ABB变频器（培训资料）课件.ppt

ACS800MultidriveIGBTSupplyUnitACS800多传动ISU,ZhangGang2005/06/21,IGBT Supply Unit(ISU)IGBT整流单元,IGBT Supply Unit(ISU)IGBT整流单元,ISU Block Diagram ISU框图,Charging circuit充电回路,LCL filterLCL滤波器,Line Converter电源侧变流器,IGBT Power Switches IGBT功率开关器件 ACS 800 MultiDrive Hardware ACS800多传动硬件 Input Filter 输入侧滤波器 DTC Based Control 基于DTC技术的控制 Power Rating 70-5450 kVA 功率范围 705450kVA,Core Technology 核心技术,Main Switch 主回路开关,The cabinet(1/3)contains 辅助控制柜和输入柜Circuit breaker or contactor断路器 或 接触器Disconnector(if not withdrawable circuit breaker)隔离开关（如果不使用可抽出的断路器）Auxiliary power distribution辅助电源配电Options like emergency stop circuits急停电路等可选件,LCL Filter LCL滤波器,The cabinet(2/3)contains LCL滤波器:Filter(LCL)for buffering switching frequency from net.LCL滤波器用于隔离高频开关频率进入电网Ventilator for filterLCL滤波器风道,IGBT Supply Module IGBT整流模块,The cabinet(3/3)contains IGBT整流:Regenerative IGBT converter for supplying DC power.The converter is hardware compatible with motor inverters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。Ultra fast(25 microsecond)control for DC voltage and gives supreme voltage dip immunity快速（25微秒）的直流电压控制提供完美无波动的直流电压。Inverter ventilatorsIGBT整流模块风道。,IGBT Supply Module IGBT整流模块,Power ratings 功率等级,400V IGBT Supply Units,400V IGBT整流单元,500V IGBT Supply Units,500V IGBT整流单元,690V IGBT Supply Units,690V IGBT整流单元,R6i-4 x R8i ISU模块产品供货情况介绍,从 60 kVA 到 1840 kVA,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 140 kVA只有一种模块规格用于 170 到 1840 kVA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 1 kHz)基于DTC 技术的进线侧逆变器去除低频谐波(1 kHz 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 4x R8i ISU 模块+LCL 滤波器,R6i,R7i,R8i,170-1840 kVA380V-690V,70-140 kVA380V-690V,LCL-滤波器用于 R8i-4 x R8i,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:600 mm 宽,1 x ISU/R8i+1 x LCL(小型号)800 mm 宽,2 x ISU/R8i+1 x LCL(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,nLCLmR8i Quick Connector KITs,LCLR8i,LCL2R8i,LCL2R8i RITTAL,2LCL3R8i,2LCL3R8i RITTAL,ALCL_1X_X Quick Connector KIT,RITTAL TS8 example/R8i assembly kitsl,=Mounting kit,=Plug connector kit,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。,DTC Applied to Line Converter,DIRECT TORQUE CONTROL=DIRECT POWER CONTROL直接转矩控制直接功率控制THE VOLTAGE AT NETWORK IS GENERATED BY THE FLUX 通过磁通控制电网侧电压THE POWER CAN BE INTERPRETED DIRECTLY TO TORQUE功率与转矩具有直接对应的关系,DTC 整流技术,DTC Control loop DTC控制环,Controls amplitude of flux(=voltage)and torque(=power)控制磁通（电压）与转矩幅值（功率）,Hysteresis Control 滞环控制,Load Step 负载阶跃,Main goal is to stabilize dc voltage Load step of 40 kW(P nom=50 kW)主要目标为稳定的直流电压负载阶跃为40kW(P nom=50 kW),Current Waveform 电流波形,SMALL HARMONIC CONTENTS(THD 5%)低谐波含量（THD5%),Power Factor control 功率因数控制,Harmonical components 谐波成分,Spectrum components of the line converter整流器频谱图,DC reference change,改变直流电压给定值,DC voltage controller 直流电压控制器,DC voltage controller 直流电压控制器,Technology,New LCL-filter 新型LCL滤波器,Two three-phase common mode reactors in series 两个三相共模电抗器串联 aluminium foil windings 铝箔绕组 low loss core material 低损耗铁芯材料 Delta-connected capacitors between reactors 电抗器之间电容连接 oil impregnated,non PCB technology 油浸 无PCB技术 low losses,low dissipation factor tgd 低损耗 lifetime 100000 h 寿命 100000 h Capsulated in module with cooling fan模块内置冷却风机,Filter construction 滤波器结构,Technology,control features 控制特性,DTC based control,3 kHz average fSW 基于DTC的控制，平均开关频率3kHzFast control,25 us time level for measurements and control loop高速控制，25微秒级的测量和控制环New current control method produces sinusoidal line current and damps the filter resonance(patent