ABB變頻器培訓(xùn)課件

ACS800MultidriveIGBTSupplyUnitACS800多傳動ISU,ZhangGang2005/06/21,IGBTSupplyUnit(ISU)IGBT整流單元,IGBTSupplyUnit(ISU)IGBT整流單元,ISUBlockDiagramISU框圖,Chargingcircuit充電回路,LCLfilterLCL濾波器,LineConverter電源側(cè)變流器,IGBTPowerSwitchesIGBT功率開關(guān)器件ACS800MultiDriveHardwareACS800多傳動硬件InputFilter輸入側(cè)濾波器DTCBasedControl基于DTC技術(shù)的控制PowerRating70-5450kVA功率范圍705450kVA,CoreTechnology核心技術(shù),MainSwitch主回路開關(guān),Thecabinet(1/3)contains輔助控制柜和輸入柜Circuitbreakerorcontactor斷路器或接觸器Disconnector(ifnotwithdrawablecircuitbreaker)隔離開關(guān)（如果不使用可抽出的斷路器）Auxiliarypowerdistribution輔助電源配電Optionslikeemergencystopcircuits急停電路等可選件,LCLFilterLCL濾波器,Thecabinet(2/3)containsLCL濾波器:Filter(LCL)forbufferingswitchingfrequencyfromnet.LCL濾波器用于隔離高頻開關(guān)頻率進入電網(wǎng)VentilatorforfilterLCL濾波器風(fēng)道,IGBTSupplyModuleIGBT整流模塊,Thecabinet(3/3)containsIGBT整流:RegenerativeIGBTconverterforsupplyingDCpower.Theconverterishardwarecompatiblewithmotorinverters可回饋IGBT整流器提供直流能量。IGBT整流器與電機側(cè)逆變器硬件兼容。Ultrafast(25microsecond)controlforDCvoltageandgivessupremevoltagedipimmunity快速（25微秒）的直流電壓控制提供完美無波動的直流電壓。InverterventilatorsIGBT整流模塊風(fēng)道。,IGBTSupplyModuleIGBT整流模塊,Powerratings功率等級,400VIGBTSupplyUnits,400VIGBT整流單元,500VIGBTSupplyUnits,500VIGBT整流單元,690VIGBTSupplyUnits,690VIGBT整流單元,R6i-4xR8iISU模塊產(chǎn)品供貨情況介紹,從60kVA到1840kVA,400V,500V和690V和電機側(cè)相同的逆變器模塊只有一種模塊規(guī)格用于60到140kVA只有一種模塊規(guī)格用于170到1840kVA獨立單元需要外部充電電路LCL-濾波器是獨立落地式帶輪子的單元(R8i)輔助控制電路可以通過I/O或現(xiàn)場總線控制外部I/O和控制(RDCU-02)易于服務(wù)和維護與電機側(cè)相同的逆變器模塊和控制部分-更少的備件插接式連接端子(R8i+LCL濾波器)主要的元件可以從一個方向更換可以通過控制盤或DriveWindow調(diào)試,優(yōu)越的低諧波性能,DTC和LCL濾波器一起-諧波小,LCL濾波器去除高頻和中頻諧波(高于1kHz)基于DTC技術(shù)的進線側(cè)逆變器去除低頻諧波(1kHz以下)結(jié)果:性能遠遠優(yōu)于多脈波二極管整流器,M,LCL濾波器,進線側(cè)逆變器(整流橋),電機側(cè)逆變器,電機,R6i,R7i和4xR8iISU模塊+LCL濾波器,R6i,R7i,R8i,170-1840kVA380V-690V,70-140kVA380V-690V,LCL-濾波器用于R8i-4xR8i,IGBT供電單元:結(jié)構(gòu),ISU供電單元:R8i-12xR8i+LCLISU模塊是一種尺寸裝有輪子和插接式連接器LCL模塊是一種尺寸裝有輪子兩種柜體形式:600mm寬,1xISU/R8i+1xLCL(小型號)800mm寬,2xISU/R8i+1xLCL(大型號),ABB多傳動:LCL正弦波濾波模塊,進線側(cè)電抗器,電容器,逆變器側(cè)電抗器,ABB多傳動:LCL正弦波濾波模塊,nLCLmR8iQuickConnectorKITs,LCLR8i,LCL2R8i,LCL2R8iRITTAL,2LCL3R8i,2LCL3R8iRITTAL,ALCL_1X_XQuickConnectorKIT,RITTALTS8example/R8iassemblykitsl,=Mountingkit,=Plugconnectorkit,ISU的基本原理,ISU的基本原理通過一個交流電抗器的等效電路和矢量圖的來表述。這里：_電動_發(fā)電U1電網(wǎng)電壓矢量U2變頻器電壓矢量UL交流電抗器電壓矢量,y1電網(wǎng)磁通矢量y2變頻器磁通矢量yL交流電抗器磁通矢量d功率轉(zhuǎn)換角,ISU的基本原理,ISU的主要功能是控制電網(wǎng)和直流母線之間的能量轉(zhuǎn)換。