ACS5000中压变频器

2011-9-23 06:03| 发布者: donghuanet| 查看: 4339| 留言: 0

摘要: ACS5000中压变频器前言基于新一代功率半导体器件IGCT技术和电压源型九电平无熔断器(VSI-MF)设计使得ACS5000变频器具有与生俱来的高可靠性。基于直接转矩控制(DTC)技术的ACS5000变频器根据工艺的需求可提供 ...
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ACS5000中压变频器
 前言

基于新一代功率半导体器件IGCT技术和电压源型九电平无熔断器(VSI-MF)设计使得ACS 5000变频器具有与生俱来的高可靠性。基于直接转矩控制(DTC)技术的ACS 5000变频器根据工艺的需求可提供精确的速度和转矩控制。 

ACS 5000的功率范围达24000 kW,输出电压有 6.0 kV,6.6 kV 和 6.9 kV。适用于平方关系的转矩负载和恒转矩负载。根据不同的功率范围,ACS5000 变频器有空冷和水冷两种型式,7 MVA及以下为空冷,7MVA以上为水冷。其拓扑结构如下。 

IGCT功率半导体器件

新型功率半导体器件 IGCT(集成门极换流型晶闸管)是ABB 公司专为高压变频器市场研制开发的。IGCT 具有IGBT(绝缘门极双极性晶体管)的高开关频率特性,同时还具有GTO(可关断晶闸管)的高阻断电压和低导通损失率特性。因此IGCT是无须串联即可直接应用于高压电网的高速低损耗的功率半导体器件。IGCT继承并超越了IGBT技术和GTO技术。

网侧友好性

ACS 5000的输入侧采用36脉冲二极管整流,对电网具有友好性。对电网侧的谐波完全满足IEEE-519和GB/T 14549谐波标准。

无熔断器设计

ACS 5000 是一种无需熔断器保护的中压交流变频器。其关断时间为25微秒,比传统的快速熔断器快100倍。可以有效的故障控制在设备本体内,不会对上级电网或更高一级电网造成影响。

功率硬件

输入整流桥
标准的12脉冲整流器由两组三相二极管整流桥。三组12脉冲整流器构成36脉冲二极管整流桥。所有整流桥都有RC缓冲器以提供瞬态电压保护。
EMC滤波器
逆变器的输出直接接到一组EMC滤波器上,该滤波器对逆变器的输出进行滤波并消除高频电压成分。这样大大地减少了加到电动机的电压的谐波含量,允许使用标准的电动机。所有dv/dt的影响也大大地削弱, 因此电动机出线端的电压振荡问题也消除了。
 

特殊功能

电机辨识
基于电机铭牌上的数据,ACS 5000内部DTC电机模型的所有参数将自动计算。此程序通常在调试时只需运行一次。然而,如果需要(例如,ACS 5000变频器驱动其它的电机)可以随时进行电机辨识运行。
主电源失电跨越
当输入主电源丢失时,ACS 5000利用旋转的电机和负载的动能继续维持运行,但没有转矩输出。只要电机在旋转并向ACS 5000提供足够的能量,ACS 5000就可以保持正常运行。当供电恢复后,电动机自动地加速至原来设定的速度值并回复到正常工作状态。根据负载惯性,失电跨越的时间最长可达5秒。
磁通优化
当电机负载未饱和时,ACS 5000自动优化电机磁通,降低总体能耗和电机噪音。依据负载转矩和速度,总体效率(变频器和电机)可以提高1-10%。
跟踪启动
处在惯性旋转状态的电机可以切至ACS 5000的输出侧。ACS 5000自动检测电机的运行状态并重新启动电机。
临界转速
当电机在调速过程中需要避开某些电机速度或速度带时,例如机械振动问题,可采用临界转速功能。ACS 5000最多可以设置5组不同的在运行过程中需要跨越的速度或速度带。
保护功能
ACS 5000提供完善的保护功能,包括:
●    电机绕组温度
●     整流桥短路
●    电机堵转
●     充电故障
●    电机欠载
●     电源缺相
●    电机超速
●     过电流
●    欠电压
●     逆变器短路
●    电机缺相
●     接地故障
●    过载
●     通讯故障
●    过电压
●     测量信号丢失
●    电池检测
 
 
●     冷却回路检测
 

主回路电气原理图:

技术参数

输入电压
可以接任何电压等级的中压电源
输入电压波动范围
+10 / -10%
不平衡度最大值
2%
输入频率
50 Hz± 5%
输入整流桥
36-脉波
整流变压器二次侧
2 x 3 x 1920 V
额定输出电压
6000 V
输出电压范围
0.. Unominal V
输出频率
0..± 75 Hz
短时过载能力
120%(1分钟 / 10 分钟)
直流回路额定电压
Ud = 5000 V
辅助电源
400 VAC± 10%,50 Hz,约15kW
系统基波功率因数(变压器一次侧)
≥ 0.97 (20..100% 负载下)
系统总体功率因数(变压器一次侧)
≥ 0.96 (20..100% 负载下)
效率(额定负载下)
98.5%
速度控制精度
额定转速的0.1%
输入侧电压谐波
< 2%
输入侧电流谐波
< 3%
冷却方式
空冷/水冷
运行环境温度
1 .. 40 oC
存储温度
1 .. 55 oC
海拔高度
1000 m a.s.l.
防护等级
IP21
噪音
< 75 dB (A) (额定条件下)
标准
IEC
冲击试验电压
30 kV, 1.2 / 50 ms
交流耐压试验电压
9.6 kV, 1 min
平均无故障时间(MTBF)
50,000H

DCP500
DCS800
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