ABB变频器培训课件

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705450kVA,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,nLCLmR8iQuickConnectorKITs,LCLR8i,LCL2R8i,LCL2R8iRITTAL,2LCL3R8i,2LCL3R8iRITTAL,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(THD100000hCapsulatedinmodulewithcoolingfan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(012)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)Group91DataSetReceiveAddressesGroup92DataSetTransmitAddressesGroup93DataSetTransmitAd