交流電抗器的使用目的(電抗的表達式X=jwL)是平波以及給開關(guān)式供電單元工作做能量儲存。在電網(wǎng)和ISU之間的能量轉(zhuǎn)換方程如下所示：僅當在兩個電壓矢量之間存在角度差時，傳遞有功功率。無功功率的傳遞方程如下所示意：,ISU的基本原理,為了得到所需的幅值和有功無功的流向，必須控制變頻器的電壓矢量幅值及其相位d(相對線電壓矢量)。通過保持電纜和傳動設(shè)備之間的功率(能量)平衡，對直流母線電壓進行控制。相角符號決定了功率流向,這樣，ISU既能夠從電網(wǎng)獲取能量，也能發(fā)出能量返回電網(wǎng)。為了在對應(yīng)的輸出電壓等級實現(xiàn)COS=1.0通過設(shè)置磁通的大小，來控制交流輸入電壓。對ISU進行控制必須測量直流母線電壓和兩個線電流。定子磁通（ISU電壓矢量的積分）的計算是通過對電壓矢量（用來產(chǎn)生ISU的輸出電壓）積分得到的，這是因為電網(wǎng)上存在的電壓可以認為是由繞組的旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的。每個繞組是線電壓的一相。繞組上的電壓能用下面的公式來表達：,ISU的基本原理,ISU所產(chǎn)生的實際轉(zhuǎn)矩是通過磁通和電流的矢量積計算得到的：功率是由轉(zhuǎn)矩和角速度的乘積得到的，這樣，ISU既能夠從電網(wǎng)獲取能量，也能發(fā)出能量返回電網(wǎng)：P=wT如果電網(wǎng)的頻率是一個常量，那么功率就直接和轉(zhuǎn)矩成正比。通過控制轉(zhuǎn)矩，在ISU和電網(wǎng)之間所傳送的功率就可以設(shè)置成某個值，從而保證直流環(huán)節(jié)電壓的穩(wěn)定。這些基本條件就使得通過磁通和轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制。,DTCAppliedtoLineConverter,DIRECTTORQUECONTROL=DIRECTPOWERCONTROL直接轉(zhuǎn)矩控制直接功率控制THEVOLTAGEATNETWORKISGENERATEDBYTHEFLUX通過磁通控制電網(wǎng)側(cè)電壓THEPOWERCANBEINTERPRETEDDIRECTLYTOTORQUE功率與轉(zhuǎn)矩具有直接對應(yīng)的關(guān)系,DTC整流技術(shù),DTCControlloopDTC控制環(huán),Controlsamplitudeofflux(=voltage)andtorque(=power)控制磁通（電壓）與轉(zhuǎn)矩幅值（功率）,HysteresisControl滯環(huán)控制,LoadStep負載階躍,MaingoalistostabilizedcvoltageLoadstepof40kW(Pnom=50kW)主要目標為穩(wěn)定的直流電壓負載階躍為40kW(Pnom=50kW),CurrentWaveform電流波形,SMALLHARMONICCONTENTS(THD100000hCapsulatedinmodulewithcoolingfan模塊內(nèi)置冷卻風(fēng)機,Filterconstruction濾波器結(jié)構(gòu),Technology,controlfeatures控制特性,DTCbasedcontrol,3kHzaveragefSW基于DTC的控制，平均開關(guān)頻率3kHzFastcontrol,25ustimelevelformeasurementsandcontrolloop高速控制，25微秒級的測量和控制環(huán)Newcurrentcontrolmethodproducessinusoidallinecurrentanddampsthefilterresonance(patentpending)新的電流控制方式產(chǎn)生正弦波電流，阻尼濾波器諧振Voltageraise:400Vinputand690Voutput電壓提升，400V輸入電壓可690V輸出電壓Qpowercompensation無功補償,Advancedcontrolprinciple,Fluxcircle,Voltageframe,Currentcircle,I/O-Connections,DI1-Ack.ofconverterfan整流模塊風(fēng)機確認信號DI2-ON/OFFControl啟動/停止DI3-Ack.ofmainContactor主接觸器確認信號DI4-Earthfault接地故障DI5-Aux.voltagefault輔助電壓故障DI6-Reset復(fù)位DO1-Chargingcontactorctrl充電接觸器控制DO2-Faultindication故障指示DO3-Maincontactorcontrol主接觸器控制,默認I/O連接,I/OcontrolStartingSequence1,I/O控制啟動時序1,DI2接收到啟動信號,2.5秒,RO3主接觸器閉合風(fēng)機,DI3主接觸器確認,DI1風(fēng)機確認,IGBT開始調(diào)制,斷開充電接觸器,I/OcontrolStartingSequence2,I/O控制啟動時序2,ON:DI2START:DI7,ISUSignalsandParameters信號和參數(shù),Actualsignalsareingroupsoneandtwo實際信號組1,組2-frequency,currentetc.