企业培训_abb变频器培训资料

ACS800MultidriveIGBTSupplyUnitACS800多传动ISU ZhangGang2005 06 21 IGBTSupplyUnit ISU IGBT整流单元 IGBTSupplyUnit ISU IGBT整流单元 ISUBlockDiagramISU框图 Chargingcircuit充电回路 LCLfilterLCL滤波器 LineConverter电源侧变流器 IGBTPowerSwitchesIGBT功率开关器件ACS800MultiDriveHardwareACS800多传动硬件InputFilter输入侧滤波器DTCBasedControl基于DTC技术的控制PowerRating70 5450kVA功率范围70 5450kVA CoreTechnology核心技术 MainSwitch主回路开关 Thecabinet 1 3 contains辅助控制柜和输入柜Circuitbreakerorcontactor断路器或接触器Disconnector ifnotwithdrawablecircuitbreaker 隔离开关 如果不使用可抽出的断路器 Auxiliarypowerdistribution辅助电源配电Optionslikeemergencystopcircuits急停电路等可选件 LCLFilterLCL滤波器 Thecabinet 2 3 containsLCL滤波器 Filter LCL forbufferingswitchingfrequencyfromnet LCL滤波器用于隔离高频开关频率进入电网VentilatorforfilterLCL滤波器风道 IGBTSupplyModuleIGBT整流模块 Thecabinet 3 3 containsIGBT整流 RegenerativeIGBTconverterforsupplyingDCpower Theconverterishardwarecompatiblewithmotorinverters可回馈IGBT整流器提供直流能量 IGBT整流器与电机侧逆变器硬件兼容 Ultrafast 25microsecond controlforDCvoltageandgivessupremevoltagedipimmunity快速 25微秒 的直流电压控制提供完美无波动的直流电压 InverterventilatorsIGBT整流模块风道 IGBTSupplyModuleIGBT整流模块 Powerratings功率等级 400VIGBTSupplyUnits 400VIGBT整流单元 500VIGBTSupplyUnits 500VIGBT整流单元 690VIGBTSupplyUnits 690VIGBT整流单元 R6i 4xR8iISU模块产品供货情况介绍 从60kVA到1840kVA 400V 500V和690V和电机侧相同的逆变器模块只有一种模块规格用于60到140kVA只有一种模块规格用于170到1840kVA独立单元需要外部充电电路LCL 滤波器是独立落地式带轮子的单元 R8i 辅助控制电路可以通过I O或现场总线控制外部I O和控制 RDCU 02 易于服务和维护与电机侧相同的逆变器模块和控制部分 更少的备件插接式连接端子 R8i LCL滤波器 主要的元件可以从一个方向更换可以通过控制盘或DriveWindow调试 优越的低谐波性能 DTC和LCL滤波器一起 谐波小 LCL滤波器去除高频和中频谐波 高于1kHz 基于DTC技术的进线侧逆变器去除低频谐波 1kHz以下 结果 性能远远优于多脉波二极管整流器 M LCL滤波器 进线侧逆变器 整流桥 电机侧逆变器 电机 R6i R7i和4xR8iISU模块 LCL滤波器 R6i R7i R8i 170 1840kVA380V 690V 70 140kVA380V 690V LCL 滤波器用于R8i 4xR8i IGBT供电单元 结构 ISU供电单元 R8i 12xR8i LCLISU模块是一种尺寸装有轮子和插接式连接器LCL模块是一种尺寸装有轮子两种柜体形式 600mm宽 1xISU R8i 1xLCL 小型号 800mm宽 2xISU R8i 1xLCL 大型号 ABB多传动 LCL正弦波滤波模块 进线侧电抗器 电容器 逆变器侧电抗器 ABB多传动 LCL正弦波滤波模块 n LCL m R8iQuickConnectorKITs LCL R8i LCL 2 R8i LCL 2 R8iRITTAL 2 LCL 3 R8i 2 LCL 3 R8iRITTAL ALCL 1X XQuickConnectorKIT RITTALTS8example R8iassemblykitsl Mountingkit Plugconnectorkit ISU的基本原理 ISU的基本原理通过一个交流电抗器的等效电路和矢量图的来表述 这里 电动 发电U1电网电压矢量U2变频器电压矢量UL交流电抗器电压矢量 y1电网磁通矢量y2变频器磁通矢量yL交流电抗器磁通矢量d功率转换角 ISU的基本原理 ISU的主要功能是控制电网和直流母线之间的能量转换 交流电抗器的使用目的 电抗的表达式X jwL 是平波以及给开关式供电单元工作做能量储存 在电网和ISU之间的能量转换方程如下所示 仅当在两个电压矢量之间存在角度差时 传递有功功率 无功功率的传递方程如下所示意 ISU的基本原理 为了得到所需的幅值和有功无功的流向 必须控制变频器的电压矢量幅值及其相位d 