已不能满足轧钢机向大型化、高速化方面的发展。随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的迅速发展, 在大型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。
轧钢机是大容量低速运转的生产机械, 交交变频调速是一种十分理想的传动方式。它不仅具有直流传动同样优越的调速性能, 还有许多优于直流传动的特点。
1)效率高、节能效果显著, 比直流传动效率高3-4%, 以西门子公司为宝钢热连轧机R2粗轧机13000KW 电机提出的传动方案为例, 交流比直流年节电628万度/年, 折合52万元/年。
2)体积小、重量轻、转动惯量小。湘潭钢铁厂750轧机改为交流传动后,电机容量加大40%, 而转动惯量仅为直流机的1/6, 使传动系统得到更快的动态响应, 加快了轧机的轧制节奏, 提高产量。湘潭钢铁厂电机改造后综合经济效益提高了30% 。
3)由于交流电机没有整流子换向火花的限制, 电机具有比直流机大得多的过载能力。
4)维护简单、可靠性高, 电机甚至可以直接安装在轧机旁。包钢1150 轧机改造后, 产量提高32%, 维护人员减半, 每年可节约维护费用10万元。
正是由于交交变频调速具有上述优点, 该技术受到国内外钢铁工业和电气传动学术界的极大关注。70年代以后, 随着交流电机矢量控制理论的产生及其应用技术的推广, 世界工业发达国家都投入大量人力物力对交交变频轧钢机主传动进行研究。
到目前, 在世界上已有数百台交交变频轧机主传动投入工业应用,在工业发达国家新建的2000KW以上的轧机主传动, 无论是初轧机, 还是热、冷连轧机, 无一例外全部采用交交变频调速。
在我国, 交交变频调速技术尽管在70年代中期就开始研究, 尤其是冶金系统的电气传动专家们也作出过卓有成效的研究。但中国工业界对交交变频的认识是从80年代冶金企业从西门子公司引进5 套大型交交变频轧机传动装备开始的。这一新技术以其优越的性能和明显的经济效益, 使我国工业界和电气传动学术界清醒地认识到, 在轧钢机主传动中, 交交变频调速取代直流调速已成为发展趋势。
早在本世纪三十年代初期，在汞弧闸流管交交变频器的理论与实验产生的同时，就有人提出交交变频同步电机传动系统的方案，但它在工业上的实际应用却推迟了近三十年。1969年BBC公司研制成功世界上第一台6400KW交交变频同步电机传动装置, 用于法国伦伯尔基水泥厂作水泥球磨机无级调速传动，由于当时还没有合适的大容量高压可控硅，该系统还是采用汞弧闸流管。由于这种传动方式在大容量低速传动领域具有良好的运转性能，到1978年, 世界上已有20多套6000KW以上的该类传动用于水泥球磨机传动。
70年代初, 随着交流电机矢量控制理论的产生及其应用技术的推广, 德国西门子公司、AEG公司、BBC公司及日本东芝、富士、日立等大电气公司都投入大量人力物力对交交变频电机传动进行试验研究, 期望这一技术可以应用于高性能要求的轧机主传动及矿井提升机传动, 其中西门子公司在科研与工业应用方面取得了长足进展。
1981年西门子公司研制成功世界第一台4220KW交交变频同步电机矿井提升机主传动。
同年(1981年)该公司又研制成功第一台4000KW初轧机交交变频同步电机传动系统,使大容量交流调速系统登上了高性能调速的台阶。
1982年日本富士电机公司研制成功日本第一台2500KW初轧机交交变频同步电机主传动系统,但82年以后, 日本各电气公司放弃同步电机变频调速, 而主攻交交变频异步电机调速, 因此, 高性能大容量交流调速传动在世界上开始分成两大学派：即以西德为代表的同步电机调速和以日本为代表的异步电机调速。日本东芝公司1988年为川崎制铁公司研制了世界上第一套交交变频异步电机调速高精度冷连轧机,速度响应达到60弧度/秒, 速度控制精度为0.004％, 超过了直流调速的指标，但由于同步电机变频调速对于大容量轧机主传动具有许多异步机所不及的优点，日本80年代末又开始研制同步电机变频调速装置,三菱电机公司1990年推出世界最大转矩交交变频同步电机轧机主传动, 7000KW,35/79rpm，
1992年又陆续制造2-3台同步电机轧机主传动装置。东芝公司制造了日本最大容量11250KW交交变频同步电机轧机主传动,1992年投入运行。
此外，世界其他国家也进行过该传动系统的研究。1983年,苏联研制了3200KW交交变频同步电机水泥球磨机传动。1987年加拿大GE公司研制了8000HP交交变频同步电机作为破冰船螺浆传动。1985年法国 Alsthom公司制造了12000KW初轧机主传动, 该同步机电压达到5900V。 1990年ABB公司为日本长崎三菱造船的游船驱动制造的交交变频同步电机为12000KW*2, 效率高达96％, 采用全数字矢量控制。表1列出世界各国交交变频同步电机轧机主传动的典型实例。
