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随着电力电子器件的制造技术、电力电子变换控制技术以及矢量控制技术的的发展,加之以规模集成电路为基础的全数字控制技术的发展,使得同步电机调速控制系统逐步实现了宽的调速范围、高的稳态净度、快的动态性应等良好的控制性能,充分满足了轧钢机主传动要求。大功率轧钢机主传动领域已出现交流调速传动取代直流传动的趋势,但交流变频调速系统技术难度大、结构复杂,其核心技术多为世界上少数几家知名电气公司所掌握。1981年德国西门子公司研制成功世界上第一台4000KW大型交交变频同步电机调速系统,目前世界上已有数百套这类调速系统投入运行。西门子公司的SIMADYND全数字控制系统就占有举足轻重的位置。 虽然该系统已经投用至今已达三十年的历史,但该系统结构复杂、技术难度大,涉及到电机学、电力电子技术以及现代控制理论三个不同的学科领域,而且每个领域所涉及的内容都是该专业的难点,再加上西门子对核心技术的垄断,对大多数工程技术人员来说,都是一条不可逾越的鸿沟。SIMADYN D控制系统是西门子在UNIX平台下开发的控制系统,需要安装西门子公司开发的STRUC G图形化编程软件。该系统采用图形化自由编程、模块化自由配置、多处理器并行工作的实时处理通用数字控制系统,适用于高技术性能要求的大功率闭环电气传动控制,满足各种复杂的和精确的控制要求。正因为如此,也给该系统蒙上了神密的面纱。 本论文针对励磁同步电机为控制对象,分别从矢量控制的基本原理分析、数学模型的建立、控制系统的功能描述以及软硬件配置的实现为出发点。同时针对大型交交变频同步电机的系统优化、故障处理等做了阐述。由于西门子公司已开发出新的控制系统,为便于系统的运行维护和更新换代,特将此部分内容进行归纳总结,对国内钢铁行业大型交交变频传动系统的改造具有一定的借鉴与参考价值。