相对线电压矢量 通过保持电缆和传动设备之间的功率 能量 平衡 对直流母线电压进行控制 相角符号决定了功率流向 这样 ISU既能够从电网获取能量 也能发出能量返回电网 为了在对应的输出电压等级实现COS 1 0通过设置磁通的大小 来控制交流输入电压 对ISU进行控制必须测量直流母线电压和两个线电流 定子磁通 ISU电压矢量的积分 的计算是通过对电压矢量 用来产生ISU的输出电压 积分得到的 这是因为电网上存在的电压可以认为是由绕组的旋转磁场所产生的 每个绕组是线电压的一相 绕组上的电压能用下面的公式来表达 ISU的基本原理 ISU所产生的实际转矩是通过磁通和电流的矢量积计算得到的 功率是由转矩和角速度的乘积得到的 这样 ISU既能够从电网获取能量 也能发出能量返回电网 P wT如果电网的频率是一个常量 那么功率就直接和转矩成正比 通过控制转矩 在ISU和电网之间所传送的功率就可以设置成某个值 从而保证直流环节电压的稳定 这些基本条件就使得通过磁通和转矩实现直接转矩控制 DTCAppliedtoLineConverter DIRECTTORQUECONTROL DIRECTPOWERCONTROL直接转矩控制 直接功率控制THEVOLTAGEATNETWORKISGENERATEDBYTHEFLUX通过磁通控制电网侧电压THEPOWERCANBEINTERPRETEDDIRECTLYTOTORQUE功率与转矩具有直接对应的关系 DTC整流技术 DTCControlloopDTC控制环 Controlsamplitudeofflux voltage andtorque power 控制磁通 电压 与转矩幅值 功率 HysteresisControl滞环控制 LoadStep负载阶跃 MaingoalistostabilizedcvoltageLoadstepof40kW Pnom 50kW 主要目标为稳定的直流电压负载阶跃为40kW Pnom 50kW CurrentWaveform电流波形 SMALLHARMONICCONTENTS THD 5 低谐波含量 THD 5 PowerFactorcontrol功率因数控制 Harmonicalcomponents谐波成分 Spectrumcomponentsofthelineconverter整流器频谱图 DCreferencechange 改变直流电压给定值 DCvoltagecontroller直流电压控制器 DCvoltagecontroller直流电压控制器 Technology NewLCL filter新型LCL滤波器 Twothree phasecommonmodereactorsinseries两个三相共模电抗器串联aluminiumfoilwindings铝箔绕组lowlosscorematerial低损耗铁芯材料Delta connectedcapacitorsbetweenreactors电抗器之间电容 连接oilimpregnated nonPCBtechnology油浸无PCB技术lowlosses lowdissipationfactortgd低损耗lifetime 100 000h寿命 100 000hCapsulatedinmodulewithcoolingfan模块内置冷却风机 Filterconstruction滤波器结构 Technology controlfeatures控制特性 DTCbasedcontrol 3kHzaveragefSW基于DTC的控制 平均开关频率3kHzFastcontrol 25ustimelevelformeasurementsandcontrolloop高速控制 25微秒级的测量和控制环Newcurrentcontrolmethodproducessinusoidallinecurrentanddampsthefilterresonance patentpending 新的电流控制方式产生正弦波电流 阻尼滤波器谐振Voltageraise 400Vinputand690Voutput电压提升 400V输入电压可690V输出电压Qpowercompensation无功补偿 Advancedcontrolprinciple Fluxcircle Voltageframe Currentcircle I O Connections DI1 Ack ofconverterfan整流模块风机确认信号DI2 ON OFFControl启动 停止DI3 Ack ofmainContactor主接触器确认信号DI4 Earthfault接地故障DI5 Aux voltagefault辅助电压故障DI6 Reset复位DO1 Chargingcontactorctrl充电接触器控制DO2 Faultindication故障指示DO3 Maincontactorcontrol主接触器控制 默认I O连接 I OcontrolStartingSequence1 I O控制启动时序1 DI2接收到启动信号 2 5秒 RO3主接触器闭合风机 DI3主接触器确认 DI1风机确认 IGBT开始调制 断开充电接触器 I OcontrolStartingSequence2 I O控制启动时序2 ON DI2START DI7 ISUSignalsandParameters信号和参数 Actualsignalsareingroupsoneandtwo实际信号组1 组2 frequency currentetc 