ACS6000電壓電流檢測(cè)

ACS6000電壓電流檢測(cè)2023/11/14ACS6000技術(shù)交流概述01ACS6000傳動(dòng)柜基本結(jié)構(gòu)02INU有源整流單元04EXU勵(lì)磁單元05CBU、VLU、WCU單元06ARU有源整流單元03COU單元07概述作為第一套現(xiàn)代化軋機(jī)，它廣泛采用了當(dāng)代領(lǐng)域的新技術(shù)及先進(jìn)的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)高效、低成本、生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的目的。在軋機(jī)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)選型階段，考慮到交直交傳動(dòng)控制系統(tǒng)功率因數(shù)接近為1，且不需補(bǔ)償裝置，因此只考慮交直交傳動(dòng)方案。由于ABB公司采用專為中壓領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的大功率元件IGCT，它具有IGBT的高速開關(guān)特性、GTO的低通態(tài)損耗特性，在廣泛的中壓應(yīng)用領(lǐng)域中的高可靠性，IGCT與電壓源逆變器（VSI）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組合，與其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，具有結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單而且效率更高?；贗GCT的變頻器能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜中壓變頻器的挑戰(zhàn)，軋機(jī)的粗軋及精軋機(jī)都采用了ABB（瑞士）公司提供的ACS6000中壓變頻器驅(qū)動(dòng)，粗軋兩臺(tái)5000KW主電機(jī)由哈爾濱電機(jī)廠制造，精軋兩臺(tái)7500KW主電機(jī)由ABB（芬蘭）公司制造。概述這套系統(tǒng)主回路采用了IGCT功率元件，目前元件的最大規(guī)格已達(dá)4000A、4500V，控制系統(tǒng)采用了交－直－交變頻直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)，功率元件具有開關(guān)損耗低，傳動(dòng)裝置采用模塊結(jié)構(gòu)，具有線路簡(jiǎn)單，傳動(dòng)裝置的效率高，傳動(dòng)裝置的成本低，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染等特點(diǎn)，在大功率容量調(diào)速系統(tǒng)中廣泛采用。目前是世界上大功率電機(jī)傳動(dòng)控制技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品之一。概述粗軋、精軋機(jī)傳動(dòng)采用的ABB公司同步大電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)ACS6000，變頻器及電機(jī)型號(hào)為：粗軋傳動(dòng)ACM6309_A18_2S7_2S7_1V3_C39_W3_W3S/N:140精軋上傳動(dòng)ACS6209_A12_2S9_1V2_C26_C26_W3S/N:138精軋下傳動(dòng)ACS6209_A12_2S9_1V2_C26_C26_W3S/N:139精軋上電機(jī)AMZ2000YY20LSBABBref:2957HE101Serialno：4577028精軋下電機(jī)AMZ2000YY20LSB

ABBref:2957HE102Serialno：4577029概述粗軋變頻器銘牌整流單元電機(jī)1電機(jī)2額定視在功率18000KVA9400KVA9400KVA額定電流1100A860A860A相數(shù)3×32×32×3輸入輸出電壓3160V±10%0~3300V輸入輸出頻率50HZ±20~75Hz連續(xù)過(guò)載115%115%短期過(guò)載150%/60s150%/60s勵(lì)磁輸入電壓3×500V，額定輸出電流：715A，短期過(guò)載：225%/31s概述精軋變頻器銘牌整流單元電機(jī)額定視在功率18000KVA12000A額定電流1100A860A相數(shù)2×32×3輸入輸出電壓3160V±10%0~3300V輸入輸出頻率50HZ±2%0~75Hz連續(xù)過(guò)載115%115%短期過(guò)載150%/60s150%/60s勵(lì)磁輸入電壓3×500V，額定輸出電流：1100A過(guò)載：115%/31s概述粗軋ACS6000單線圖概述精軋ACS600單線圖ACS6000傳動(dòng)柜基本結(jié)構(gòu)1.ARU（有源整流單元）:輸入交流電變?yōu)橹绷?.INU（逆變單元）:直流電變?yōu)榻涣鹘o電機(jī)定子供電3.EXU（勵(lì)磁單元）:輸入交流電變?yōu)橹绷鹘o電機(jī)轉(zhuǎn)子供電4.CBU(電容單元):直流回路充電,對(duì)地隔離保護(hù)5.VLU(鉗形單元):直流回路放電6.WCU(水冷單元）:對(duì)上述控制單元進(jìn)行冷卻7.COU（控制單元）:對(duì)上述各單元建立相互通信,實(shí)現(xiàn)控制

ARU有源整流單元1.相模塊（有IGCT集成門極換流晶閘管與二極管組成）2.INT（接口板):用于AMC與IGCT信號(hào)處理與通信,ACS6000主要接口板,要下裝特定ABB軟件3.GUSP(門極單元電源)：為IGCT提供控制電源4.HVD(高壓分配板)：測(cè)量電壓，測(cè)量數(shù)據(jù)傳給CVMI5.CVMI（電流電壓測(cè)量板):測(cè)量到的電壓,電流信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換6.FSCD（快速短路掃描板）※7.ASE(抗飽和設(shè)備)注：INU（逆變單元無(wú)）※8.SYN(同步接口板)注：INU（逆變單元無(wú)）圖1圖2圖3INU有源整流單元1.INU（逆變單元):為ARU（整流單元）的逆向過(guò)程，原理與ARU類似2.INU與ARU不同點(diǎn)：1)內(nèi)部無(wú)ASE(抗飽和設(shè)備)；2)內(nèi)部無(wú)SYN(同步接口板)；圖3EXU勵(lì)磁單元1.EXU勵(lì)磁單元無(wú)刷勵(lì)磁2.EXU結(jié)構(gòu)整流電路測(cè)量電路

