整流器与逆变器

1、会计学1整流器与逆变器整流器与逆变器Thyristor晶闸管IGBT绝缘栅极二极管整流/回馈单元IGBT绝缘栅极二极管逆变单元主回路(功率元件)接口及通讯线路V/f电压/频率控制VC矢量控制DTC直接转矩控制MC伺服控制运算控制线路(数学模型)电源及触发线路控制回路(电子线路板)交流驱动器 工 程 型 通 用 型交 流 产 品 MICROMASTER EcoMMV420/440交流产 品 6SE70, 71 直 流 产 品直 流 产 品 6RA23, 24 / 6RA70,71(PTC thermistor)Evaluated using an external evaluation unit

2、Characteristic, KTY 84-1xxEvaluated in the drive converter 西 门 子 工 程 型 交 流 传 动 系 统SIMOVERT VC 矢 量 控 制(Vector Control) 6SE70, 6SE71 SIMOVERT MC 伺 服 控 制(Motion Control) 传 动 任 务 普 遍 适 用 的 系 统 方 案R 书 本 型 增 强 型 书 本 型 装 柜 型0.3 - 4 kW2.2 - 37 kW45 - 1200/2300 kWMC 成 柜 型45 - 1500/4000 kWVCSIMOVERT MASTERDRI

3、VES 覆 盖 全 功 率 范 围 用 户 受 益l可 无 间 隙 排 列 安 装l G 型 轨 道 悬 挂 安 装l电 源 上 进 线,电 机下 出 线 性 能l 节 省 约 30 的 柜 内 空 间l 缩 短 了 安 装 时 间l 统 一 的 接 线 方 式 用 户 受 益l 多 台 装 置 可 无 间 隙 安 装l 抗 冲 击 保 护 符 合 标 准VDE 0113 / part 5 VDE 0106(Part 100 / VBG4)lIP20 保 护 等 级 可 选 l 电 源 上 进 线， 电 机 下出 线。 性 能l 优 化 柜 内 安 装 空 间 l 可 触 及 性 好l 简 单

4、 的 壁 式 安 装l 统 一 的 接 线 方 式 用 户 受 益l Ready-to-connect 型l 基 本 设 备 包 括：电网及电机连接板主开关(导线/半导体保护)网侧进线电抗器l 丰富的扩展（选件) 内容:主接触器无线电干扰抑制滤波器输出dv/dv滤波器正弦波滤波器 性 能l 简 单 的 安 装 连 接l 配 置 选 型 快 捷l 缩 短 工 程 时 间 及 工程 风 险功率部分通过I2t监视器做过载保护SN, IN: 额 定 的 连 续 工 作 视 在 功 率 和 输 出 电 流。 在 此 情 况 下 无 过 载 能力SG, IG: 基 本 负 载 额 定 功 率 和 输 出

5、电 流. 恒 转 矩 负 载 时 具 有 1.5 倍 60s 的 过 载 能 力.SB, IB: 允 许 最 大 短 时 功 率 和 电 流. 持 续 时 间 为 每 300s 周 期 60s。160 %SG, IG100 % 91 % 0 60 300SB, IBSN, INt sS %I %M n2/M= 常 数.整流单元 EE整流回馈单元 ERE主动前端AFE(Active Front End)能量-电动能量-发电特点:元件:应用 简单设计 无能量反馈 需制动单元及制动电阻以消耗反馈能量 能量可反馈回电网 当电网故障时不会产生换向故障 正弦波整流及反馈 可调的功率因素 能量可反馈回电网

6、2个可控的整流桥 自整流-IGBT元件 不可控二极管或可控晶闸管 单象限驱动 非频繁制动VDC linkVDC linkVsupply 1.2Vsupply VDC link 4-象限运行 频繁制动(e.g. 反向运行)CVdcLoad(motorinvertersection)S1VVLLI1I2 初始阶段, 电容器C被充电(预充电)至电压V, 充电电流为I2 开关S1闭合, 电流I1增加, 电感L储能 开关S1关断, 电感L中的能量经电流I2传输给电容器C. 由于感应电压效应 VDC = V+V1 通过控制开关S1的闭合与关断, 与电压V和负载无关, 电压VDC保持恒定 开关S1的通断频率

