范圍變化。
1.1 主回路的構成
改造后系統主回路構成如圖1所示。由于本系統為大容量變流裝置，為了減輕對電網的干擾，特別是減輕高次諧波對電網的影響，采用了十二相變流線路。一臺三相三繞組變壓器，其次級的一個繞組接成星形，作為主機電源；另一個繞組接成三角形，作為從機電源，共同構成了本系統的主回路，即由兩組三相橋并聯組成十二相變流電路，共同給電機供電。
1.2 觸發系統及控制過程
采用兩套6日A70可逆全數字直流調速裝置，分別構成主、從機的控制核心，對兩套可逆功率部分分別進行觸發控制，我們采用了四象限的 SIMOREG 6RA 70裝置，勵磁回路采用單相半控橋，裝置的額定勵磁電流為50 A，電樞不口勵磁回路所有的調節和傳動控制功能通過兩臺高效能的微處理器實現，調節功能在軟件中通過參數構成的程序模塊來實現。
（1） 轉速給定值：轉速給定值分為手動和自動兩種方式，均為模擬量給定4-20 mA信號，對應0-100％給定值，100％給定值對應電機最大轉速，自動給定值的大小由上位機的原料配方決定。
（2） 轉速實際值：由600脈；中／轉脈沖編碼器實現。
（3） 電流調節器：電流調節器是具有相互獨立設定的P（放大值）和調節時間的P，調節器。P或I部分可被切斷（純粹的P調節器或I調節器）。電流實際值通過三相交流側的電流互感器檢測，經負載電阻，整流，再經模擬、數字變換后送電流調節器。電流限幅器的輸出作為電流給定值。電流調節器的輸出為觸發裝置的控制角，同時作用于觸發裝置的還有預控制器。電流調節回路的預控制器用于改善調節系統的動態響應，電流調節電路中的允許上升時間范圍為6-9 ms。預控制與電流給定值和電機的EMF有關，并確保在電流連續和斷續狀態或轉矩改變符號時所要求的觸發角的快速變化。
（4） 電流限幅：在轉矩限幅器之后的可調電流限幅器用來保擴整流裝置電機。最小設定值總是作為電流限幅。
（5） 由于我們采用的是四象限控制的裝置，本身具有無環流控制邏輯，它與電流調節回路共同完成轉矩改變符號時的邏輯控制。必要時可借助參數設定封鎖一個轉矩方向。
（6） 優化過程：6日A70裝置的自優化過程可支持調節器的設定，我們分別對主、從機進行了優化，達到了裝置與電機之間的最佳匹配。
（7） 主從通訊采用6RA 70裝置點對點接口2，在整流裝置之間可進行下列數據交換：發送控制字和實際值、接收狀態字和給定值。
2 負載特性
為了實現轉速和電流兩種負反饋分別起作用，在6RA 70裝置中設置了兩個調節器，分別調節轉速和電流，二者之間實行串級連接。轉速調節器用于轉速的抗擾調節并使之在穩態時無靜差，其輸出限幅值決定允許的最大電流；電流調節器用于電流跟隨，過流自動保護和及時抑制電壓擾動。雙閉環調速系統的兩個調節器一般采用P，調節器。這樣，可以使系統獲得良好的靜、動態性能。所以，系統在啟動和升速過程中，能夠在電流受電機過載能力約束的調節下，表現出很快的動態跟隨性；在減速過程中，由于主回路的可逆性，6RA 70裝置的雙閉環調速系統可以實現快速叵饋制動。
由于密煉機系統的負載為橡膠原材料及相關成分配方，密度大、特性軟，因此決定了電氣控制系統特？quot;軟"的特點。由于優化功能和帶載運行時的精調，使電氣系統控制特性和負載特性達到了較好的匹配，使成品料的性能指標達到了工藝要求。
3 結論
經過近兩個月的運行，證明了本系統有較好的穩定性與可靠性，采用這種通訊方式簡單、實用、經濟、使用操作方便，也說明了6RA 70裝置用于密煉機系統控制是有效和可行的。