文档介绍：该【变频调速技术ACS6000概述 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【20】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【变频调速技术ACS6000概述 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量中压应用中的可靠性ABB开发了简单的解决方案:集成门极换流晶闸管(IGCT)。这种升级换代性质的技术由经过重新设计的GTO组成,引入了重大的设计创新。这种新型的IGCT能提供快速、均态的转换,且降低了损耗。IGCT与“电压源逆变器”(VSI)拓扑结构连同使用,后者与其它拓扑结构相比,比较简单且效率更高。基于IGCT的变频器能够克服中压变频器的复杂难题。需要较少部件的精简技术在相同的电压额定值上,与现有的低压IGBT解决方案相比,基于IGCT的中压变频器需要的功率半导体元件通常只有前者的五分之一。IGCT的较低损耗意味着需要较少的冷却设备,并能提供较高的可靠性。部件较少,可靠性较高。解决方案简单。:..ACS60003兆瓦至最高27兆瓦电机转速及转矩控制的中压变频器ACS6000是ABB交流变频器产品系列中最新的兆瓦级新增产品,最适合大多数要求很高的大功率应用。产品主要特点:有源整流器装置:用于四象限操作及降低谐波。线电压装置:。共用的直流母线:用于多传动操作及能量共享。模块化设计:获得最佳配置。IGCT功率半导体器件:具最高可靠性。DTC控制平台:获取极高的转矩和转速性能。ACS6000中压传动系统包括两个ARU(ActiveRectifierUnit)整流单元,两个INU(InverterUnit)逆变单元,两个CBU(CapacitorBankUnit)电容单元,一个VLU(VoltageLimiterUnit)电压限幅单元,两个COU(ControlUnit)控制单元,两个EXU(ExcitationUnit)励磁单元,一个WCU(WaterCoolingUnit)水冷单元和三个TEU(TerminalUnit)动力电缆的连接单元,(ActiveRectifierUnit)整流单元和INU(InterfaceUnit)逆变单元ARU的作用是将交流整流成直流,INU的作用是将直流逆变成交流。ARU和INU的硬件组成基本上是相同的,唯一的不同就是ARU比INU多两块ASE(AntiSaturationEquipment)防磁饱和板。ARU主回路的电气原理图包括:项模块G3021、G3031、G3041,每个项模块包括四个IGCT即VF1、VF2、VF3、VF4,四个续流二极管即VR1、VR2、VR3、VR4,两个钳位二极管VC1、VC2,两个零电位二极管VN1、VN2,两个钳位电容C1、C2,平衡电阻RS1;L3051两个限制电流波动的电感。:..:..INUARU主回路电气原理图相反,在此就不再介绍。(CapacitorBankUnit)电容单元CBU在ARU和INU之间,起到一个直流稳压作用,如图。CBU主要包括9组2ⅹ,以及一个接地刀闸。(ExcitationUnit)励磁单元EXU是ACS6000的励磁单元。EXU主要包括两部分:第一部分是整流桥,它用的是可控硅整流;第二部分是过压保护装置,它包括几个大电阻,用来保护大电流对整流桥的冲击。:..4WCU(WaterCoolingUnit水冷单元)这套传动系统由于功率大,发热量大,所以采用的是内循环水冷却的方式。通过图可以看出这套水冷系统是用外循环水通过热交换器来冷却内循环水。,本套系统还包括一个离子过滤器。:..5COU(ControlUnit控制单元)COU可以说是ACS6000的核心,是整套传动系统的大脑。如图所示,整个ACS6000传动系统在这里被分成了3部分:一部分是整流单元,由一块AMC3板(ApplicationandMotorController)来控制两个整流单元;另外两部分各由一块AMC3板控制一个逆变单元。:..:..ACC(辅助控制单元)它负责系统的控制电源以及系统的辅助控制,包括变压器的辅助信号,电机的辅助信号。–参数变频器类型VSI-NPC电压源逆变器—中性点箝位典型应用泵、风机、输送机、挤出机、压缩机、研磨机、船舶推进、轧钢机、矿用升降机等。典型系统图::..功率范围:3-27兆瓦输入部分二极管:12/24脉冲整流器IGCT:有源整流器输出部分IGCT:6脉冲3级VSI输出电压:-:75赫兹(250赫兹)弱磁>(最高1:5)特点及优点-整个转速范围内恒定的电网功率因数-优化的脉冲波形,最大限度地降低网络谐波(通过IGCT)-DTC(直接转矩控制)-通过共用直流母线的多变频器-无熔断器备选件-制动斩波器-定制电机类型感应电机及/或同步电机:..AC800MAC800M模块包括CPU,通讯模块,电源模块及附件。CPU模块以内存不同,是否支持冗余分成几类。每个CPU上有两个以太网口用于连接操作站,工程师站管理站或高级应用。两个以太网口可设置为冗余,用于提高系统可利用率。控制器配置了两个RS232口,调试工具或与外部设备或系统进行通信。在CPU模块旁可以添加一系列的通讯模块或I/O模块。例如:1)另加的RS-232C接口,可以使系统联接更多的外部系统或设备。2)ProfibusDP、DP/V1接口。