7、越高, 电压VDC的控制越好, 电流 I 越平滑I二极管Diode晶闸管Thyristor绝缘栅极双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)可关断晶闸管GTO(Gate Turn-OFFThyristor)符号特性应用非控可开通可开通, 可关断电流控制电压控制 作为电压源型变频器的整流单元电压源型变频器的整流电流源型变频器的整流 直流驱动器 电压源型变频器一个导电方向 半导体器件可控电压源型变频器电流源型变频器m 简单的门极控制(可控触发) m 不需要缓冲电路m 所需的门极控制功率低m 低损耗m 开关频率高m 电流限制所需的功率控制元件少短路保护不

8、需要其它的辅助元件RectifierOP1S user-friendly op.controlpanelPMUparameteringunitMotor connectingpanelInverterFusesLine commutatingreactor Uk=2%Main switchSupply connectingpanelMain contactorBasic equipmentOptionM3变频器整流单元Motor直流环节 (DC 母排):电容器及恒定的直流母线电压1.35 400V = 540V进线电源:e.g. 3-ph. 400V AC可变电压及频率 0 V2 V1, 0

9、f2 fmax21逆变器2RectifierUser-friendlyOP1Soperator controlpanelPMUparameterizing unitFusesLine commutatingreactor Uk = 4 %Main switchSupply connection panelMain contactorRegenerative unitMotor connecting panelInverterAutotransformerBasic equipmentOptionLine fusesLine com m utating reactorMain switchInp

10、ut contactorInput filter B1 / A1U1/L1V1/L2W 1/L3C/L+D/L-U1 / L1V1 / L2W 1 / L3PE2PE1PEAC 230 VX9:2X9:1X9:5X9:4Term inalfor DC 24 VauxiliarypowersupplyDC bus1U21T11V21T21W 21T3Autotransform erRectifierOP1S user-friendly op.control panelPMUparameterizingunitFusesLine commutatingreactor Uk=2%Main switc

11、hSupply connectingpanelMain contactorMotor connectingpanelInverterBasic equipmentOption0,0%1,0%2,0%3,0%4,0%5,0%6,0%2345678910111213141516171819202122232425Harmonic OrderHarmonic Voltage LevelActive Front End12 pulse6 pulseSIMOVERT MASTERDRIVES高 次 谐 波 分 量 比 较l 四 组 给 定 值 数 组， 可 设 定 参 数 且 可 选； 每 组 给 定

12、值 有 独 立 的 给 定 积 分 器； 四 个 可 调 共 振 跳 转 频 率。l 四 组 控 制 参 数 数 组， 可 优 化 控 制 四 个 不 同 的 电 机。l 4 路 双 向 开 关 量 接 口 3 路 开 关 量 输 入 2 路 模 拟 量 输 入 2 路 模 拟 量 输 出 2 个 RS485 串 行 接 口l 模 拟 /数 字 测 速 机 接 口 (CUVC或T300板)及 电 机 热 保 护 接 口(CUVC) 多 种 功 能，可 设 定l 多 种 可 自 由 组 合 的 功 能 块 9 + 8 固 定 给 定 值 (1 字16 位, 2 字32 位)4 + 4 二 输 入

13、 加 法 器 (1 字16 位, 2 字32 位)3 + 2 减 法 器 (1 字16 位, 2 字32 位)3 + 1 乘 法 器 (1 字16 位, 2 字32 位)2 + 1 除 法 器 (1 字16 位, 2 字32 位)3 高 分 辨 率 乘/ 除 法 器3 + 1 取 绝 对 值, 2 + 1 限 幅 器 (1 字16 位, 2 字32 位)2 + 2 极 值 监 控 器 (1 字16 位, 2 字32 位)2 凸 轮 控 制 器5 + 5 模 拟 量 切 换 开 关3 自 由 特 性 曲 线 块，10 点18与 门, 12 或 门, 8 个 三 输 入 与 非 门, 3 异 或

14、门12 RS触 发 器, 2 D 触 发 器5 个 60s 计 时 器, 2 个600s 计 时 器, 1 双 向 计 数 器， 计 数 范 围： 0.655352 给 定 积 分 器1 PI 或PID 工 艺 控 制 器 用 户 受 益 特 性 电 源 短 时 故 障 时， 更 高 的 连 续 生 产 保 障 无 需 额 外 投 资， 实 现 可 靠 制 动 电 源 故 障 消 除 后， 快 速 恢 复 生 产 实 现 电 机 非 零 速 启 动 可 用 于 热 备 切 换， 更 高 的 灵 活 性 及 安 全 性 快 速 简 便 的 调 试 调 试 时 无 需 很 多 检 测 设 备 动