pending)新的电流控制方式产生正弦波电流，阻尼滤波器谐振Voltage raise:400 V input and 690 V output电压提升，400V输入电压可690V输出电压Q power compensation无功补偿,Advanced control principle,Flux circle,Voltage frame,Current circle,I/O-Connections,DI1-Ack.of converter fan 整流模块风机确认信号DI2-ON/OFF Control 启动/停止DI3-Ack.of main Contactor 主接触器确认信号DI4-Earth fault 接地故障DI5-Aux.voltage fault 辅助电压故障DI6-Reset 复位DO1-Charging contactor ctrl 充电接触器控制DO2-Fault indication 故障指示DO3-Main contactor control 主接触器控制,默认I/O连接,I/O control Starting Sequence 1,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/O control Starting Sequence 2,I/O 控制启动时序 2,ON:DI2 START:DI7,ISU Signals and Parameters 信号和参数,Actual signals are in groups one and two 实际信号 组1,组2-frequency,current etc.频率,电流等 Group 4 is information 固件和整流器信息 组4-software versions and converter data 软件版本和整流器数据 7.01 is Main Control Word 7.01主控制字-bit three(B3)is used to start the converter 第三位启动整流器 Group 8 includes status words 组8 状态字-ready,tripped etc.就绪,故障等 Group 9 includes Fault Words 组9 故障字-overcurrent,overvoltage etc.过流过压等 Parameters start from group 组11组99 参数-Group 99(start-up data)is the latest group,Main Control Word 主控制字,MAIN CONTROL WORD(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,Command to“RDY_RUN”-state,Command to“OFF”-state,Not used,RUN,Not used,RESET,Not used,Not used,REMOTE_CMD,Not used,Command to“RDY_REF”-states,Stop by coasting,Fault resetting with a positive edge,0,Overriding computer is requested to control the converter,Only OFF commands are valid,Main Status Word 主状态字,Fieldbus Control Start Sequence stepA1,现场总线控制的启动时序图第一步1,a rising edge of Main Control Word(MCW)bit 0 and simultaneous high level of digital input DI2(i.e.the operating switch on cabinet door turned first to position START and thereafter left to position 1),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.),Fieldbus Control Start Sequence StepA 2,现场总线控制的启动时序图第一步 2,a rising edge of digital input DI2(i.e.the operating switch on cabinet door turned first to position START and thereafter left to position 1)and simultaneous high level of Main Control Word(MCW)bit 0,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.,Fieldbus Control Start Sequence StepB,现场总线控制的启动时序图第二步 调制,The modulator is started by high level of Main Control Word(MCW)bit 3,andstopped by low level of bit 3.The modulator can be started only after the charging of the DC bus is completed.,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.,Stop ISU ISU 的停止,stop signal from the three-position operating switch on the cabinet door stops the modulator and opens the main contactor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The modulator can also be stopped from the Stop()key on the control panel and from DriveWindow in local mode,and from an external control system in remote mode.These functions do not open themain contactor,but the line-side converter only shifts to the 6-pulse diode bridge mode(no regenerative braking is allowed/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),DC Voltage REF 直流母线电压给定值,11.01 DC REF Select(re-power)直流电压给定源23.01/AI/FB23.01 DC Volt REF 2.07 直流母线电压给定值,1)(65%.120%)sqrt(2)par.4.04 CONV NOM VOLTAGE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)(approximately 65%.110%)sqrt(2)par.4.04 CONV NOM VOLTAGENote:The program limits the minimum value to sqrt(2)UAC,Reactive Power REF 无功功率给定值,11.02 Q REF Select 无功功率给定源 24.01/24.02/AI24.01 Q power REF(%PN)无功功率给定值(%PN)Positive value denotes capacitive load.正值为容性负载Negative value denotes inductive load.