使S800、S900I/O系统以远程I/O方式集成,同时可支持市场上的符合Profibus的产品和设备。3)FoundationFieldbus接口,提供基金会现场总线的HSE,可直接连接FF总线H1适配器。4)Masterbus300接口,支持AdvantOCS和ABBMaster系统。5)S100I/O接口,支持AC410/450及Masterpiece200的I/O系统。6)ABBINSUM接口,直接支持电气开关的控制和监视。7)I/O模块,S800I/O为AC800M的本地I/O站。以上这些连接方式和扩展选择使AC800M无比的开放和可扩展。非常容易与现实应用的各种系统、设备、接口相连接,用户可以根据不同需求,选择基本系统,或今后扩展以适应各种变化需求。,为模块化设计,经济、灵活、易于安装、接线,并可直接与传动系统连接,其模块及接线端子可任意组合以适用与不同空间及应用要求。功能描述S800I/O可通过ProfibusDP或ABBAF100现场总线实现与高一级控制系统的通信。同时可与ABB传动设备连接,模件状态由状态显示灯显示,也可通过现场总线远程诊测。数据通过现场总下周期传输,通信模件周期扫描I/O模件,根据模件类型扫描周期为4~,包括总线接口模件冗:..模件冗余。S800I/O站组成每一个S800I/O站由以下模件组成。1或2个现场通信模件最多24个I/O模件可分为:--1个基本组--7个扩展组,每组最多12个I/O模件特点-可通过ProfibusDP/DPV1或AF100现场总线通信,支持冗余配置-每模件及通道状态显示灯易于错误诊断-全系列I/O模件类型,覆盖工厂应用范围-标准DIN导轨安装-支持电源及总线介质冗余,可无扰动切换-所有输出可强制或预设定-易于连接传动系统,降低通信延迟及节省费用-所有模件注塑成型,防护等级为IP20(IDC529)-I/O模件通过机械锁定键与接线端子锁定-所有模件均可带电插拔提供本质安全模件及HART通讯:..DTC下面简单的介绍一下矢量控制算法(VC)与直接转矩控制(DTC)算法这两种控制方案的优缺点。:。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens,AB,GE,Fuji等国际化大公司变频器上。采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。:在80年代中期,德国学者Depenbrock教授于1985年提出直接转矩控制,其思路是把电机和逆变器看成一个整体,采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算,通过跟踪型PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。因此,无需对定子电流进行解耦,免去矢量变换的复杂计算,控制结构简单。直接转矩控制技术,是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法,直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型,计算与控制异步电动机的磁链和转矩,采用离散的两点式调节器(Band—Band控制),把转矩检测值与转矩给定值作比较,使转矩波动限制在一定的容差范围内,容差的大小由频率调节器来控制,并产生PWM脉宽调制信号,直接对逆变器的开关状态进行控制,以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化,而是取决于转矩而是取决于转矩的实际状况,它不需要将交流电动机与直流电动机:..方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型,没有通常的脉宽调制信号发生器,所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调,是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。控制性能比较表:注意:直接转矩控制DTC和矢量控制是变频器的两种不同的算法。在SIEMENS变频器中,MM440/6SE70有转矩控制功能。它是矢量控制算法中的一个控制功能而已,即MM440/6SE70变频器不仅可以控制电机的转速,也可以通过电机转矩设定值来控制电机的转矩(在上期我们已介绍过)。请不与DTC直接转矩控制算法相混淆。电力电子的变流器在钢铁方面的应用及缺点电力电子的变流器在钢铁方面的应用主要有两个方面:一个是大型轧机传动,由交流调速取代直流调速,提高轧钢能效;另外一方面是环保节能的传动,例如钢铁工业中的高炉鼓风机,冶炼除尘风机和水泵等等,现在大多数还是采用档板截流的调节方式,采用高压变频调速将产生较大的节能效益,市场前景广阔。当前在轧机主传动中应用的交流调速技术主要是交—交变频调速,IGCT/IGBT三电平交—直—交变频调速。虽然变频调速有诸多优点,但也有其不利因素,主要问题是电流中含高次谐波较多,除对电网有污染外,也使电机自身增加损耗,引起电机发热。再有,变频器价格贵、投资回收器长、技术复杂、尤其在实现闭环自动控制时,还需进行技术处理。此外,不是任何情况下变频器都节电,如果电机负载变化不大,或深井泵配有水塔,节电、节水效果都不大,就不宜使用变频调速。