15、能 缓 冲DC 直 流 注 入 制 动电 源 故 障 恢 复 后 自 动 再 动捕 捉 再 启 动两 台 变 频 器 之 间 的 同 步电 机 参 数 自 识 别 自 优 化 用 户 受 益 特 性 实 现 压 力， 流 量、 位 置 等 闭 环 控 制 用 于 纺 织 摆 动 控 制 变 频 器 关 断 后， 防 止 机 械 误 动 作 直 接 电 机 温 升 监 测 及 保 护 允 许 短 时 发 电 运 行 并 自 动 调 节 频 率 及 减 速 时 间 自 动/ 手 动 控 制； 内 控/ 外 控 可 用 于 控 制 4 台 不 同 的 电 机， 完 成 不 同 的 控 制 任 务 P

16、ID 工 艺 控 制 器 摆 动 功 能 发 生 器 SAFE OFF 安 全 停 车 电 机 温 度 检 测 直 流 电 压 最 大 值 控 制 基 本/ 备 用 控 制 设 定 4 组 电 机 数 组 SIMOVERTVCMC 各 种 控 制 方 式， 统 一 的 操 作:l 参 数 设 定l 监 控、 诊 断l 通 讯PMUOP1 SPC 性 能 用 户 受 益l 4 行 16 字 符 清 晰 显示l 数 字 键 盘l 可 插 拔 l 参 数 存 储 功 能 （ 可 存 储 8 套 参 数 )l 可 读 取 和 下 装 参 数 组l 菜 单 提 示 操 作l 直 接 物 理 量 显 示

17、l 无 需 测 量 仪 器 l 可 用 做 手 持 终 端 l 数 据 备 份l 操 作 简 便 l 快 速 直 接 的 参 数 访 问l 所 有 MASTERDRIVES 通 用V/f 控制转差频率控制矢量控制 调速范围急加减速控制有限制, 4象限运行时在零速附近有空载时间, 过电流限制能力小.急加减速控制有限制(比V/f有提高), 4象限运行时在零速附近有空载时间, 过电流限制能力中.急加减速控制无限制; 可进行连续4象限运行; 过电流抑制能力强.特性 1:10调速精度 根据负载条件及转差频率发生变动应用场合 1:20 1:100 以上 与速度检出精度, 控制运算精度有关 SIMOVERT

18、 3% 0.05% SIMOVERT VC, 10 %at n 5 %Steady-state accuracy and dynamic performanceLowfor n 10 % LowExtremely high0.2 fslipfslip0.0005 %0.001 %0,1 fslipfslipTorque rise time25 ms for n 2 % 5 ms for n 10 %20 ms5 msSingle-motor and group driveswithout high demands placed on dynamic performancee.g.Pumps,

19、fans, simple traversing drivesTypical applicationSingle-motor drivesWith low up to high demands placed on dynamic performance for speed control ranges 1:10e.g.Extruders, fans, traversing- and hoisting drives, centrifugesWith high demands placed on the dynamic performance, even at low speeds andwith

20、incr. speed accuracye.g.Elevators, positioning drives,main rolling mill drives驱 动 装 置 间 的 通 讯 开 环 控 制 闭 环 控 制SIMATIC HMI1 伺 服 控 制MICROMASTERSIMOREGMASTERDRIVES VC MASTERDRIVES MC671SIMODRIVEPC/PGPROFIBUS-DPCOMBIMASTERSIMADYN DSIMOLINKSIMATIC S7 / M7USSMaster Drives使用通讯协议可选主站 硬件配置主板接口 USSS5 95/100U -

21、 CP521 SI - X300 或27/28端子S7 200 - CPU214/215/216- 25/26端子SIMADYN D -CS7+SS4PC - RS485CBC 板 CAN(Controller Area Network) SLB板 装置与装置 SIMOLINK CBP2 板 Profibus DPS5S7SIMADYN D SIMOVERT MASTERDRIVES 的 通 讯SCB1/SCI1,SCI2 板 串行通讯SCB2/SCB2 串行/并行通讯 性 能 用 户 受 益l 可 随 意 组 态 以 实 现 所 需 工 艺 控 制 功 能l 编 程 语 言 为： STRUC

