ABB变频器(培训资料)3

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 70～5450kVA
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Internal use only!
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
800 mm 宽, 2 x ISU / R8i + 1 x LCL (大型号)
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Internal use only!
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
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Internal use only!
ABB 多传动: LCL 正弦波滤波模块
ACS800 Multidrive IGBT Supply Unit ACS800多传动 ISU
Zhang Gang 2005/06/21
IGBT Supply Unit (ISU) IGBT整流单元
ACS800MD ISU - 2
Internal use only!
IGBT Supply Unit (ISU) IGBT整流单元
Charging circuit 充电回路
LCL filter LCL滤波器
Line Converter 电源侧变流器
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Internal use only!
Core Technology 核心技术
IGBT Power Switches IGBT功率开关器件 ACS 800 MultiDrive Hardware ACS800多传动硬件 Input Filter
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Internal use only!
Current Waveform 电流波形
SMALL HARMONIC CONTENTS (THD <5 %) 低谐波含量（THD<5%)
Inverter ventilators
IGBT整流模块风道。
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Internal use only!
IGBT Supply Module
IGBT整流模块
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Internal use only!
Power ratings 功率等级
Regenerative operation by selfcommutating IGBT bridge 通过自换向IGBT桥实现能量回馈
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Internal use only!
优越的低谐波性能
DTC 和 LCL 滤波器一起--> 谐波小
M
进线侧逆变器 (整流桥) 电机侧逆变 器
LCL 滤波器
源自文库
电机
•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
2×LCL＋3×R8i RITTAL
2×LCL＋3×R8i
RITTAL TS8 example / R8i assembly kitsl
= Mounting kit
= Plug connector kit
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Internal use only!
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d l Ul dt
THE POWER CAN BE INTERPRETED DIRECTLY TO TORQUE 功率与转矩具有直接对应的关系
P T w lc i w
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Internal use only!
DTC Control loop DTC控制环
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
辅助电源配电
Options like emergency stop circuits 急停电路等可选件
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Internal use only!
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 filter LCL滤波器风道
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Internal use only!
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
400V IGBT整流单元
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Internal use only!
500V IGBT Supply Units
500V IGBT整流单元
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Internal use only!
690V IGBT Supply Units 690V IGBT整流单元
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Internal use only!
n×LCL＋m×R8i Quick Connector KITs
ALCL_1X_X Quick Connector KIT
LCL＋R8i
LCL＋2×R8i
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LCL＋2×R8i RITTAL
Internal use only!
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Internal use only!
IGBT 供电单元: 结构
ISU供电单元: R8i - 12xR8i + LCL ISU 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)
ICU
FIU
ISU
DC
Filter unit
RMIO
1 L 1242 r pm SPEED 1242 r pm CURRENT 76 A TORQUE 86 % I
Converter
AC
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ISU Block Diagram ISU框图
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：
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U2 UL 变频器电压矢量 交流电抗器电压矢量
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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：
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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。
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Hysteresis Control 滞环控制
Controls amplitude of flux (=voltage) and torque (=power) 控制磁通（＝电压）与转矩幅值（＝功率） y
rotation direction
380, 400, 415 V 440, 460, 500 V 525, 575, 660, 690 V 100 - 2490 kVA 100 - 2960 kVA 70 - 5450 kVA

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400V IGBT Supply Units
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Internal use only!
R6i, R7i 和 4x R8i ISU 模块 + LCL 滤波器
R6i , R7i
LCL-滤波器用于 R8i- 4 x R8i
R8i
70 - 140 kVA 380V --> 690V
170 - 1840 kVA 380V --> 690V
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Internal use only!
IGBT Supply Module
The cabinet (3/3) contains IGBT整流:
IGBT整流模块
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。
Internal use only!
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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： y1 电网磁通矢量 ____ 电动 y2 变频器磁通矢量 _ _ _ 发电 yL 交流电抗器磁通矢量 U1 电网电压矢量 d 功率转换角
U3 U4
U2
U1 U6
s
s

U5
r
Internal use only!
x
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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)
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DTC Applied to Line Converter DTC 整流技术
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
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：
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Internal use only!
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。