负值为感性负载24.02 Q power REF2 单位由24.03设置的Q 给定值24.03 Q power REF2 Select24.04 Q power REF Add(kVar)叠加在 Q power REF2,Reactive Power REF 无功功率给定值,I/O setting 基本I/O设置,Group13 Analogue Input 1-3 模拟输入Group14 Digital Output DO2 DO2 设置Group15 Analogue Output 1-3 模拟输出Group18 LED Panel Control NLMD-01 LED显示面板的控制LED PanelOutput（109）Scaled Panel（100）,System Control Inputs 系统控制输入,16.01 RUN BIT Select(DI2/DI7)运行信号给定16.02 Parameter Lock/16.03 Pass Code/16.06 Parameter Backup16.08 Fan SPD control Mode(Const 50Hz/Run Stop/Controlled)风机速度控制方式16.10 INT Config User(012)number of parallel connected converters 并联连接运行的整流器的个数16.14 Power Sign Change 功率符号设置positive=power flow from supply network to intermediate circuit 从电网流向直流母线为正negative=power flow from intermediate circuit to supply network)从直流母线流向电网为负16.15 I/O Start Mode(DI2 level/DI2 edge),21 Start/Stop 起动/停止,21.01 DC Level Start(No)使用直流电压激活IGBT功能21.02 DC Voltage Level 激活IGBT的直流电压值,直流 电压高于此值时,IGBT工作21.03 Stop Level Time 正向功率达到设定值后IGBT 停止工作的延迟时间 21.04 Stop Level Power IGBT停止工作的正向(整流)功 率值,21 Start/Stop 起动/停止,DC-level Start/Stop 直流电压起动/停止,30 Fault Functions 可编程故障保护功能,*30.01 Panel Comm Loss 控制盘通讯丢失30.02 Earth Fault 接地故障或电流不平衡In parellel connection forced to FAULT,and display CUR NBAL.多个模块并联时强置为FAULT，显示CUR UNBAL.30.03 Earth Fault Level（8/18%PW)接地故障等级30.04 EXT Earth Fault 外部接地故障输入口DI4 设置30.05 EXT Event 外部事件输入口DI5设置30.11 DC OVERVOLT TRIP 直流过压故障427 VDC for 240 V units,740 VDC for 415 V units,891 VDC for 500 V units,1230 VDC for 690 V units30.12 DC UNDERVOLT TRIP 直流欠压故障170 VDC for 240 V units,293 VDC for 415 V units,354 VDC for 500 V units,488 VDC for 690 V units.,31 Automatic Reset 自动复位,31.01 Number of Trials(0)自动复位次数31.02 Trial Time(30 s)自动复位时间间隔31.03 Delay Time(0)故障后复位的延时31.04 Overcurrent(No)过流自动复位31.05 Overvoltage(No)过压自动复位31.06 Undervoltage(No)欠压自动复位If the start command is selected and it is ON,the converter may restart immediately after automatic fault reset.如果有启动信号，自动复位后整流立即启动Do not use these parameters when the drive is connected to a common DC bus.The charging resistors may be damaged in an automatic reset.公共母线系统不应使用自动复位功能,Communication 现场总线通讯,98.01 COMMAND SEL(MSW|I/O)控制命令选择98.02 COMM.Module(NO/Fieldbus/ADVANT-N-FB/STD Modbus/Inverter)通讯适配器选择Group51 Master Adapter Group52 Standard ModbusGroup71 DriveBus COMGroup90 Data Set Receive Addresses(ADVANT/N-FB)Group91 Data Set Receive AddressesGroup92 Data Set Transmit AddressesGroup93 Data Set Transmit AddressesGroup19 Data Storage,70 DDCS Control DDCS通讯设置,70.01 CH0 Node Address CH0节点地址 连接N-FB 或 DriveBus70.02 CH0 Link Control CH0光强70.03 CH0 Baud Rate CH0波特率70.04 CH0 Timeout CH0通讯故障延迟时间70.05 CH0 Comm Loss Ctrl CH0通讯丢失控制70.19 CH0 HW Connection CH0拓扑 star/ring70.15 CH3 Node Address70.16 CH3 Link Control70.20 CH3 HW Conncetion70.06 CH1 Link Control,99 Start-up Data 启动数据,99.01 language 语言选择99.02 Device Name 设备名称 DriveWindow99.10 Supply ID Number 用于外控检查光纤连接99.09 Application Restore 恢复出厂设置99.06 Fast SYNC 整流器启动时快速同步99.07 Line Side ID Run 整流器收到起动命令后进行电源测辨识运行 约5s 99.08 Auto Line ID Run 整流器收到起动命令后自动进行电源测辨识运行 如果初次辨识后电源相序不变可以disable自动辨识,辅助电,Q10合辅助电,直流母线,Q1主接触器,K2充电接触器,充电电阻,LCL滤波器,ISU,ISU,直流熔断器,交流熔断器,3 进线,辅助电,辅助变压器,LCL，ISU风机电源,INU风机电源,24V电源,220 辅助电,ISU控制板,APBU,PPCC LINK,PPCC LINK 1,PPCC LINK 2,24V电源,INU DC电压给定,ISU 控制板,ISU复位,启动信号,充电接触器,故障信号,主接触器,LCL风机过温,ISU主接触器闭合,RMIO DI2,RMIO RO1,RMIO RO3,充电接触器,主接触器,LCL风机确认信号,ISU，INU风机控制电路,直流母线,INU,INU,INU 风机电源,电机电缆,PPCC LINK1,PPCC LINK2,CDP312R,CDP312RISU,CDP312RINU,RMIOINU,24V电源,PPCC LINK,PPCC LINK1,PPCC LINK2,DC电压给定,ISU故障信号,LCL、ISU、INU风机确认信号,