頻率,電流等Group4isinformation固件和整流器信息組4-softwareversionsandconverterdata軟件版本和整流器數(shù)據(jù)7.01isMainControlWord7.01主控制字-bitthree(B3)isusedtostarttheconverter第三位啟動整流器Group8includesstatuswords組8狀態(tài)字-ready,trippedetc.就緒,故障等Group9includesFaultWords組9故障字-overcurrent,overvoltageetc.過流過壓等Parametersstartfromgroup組11組99參數(shù)-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主狀態(tài)字,FieldbusControlStartSequencestepA1,現(xiàn)場總線控制的啟動時序圖第一步1,arisingedgeofMainControlWord(MCW)bit0andsimultaneoushighlevelofdigitalinputDI2(i.e.theoperatingswitchoncabinetdoorturnedfirsttopositionSTARTandthereafterlefttoposition1),主控制字第0位上升沿并且同時DI2保持高電平(柜門的操作三位開關(guān)先撥到START位置,然后保持在位置1.),FieldbusControlStartSequenceStepA2,現(xiàn)場總線控制的啟動時序圖第一步2,arisingedgeofdigitalinputDI2(i.e.theoperatingswitchoncabinetdoorturnedfirsttopositionSTARTandthereafterlefttoposition1)andsimultaneoushighlevelofMainControlWord(MCW)bit0,DI2上升沿(柜門的操作三位開關(guān)先撥到START位置,然后保持在位置1.)并且同時主控制字第0位置1.,FieldbusControlStartSequenceStepB,現(xiàn)場總線控制的啟動時序圖第二步調(diào)制,ThemodulatorisstartedbyhighlevelofMainControlWord(MCW)bit3,andstoppedbylowlevelofbit3.ThemodulatorcanbestartedonlyafterthechargingoftheDCbusiscompleted.,主控制字第3位可以激活(1)/停止(0).只有在直流母線充電完成后調(diào)制器才可以開始調(diào)制.,StopISUISU的停止,stopsignalfromthethree-positionoperatingswitchonthecabinetdoorstopsthemodulatorandopensthemaincontactor柜門上的三位操作開關(guān)的停止信號能停止調(diào)制器，分斷主接觸器只有柜門上的開關(guān)可以分斷主接觸器ThemodulatorcanalsobestoppedfromtheStop()keyonthecontrolpanelandfromDriveWindowinlocalmode,andfromanexternalcontrolsysteminremotemode.Thesefunctionsdonotopenthemaincontactor,buttheline-sideconverteronlyshiftstothe6-pulsediodebridgemode(noregenerativebrakingisallowed/possible).調(diào)制器也能在本地控制模式下，通過控制盤上的Stop()鍵或DriveWindow軟件，以及在遠程控制模式下的外部控制系統(tǒng)來停止。這些功能不能分斷主接觸器，但是進線側(cè)整流器能切換到6脈波二極管橋模式下(不允許/不可能在再生制動模式下),DCVoltageREF直流母線電壓給定值,11.01DCREFSelect(re-power)直流電壓給定源23.01/AI/FB23.01DCVoltREF2.07直流母線電壓給定值,1)(65%.120%)sqrt(2)par.4.04CONVNOMVOLTAGE注意：程序限制了sqrt(2)UAC的最小值，這里，UAC是指實際的供電電壓。,1)(approximately65%.110%)sqrt(2)par.4.04CONVNOMVOLTAGENote:Theprogramlimitstheminimumvaluetosqrt(2)UAC,ReactivePowerREF無功功率給定值,11.02QREFSelect無功功率給定源24.01/24.02/AI24.01QpowerREF(%PN)無功功率給定值(%PN)Positivevaluedenotescapacitiveload.