频率 电流等Group4isinformation固件和整流器信息组4 softwareversionsandconverterdata软件版本和整流器数据7 01isMainControlWord7 01主控制字 bitthree B3 isusedtostarttheconverter第三位启动整流器Group8includesstatuswords组8状态字 ready trippedetc 就绪 故障等Group9includesFaultWords组9故障字 overcurrent overvoltageetc 过流过压等Parametersstartfromgroup组11 组99参数 Group99 start updata isthelatestgroup MainControlWord主控制字 MAINCONTROLWORD MCW 7 01 Bit Name Value Function B0 ON B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B15 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 Commandto RDY RUN state Commandto OFF state Notused RUN Notused RESET Notused Notused REMOTE CMD Notused Commandto RDY REF states Stopbycoasting Faultresettingwithapositiveedge 0 Overridingcomputerisrequestedtocontroltheconverter OnlyOFFcommandsarevalid MainStatusWord主状态字 FieldbusControlStartSequencestepA1 现场总线控制的启动时序图第一步1 arisingedgeofMainControlWord MCW bit0andsimultaneoushighlevelofdigitalinputDI2 i e theoperatingswitchoncabinetdoorturnedfirsttopositionSTARTandthereafterlefttoposition1 主控制字第0位上升沿并且同时DI2保持高电平 柜门的操作三位开关先拨到START位置 然后保持在位置1 FieldbusControlStartSequenceStepA2 现场总线控制的启动时序图第一步2 arisingedgeofdigitalinputDI2 i e theoperatingswitchoncabinetdoorturnedfirsttopositionSTARTandthereafterlefttoposition1 andsimultaneoushighlevelofMainControlWord MCW bit0 DI2上升沿 柜门的操作三位开关先拨到START位置 然后保持在位置1 并且同时主控制字第0位置1 FieldbusControlStartSequenceStepB 现场总线控制的启动时序图第二步调制 ThemodulatorisstartedbyhighlevelofMainControlWord MCW bit3 andstoppedbylowlevelofbit3 ThemodulatorcanbestartedonlyafterthechargingoftheDCbusiscompleted 主控制字第3位可以激活 1 停止 0 只有在直流母线充电完成后调制器才可以开始调制 StopISUISU的停止 stopsignalfromthethree positionoperatingswitchonthecabinetdoorstopsthemodulatorandopensthemaincontactor柜门上的三位操作开关的停止信号能停止调制器 分断主接触器只有柜门上的开关可以分断主接触器ThemodulatorcanalsobestoppedfromtheStop keyonthecontrolpanelandfromDriveWindowinlocalmode andfromanexternalcontrolsysteminremotemode Thesefunctionsdonotopenthemaincontactor buttheline sideconverteronlyshiftstothe6 pulsediodebridgemode noregenerativebrakingisallowed possible 调制器也能在本地控制模式下 通过控制盘上的Stop 键或DriveWindow软件 以及在远程控制模式下的外部控制系统来停止 这些功能不能分断主接触器 但是进线侧整流器能切换到6脉波二极管桥模式下 不允许 不可能在再生制动模式下 DCVoltageREF直流母线电压给定值 11 01DCREFSelect re power 直流电压给定源23 01 AI FB23 01DCVoltREF2 07直流母线电压给定值 1 65 120 sqrt 2 par 4 04CONVNOMVOLTAGE注意 程序限制了sqrt 2 UAC的最小值 这里 UAC是指实际的供电电压 1 approximately65 