22、 L/Gl 过 程 数 据 存 储l 带 RS232 和 RS485 串 行 接 口l 2 路 增 量 式 编 码 器 输 入 接 口l 标 准 软 件 包 - 卷 绕 软 件- 位 置 控 制 软 件- 角 度 同 步 控 制 软 件 - 多 电 机 传 动 软 件- 提 升/ 电 梯 控 制 软 件l 用 户 可 利 用 其 开 放 的 环 境 实 现 特 殊 应 用 l 机 械 制 造 商 可 保 护 其 know-howl STRUC G 具 有 图 形 化 用 户 界 面， 组 态 方 便 l 用 STRUC L 组 态 时 无 需 特 殊 工 具 l 断 电 后， 数 据 可 保

23、持 性 能 用 户 受 益l 外 配 制 动 单 元l 可 通 过 并 联 扩 大 制 动 功 率l 含 20 kW 内 部 制 动 电 阻l 可 外 接 制 动 电 阻 以 增 大 制 动 功 率。 外 接 制 动 电 阻 带 有 稳 定 监 控 功 能。l 过 载 电 气 保 护 l 实 现 4 象 限 运 行 的 经 济 方 案 l 如 将 来 需 要， 可 以 扩 容 性 能 用 户 受 益l 3 相 铁 芯 交 流 电 抗 器 用 于 标 准 的 变 频 器 或 带 中 性 点 整 流 单 元 ，uk = 2 % l 抑 制 尖 峰 电 流l 抑 制 尖 峰 电 压l 3 相 铁 芯

24、 交 流 电 抗 器 用 于 非 中 性 点 整 流， uk = 4 % l 降 低 谐 波 幅 值l 延 长 传 动 装 置 的 寿 命 性 能 用 户 受 益l 208V 至440V，2.2kW至 37 kW 的 装 置 加滤 波 器 后 RFI 等 级可 达 B1 级l 380V 至440V，45kW至 200 kW 的 装 置 加滤 波 器 后 RFI 等 级可 达 A1 级l 适 用 于 接 地 电 网l 需 与 输 入 电 抗 器 一 起 使 用 才 可 达 所 述 RFI 等 级 l 可 运 行 于 办 公/ 商 业 环 境 l 可 运 行 于 工 业 环 境 l 可 以 很 简

25、 便 获 得 CE 标 志B1 级: 办 公/ 商 业 环 境 A1 级: 工 业 环 境 性 能 用 户 受 益l 3 相 铁 芯 电 抗 器，最 大 频 率 fAmax = 120 Hzl 3 相 铁 氧 体 电 抗 器 最 大 频 率 fAmax = 600 Hzl 抑 制 电 机 的 电 压 变 化 率 (dv / dt)l 抑 制 电 缆 中 的 充 电 电 容 l 可 以 容 许 接 更 长 的 电 缆 l 可 根 据 电 机 最 大 频 率 选 择 相 应 的 电 抗 器 性 能 用 户 受 益l 限 制 电 机 电 压 的 变 化 率 (dv/dt)l 限 制 最 大 电 压

26、尖 峰l 可 最 大 程 度 地 利 用 电 机 效 率， 同 时 体 现 IGBT 的 优 越 性 l 电 缆 长 度 可 达 300 m l 降 低 电 机 运 行 噪 音 性 能 用 户 受 益l 为 电 机 输 出 一 正 弦 波 电 压l 不 会 超 出 根 据 PTB 规 则 所 限 定 的 最 高 电 压l 380 至 460 V 电 压 输 入 时， 最 大 频 率 fAmax = 200 400 Hzl 500 至 690V 电 压 输 入 时， 最 大 频 率 fAmax = 200 Hzl 可 以 使 用 标 准 的EExd 电 机l 电 机 噪 音 维 持 在 正 弦

27、波 输 入 时 的 噪 音 水 平l 电 机 损 耗 维 持 在 正 弦 波 输 入 时 的 损 耗 值l 可 以 配 接 非 西 门 子 电 机 而 无 需 降 额 用 户 受 益l 多 台 装 置 可 无 间 隙 安 装l 抗 冲 击 保 护 符 合 标 准VDE 0113 / part 5 VDE 0106(Part 100 / VBG4)lIP20 保 护 等 级 可 选 l 电 源 上 进 线， 电 机 下出 线。 性 能l 优 化 柜 内 安 装 空 间 l 可 触 及 性 好l 简 单 的 壁 式 安 装l 统 一 的 接 线 方 式 二极管Diode晶闸管Thyristor绝缘栅极双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)可关断晶闸管GTO(Gate Turn-OFFThyristor)符号特性应用非控可开通可开通, 可关断电流控制电