正值為容性負載Negativevaluedenotesinductiveload.負值為感性負載24.02QpowerREF2單位由24.03設(shè)置的Q給定值24.03QpowerREF2Select24.04QpowerREFAdd(kVar)疊加在QpowerREF2,ReactivePowerREF無功功率給定值,I/Osetting基本I/O設(shè)置,Group13AnalogueInput1-3模擬輸入Group14DigitalOutputDO2DO2設(shè)置Group15AnalogueOutput1-3模擬輸出Group18LEDPanelControlNLMD-01LED顯示面板的控制LEDPanelOutput（109）ScaledPanel（100）,SystemControlInputs系統(tǒng)控制輸入,16.01RUNBITSelect(DI2/DI7)運行信號給定16.02ParameterLock/16.03PassCode/16.06ParameterBackup16.08FanSPDcontrolMode(Const50Hz/RunStop/Controlled)風(fēng)機速度控制方式16.10INTConfigUser(012)numberofparallelconnectedconverters并聯(lián)連接運行的整流器的個數(shù)16.14PowerSignChange功率符號設(shè)置positive=powerflowfromsupplynetworktointermediatecircuit從電網(wǎng)流向直流母線為正negative=powerflowfromintermediatecircuittosupplynetwork)從直流母線流向電網(wǎng)為負16.15I/OStartMode(DI2level/DI2edge),21Start/Stop起動/停止,21.01DCLevelStart(No)使用直流電壓激活I(lǐng)GBT功能21.02DCVoltageLevel激活I(lǐng)GBT的直流電壓值,直流電壓高于此值時,IGBT工作21.03StopLevelTime正向功率達到設(shè)定值后IGBT停止工作的延遲時間21.04StopLevelPowerIGBT停止工作的正向(整流)功率值,21Start/Stop起動/停止,DC-levelStart/Stop直流電壓起動/停止,30FaultFunctions可編程故障保護功能,*30.01PanelCommLoss控制盤通訊丟失30.02EarthFault接地故障或電流不平衡InparellelconnectionforcedtoFAULT,anddisplayCURNBAL.多個模塊并聯(lián)時強置為FAULT，顯示CURUNBAL.30.03EarthFaultLevel（8/18%PW)接地故障等級30.04EXTEarthFault外部接地故障輸入口DI4設(shè)置30.05EXTEvent外部事件輸入口DI5設(shè)置30.11DCOVERVOLTTRIP直流過壓故障427VDCfor240Vunits,740VDCfor415Vunits,891VDCfor500Vunits,1230VDCfor690Vunits30.12DCUNDERVOLTTRIP直流欠壓故障170VDCfor240Vunits,293VDCfor415Vunits,354VDCfor500Vunits,488VDCfor690Vunits.,31AutomaticReset自動復(fù)位,31.01NumberofTrials(0)自動復(fù)位次數(shù)31.02TrialTime(30s)自動復(fù)位時間間隔31.03DelayTime(0)故障后復(fù)位的延時31.04Overcurrent(No)過流自動復(fù)位31.05Overvoltage(No)過壓自動復(fù)位31.06Undervoltage(No)欠壓自動復(fù)位IfthestartcommandisselectedanditisON,theconvertermayrestartimmediatelyafterautomaticfaultreset.如果有啟動信號，自動復(fù)位后整流立即啟動DonotusetheseparameterswhenthedriveisconnectedtoacommonDCbus.Thechargingresistorsmaybedamagedinanautomaticreset.公共母線系統(tǒng)不應(yīng)使用自動復(fù)位功能,Communication現(xiàn)場總線通訊,98.01COMMANDSEL(MSW|I/O)控制命令選擇98.02COMM.Module(NO/Fieldbus/ADVANT-N-FB/STDModbus/Inverter)通訊適配器選擇Group51MasterAdapterGroup52StandardModbusGroup71DriveBusCOMGroup90DataSetReceiveAddresses(ADVANT/N-FB)Group91DataSetReceiveAddressesGroup92DataSetTransmitAddressesGroup93DataSetTransmitAd