110 sqrt 2 par 4 04CONVNOMVOLTAGENote Theprogramlimitstheminimumvaluetosqrt 2 UAC ReactivePowerREF无功功率给定值 11 02QREFSelect无功功率给定源24 01 24 02 AI24 01QpowerREF PN 无功功率给定值 PN Positivevaluedenotescapacitiveload 正值为容性负载Negativevaluedenotesinductiveload 负值为感性负载24 02QpowerREF2单位由24 03设置的Q给定值24 03QpowerREF2Select24 04QpowerREFAdd kVar 叠加在QpowerREF2 ReactivePowerREF无功功率给定值 I Osetting基本I O设置 Group13AnalogueInput1 3模拟输入Group14DigitalOutputDO2DO2设置Group15AnalogueOutput1 3模拟输出Group18LEDPanelControlNLMD 01LED显示面板的控制LEDPanelOutput 109 ScaledPanel 100 SystemControlInputs系统控制输入 16 01RUNBITSelect DI2 DI7 运行信号给定16 02ParameterLock 16 03PassCode 16 06ParameterBackup16 08FanSPDcontrolMode Const50Hz RunStop Controlled 风机速度控制方式16 10INTConfigUser 0 12 numberofparallelconnectedconverters并联连接运行的整流器的个数16 14PowerSignChange功率符号设置positive powerflowfromsupplynetworktointermediatecircuit从电网流向直流母线为正negative powerflowfromintermediatecircuittosupplynetwork 从直流母线流向电网为负16 15I OStartMode DI2level DI2edge 21Start Stop起动 停止 21 01DCLevelStart No 使用直流电压激活IGBT功能21 02DCVoltageLevel激活IGBT的直流电压值 直流电压高于此值时 IGBT工作21 03StopLevelTime正向功率达到设定值后IGBT停止工作的延迟时间21 04StopLevelPowerIGBT停止工作的正向 整流 功率值 21Start Stop起动 停止 DC levelStart Stop直流电压起动 停止 30FaultFunctions可编程故障保护功能 30 01PanelCommLoss控制盘通讯丢失30 02EarthFault接地故障或电流不平衡InparellelconnectionforcedtoFAULT anddisplayCURNBAL 多个模块并联时强置为FAULT 显示CURUNBAL 30 03EarthFaultLevel 8 18 PW 接地故障等级30 04EXTEarthFault外部接地故障输入口DI4设置30 05EXTEvent外部事件输入口DI5设置30 11DCOVERVOLTTRIP直流过压故障427VDCfor240Vunits 740VDCfor415Vunits 891VDCfor500Vunits 1230VDCfor690Vunits30 12DCUNDERVOLTTRIP直流欠压故障170VDCfor240Vunits 293VDCfor415Vunits 354VDCfor500Vunits 488VDCfor690Vunits 31AutomaticReset自动复位 31 01NumberofTrials 0 自动复位次数31 02TrialTime 30s 自动复位时间间隔31 03DelayTime 0 故障后复位的延时31 04Overcurrent No 过流自动复位31 05Overvoltage No 过压自动复位31 06Undervoltage No 欠压自动复位IfthestartcommandisselectedanditisON theconvertermayrestartimmediatelyafterautomaticfaultreset 如果有启动信号 自动复位后整流立即启动DonotusetheseparameterswhenthedriveisconnectedtoacommonDCbus Thechargingresistorsmaybedamagedinanautomaticreset 公共母线系统不应使用自动复位功能 Communication现场总线通讯 98 01COMMANDSEL MSW I O 控制命令选择98 02COMM Module NO Fieldbus ADVANT N FB STDModbus Inverter 通讯适配器选择Group51MasterAdapterGroup52StandardModbusGroup71DriveBusCOMGroup90DataSetReceiveAddresses ADVANT N FB Group91DataSetReceiveAddressesGroup92DataS