1.PAI（脈沖接口放大板）2.CCB（整流控制板）3.GDR（門極驅(qū)動(dòng)板）4.PTR（偶合變壓器）5.晶閘管整流橋6.過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備1.STA（晶閘管狀態(tài)檢測(cè)）2.MUB（測(cè)量接口板）3.MUI（電壓，電流測(cè)量板）4.MTR（勵(lì)磁電壓測(cè)量）5.D/D（勵(lì)磁電流測(cè)量)圖4有刷勵(lì)磁(我廠使用)CBU電容單元1.內(nèi)部主要有DCLINK電容、充電單元及保護(hù)接地組成。見(jiàn)下圖VLU電壓限幅單元1.放電單元：DC電容放電到正常水平，起放電作用WCU水冷單元WCU

內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)去離子循環(huán)外循環(huán)系統(tǒng)1.冷卻水泵（含電機(jī)）2.熱交換器3.溫度傳感器4.電導(dǎo)率計(jì)5.壓力傳感器6.各單元冷卻水管與快速接頭1.離子交換劑2.微過(guò)濾器3.膨脹箱4.水流量計(jì)5.液位計(jì)6.冷卻水管與快速接頭組成1.三通調(diào)節(jié)閥2.熱交換器3.冷卻水管（冷卻水塔供應(yīng)）

圖5COU:控制單元圖6圖7圖3圖2主要有AMC（應(yīng)用和電機(jī)控制器）:內(nèi)含CPU處理器,ACS6000主要控制板,要下裝特定ABB軟件AMCARU_AMC3功能INU_AMC3功能連接PC連接INT板,對(duì)ARU實(shí)現(xiàn)控制通過(guò)INT板實(shí)現(xiàn)AMC之間通訊連接操作面板連接PC，在線監(jiān)控連接INT板,對(duì)INU實(shí)現(xiàn)控制,通過(guò)INT板實(shí)現(xiàn)AMC之間通訊通過(guò)連接CCB板對(duì)EXU實(shí)現(xiàn)控制連接編碼器,對(duì)電機(jī)速度與位置進(jìn)行控制連S800I/O模塊,對(duì)各繼電器、傳感器等元件控制連AC80，對(duì)主電機(jī)配套設(shè)備控制連接操作面板相模塊a.每個(gè)ARU單元有3個(gè)相模塊b.每個(gè)相模塊主要有4個(gè)IGCT（VF）,8個(gè)二極管（VN、VC、VR）組成。IGCT圖1ARU的作用是將交流整流成直流，INU的作用是將直流逆變成交流。ARU和INU的硬件組成基本上是相同的，唯一不同的就是ARU與INU多兩塊ASE防磁抗飽和板。左圖ARU主回路電氣原理圖。其中包括3個(gè)項(xiàng)模塊，每個(gè)項(xiàng)模塊包括4個(gè)IGCT：VF1、VF2、VF3、VF44個(gè)續(xù)流二極管：VR1、VR2、VR3、VR42個(gè)鉗位二極管：VC1、VC22個(gè)零電位二極管：VN1、VN2GUSP門極單元電源INT接口板1.用于AMC與IGCT信號(hào)處理與通信,2.ACS6000主要接口板,要下裝特定ABB軟件圖21.每個(gè)ARU單元有3套GUSP,2.1套GUSP有4個(gè)電源,分別給4個(gè)IGCT提供電源圖21.HVD高壓分配板：測(cè)量電壓，測(cè)量數(shù)據(jù)傳給CVMI2.CVMI（電流電壓測(cè)量接口板）：把測(cè)量收到的電壓，電流信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換，信號(hào)傳給INT板3.FSCD（快速短路掃描板）:檢測(cè)DC母排有無(wú)短路，信號(hào)傳給INT板4.ASE(抗飽和設(shè)備):檢測(cè)交流側(cè),信號(hào)傳給INT板5.SYN(同步接口板):與高壓進(jìn)線側(cè)11KV電壓同步檢測(cè)FSCD（快速短路掃描板）ASE(抗飽和設(shè)備)圖3項(xiàng)模塊：1個(gè)項(xiàng)模塊有IGCT和二極管和鉗位電容組成GUSP：門極單元電源鉗位電路：電抗器根據(jù)電流的上升率來(lái)保護(hù)，鉗位二極管對(duì)于電抗器作為續(xù)流二極管。EMC濾波器：EMC濾波器用于消除高次諧波，飽和變壓器。接口板：用于COU中控制系統(tǒng)的通訊接口。接口板和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)是通過(guò)光纖進(jìn)行交換的。包括脈沖觸發(fā)和快速保護(hù)功能。門極觸發(fā)信號(hào)是通過(guò)光纖傳到IGCT的。FSCD：快速短路檢測(cè)。用于檢測(cè)主電源回路的短路情況。ASE：抗飽和裝置。用于防止變壓器飽和。電壓電流檢測(cè)裝置：直流電壓是在高壓分離板（HVD）上測(cè)得。其測(cè)量信號(hào)和交流分流器上的信號(hào)在電流和電壓測(cè)量接口板（CVMI）上轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)光纖直接送到INT板上。HVD板CVMI板FSCD板門極單元電源圖3HVD板CVMI板FSCD板門極單元電源圖4圖4脈沖變壓器和門極驅(qū)動(dòng)板脈沖放大板CCB板晶閘管狀態(tài)板STA信號(hào)檢測(cè)板測(cè)量接口板測(cè)量單元板CCB板脈沖放大板脈沖變壓器和門極驅(qū)動(dòng)板晶閘管狀態(tài)板STA信號(hào)檢測(cè)板測(cè)量接口板測(cè)量單元板圖6INU1_AMC3接口板連接INU1_INT接口板CHOCH1CH2CH3CH4CH5CH6