西门子全集成驱动系统医治上汽“心病”

西门子全集成驱动系统，这一全球首个真正针对整个驱动链提供的“一站式”解决方案，2011年5月，上海汽轮机厂超速动平衡试验室驱动系统技术改造成功，便实现了93%的节能效果，帮助工厂实现节能减排任务。西门子全集成驱动系统助上汽动平衡装备动力能耗成本降低93%

上海汽轮机厂被誉为“中国汽轮机摇篮”，成立于1953年，是中国第一家设计与制造汽轮机的企业，以设计、制造火电汽轮机、核电汽轮机和重型燃气轮机为主。在上个世纪80年代后，开始快速发展，现在汽轮机产量世界第一，年产量超过36000万千瓦，销售额100亿人民币。超速动平衡试验台每年需要试车200根左右的转子，支持600 MW、1000 MW、1200 MW转子试车，可试车超超临界机组，转子最大重量200吨。

改造前上海汽轮机厂的试验平台是国内自主研发设计的第一套高速动平衡试验装置，迄今有近40年历史。40年来超速动平衡试车系统一直是上汽厂引以为豪的核心装备，一度是华东地区唯一能承担大型转子动平衡试车的专用装备，几十年来为汽轮机厂也为国家装备制造业做出过重大的贡献。它由测量系统，真空系统和驱动系统三部分组成;其中驱动系统用8MW凝汽式汽轮机，由三台20吨/小时的蒸汽锅炉提供蒸汽来驱动汽轮机。每根转子的试车的驱动能源成本远远高于行业的平均水平。由于系统庞大，成本高企，污染严重，渐渐成为拖累企业发展的一桩“心病”。

高速动平衡试验是汽轮机质量的保证，是每个汽轮机转子必须经过的生产过程。驱动系统是平衡试验台的核心，为试验台提供动力。其稳定运行是关键。驱动系统改造是一个复杂的工程，不仅涉及到供电系统，冷却水循环系统，电机，高速齿轮箱等系统，还包括基础设施的改造;未知因素多。由于技术风险极高，如果没有十分把握，不敢贸然行动，因而长期拖延。

加之每年只有3月至5月这个期间，上海汽轮机厂的大部分转子在加工途中，测试任务少，能否在这个期间内完成动力系统的升级改造，是上汽动平衡选择方案的关键因素。

企业当时面临两难选择：改造超速动平衡试验室的动力驱动装置，一旦驱动装置不稳定，或者工期拖延有可能影响企业的全年生产任务，影响经济效益。不改造，能源成本过高，同时影响企业十二五的节能减排指标的完成。蒸汽锅炉还存在污染严重，噪音扰民等严重影响企业社会声誉的问题。

当西门子把《动平衡测试平台驱动系统改造方案》提交到上海汽轮机厂领导面前，上汽厂终于下定了改造的决心。该解决方案中大型传动系统选择了2台5MW SINAMICS GM150变频调速装置和2台4MW H-Compact PLUS高压电机。齿轮箱选择了1台9MW 1:2.5具有调节装置的定制弗兰德齿轮箱。还有3台定制的高性能绝缘联轴器，1台定制的辅助齿轮箱。自动控制系统使用了SIMATIC s7-300 PLC和WinCC系统。整个方案全部采用西门子产品，使用通用的软件，标准的服务，设计、运行在统一的环境，完美支持整个产品生命周期管理，特别是对设计和运行阶段的完善支持。不必为不同系统的接口不匹配做额外的工作，从而简化参数设置、调试和诊断操作，最终大大缩短组态时间，完全可以保障驱动升级在规定时间内完成。

因此上海汽轮机厂做出了现在看来非常正确，而当初意味着必须承受很大压力的两条决定，一是甘冒风险，采用当今最先进的高压交流变频调速技术;二是由于国内没有可以参考的项目，所以改造技术整体解决方案只能依靠企业与西门子协作解决，这需要对西门子解决方案拥有十二分的信心。

在工程的实施过程，上汽动平衡更加体会到了西门子方案的优越性，由于所有方案都是西门子一家提供的，在实施过程中，出现的所有技术问题，西门子挺身而出，毫不推托，解决问题效率高。避免了以前多家企业参与的方案中，各家企业推卸责任的问题，大大提高了安装，调试的速度。

横向驱动总成，能效提高

超速动平衡试验室要求驱动系统在低转速下有较大的启动扭矩，可快速启动，制动。在通过转子临界转速时具有高扭矩功能，能使转子快速经过其临界转速。驱动与增速齿轮箱联接，将转速升速到转子试验要求转速。

驱动系统中，电机是动力源，提供驱动力;通过增速齿轮箱提高转速;增速齿轮箱的输出与中间轴连接，中间轴装置作为大气环境与真空环境的过渡装置，将扭矩传递给试验转子，并带动转子高速旋转，起到轴向连接的作用;同时具有调节轴向位移的功能(可轴向±40mm移动)，便于与试验转子的联接，起到调节作用;配有盘车电机，具有盘车功能;配有轴向止推轴承，可承受试验转子的轴向推力;设有动密封装置，减少由大气侧泄露到真空舱内的空气量等。