西门子6SL3220-1YD420CB0

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上海朕锌电气设备有限公司
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关于等离子点火装置的简述

        SINAMICS DCM（6RA80）是西门子公司较新一代的直流调速装置，主要为驱动他励直流电机而设计制造。但是，也可以做为直流电压源，用于其它应用场合，比如给电池充/放电、电解池、逆变器的直流母线等等。

        以上这些应用都有标准可循，有成熟的调试规范。

        但是，做为火力发电厂的等离子炉，调试起来却并不容易。

        等离子态，是除固态、液态、气态外的*四种物质存在形式，由大量的自由电子和离子组成，整体上呈现电中性的电离气体。众所周知，固体施加足够的能量，就会变成液态；液态再施加足够的能量，就会变成气态；同理，气态再施加足够的能量，就会变成等离子体。可想而知，等离子体是一种高温高能的存在形式。

        等离子体是宇宙中的普遍存在形式，但是，在地球上，却很少，主要由人工电离而成。各种直流、交流、脉冲放电、激光等均可以用来形成等离子体。

        火力发电厂的等离子炉，就是在阴、阳极上施加直流电压，形成10000~1000000摄氏度的高温等离子体。这等离子体的特性是：电中性、易扰动、会震动。在这种状态下，并没有固定稳定的电阻、电抗等电气特性。

而我们的DCM，要想稳定工作，较好是有已知的（或可测量的）阻抗参数的。这个，就是用DCM驱动等离子炉的难点。

        等离子炉的工作流程如下：首先，阴极向阳极移动到接触位置，形成短路状态；此时，DCM按斜坡函数控制电流的输出；当电流达到设定值时，限较慢慢离开阳极，对气体进行电离，形成等离子体。如下图所示：

        在这个过程中，较关键的是要保持电流的稳定，尤其在阴极脱离阳极的瞬间，电流不能断，否则，拉弧不成功，就不会形成等离子体。

        从工作流程可以看出，用DCM驱动等离子体点火装置，较好工作于电流环模式。这是我对等离子体点火装置的粗浅认知。

二、用SINAMICS DCM驱动等离子体点火装置的调试

        友人接一项目：用现在的SINAMICS DCM替换以前的DC Master 6ra70。我参与到本项目也确实是个意外。但接手后，发现这个项目并不好调。电话咨询曾经的业内人士万泉河，直接被劝退：不要接手这样的项目，巨难调。他曾经的公司的在用DC Master 6RA70调试等离子点火炉时，费尽周折。

        但是，事已至此，没有退却的必要。试，总是要试一下的。

        调试这东东的难点在于1、无法做优化。2、没有阻抗参数可设。3、业主对这东西的认识也很粗浅，提供不了有效的帮助信息。

        但好在有原来的6RA70的参数可以参考。

        不过，上手一测试才发现，事情没有那么简单：一套炉子，有6台点火装置，竟然对应着6套不同的参数。而且，把6RA70的参数运用到DCM中，毫无用处，一拉弧就断，如下图所示：

        图中橙的是电流曲线，淡兰色的是电压曲线，可以看出，阴极脱离阳极的瞬间，电流就断了，电压虽然建立，但于事无补了。此时，会报F60036故障，表示电枢回路断路。可不是么，本来就是电枢回路断路，报的没错，但，为之奈何？

        虽说是工作在纯电流环，但是，电流的预控制 是与EMF实际相关的，如下图所示：

        考虑到这种等离子体虽然性格难以琢磨，但本质还算老实，不会变化太快，所以，与亦师亦友的ZMG先生沟通后，不妨先把预控制关了。然后，尽量让电流环的特性硬一点。按这个思路，