ABB大功率整流(中文资料)

ACS6000中压传动系统的原理及应用摘要对公司在168新型钢管厂穿孔主电机的中压传动系统ACS6000的硬件组成进行了较详细地分析。

关键词ACS6000 IGCT 整流逆变一前言ACS6000SD是advant control system 6000 synchronous drive的缩写。

ACS6000SD是ABB 公司出品的大功率同步电动机所使用的中压传动无级调速系统（简称中压传动系统），它允许用在同一个直流母线上带多个整流单元和逆变单元，从而来实现拖动多个机械设备的功能。

它所使用的功率元件是IGCT（Integated Gate Commutated Thyristor），是一种大功率，高电压的功率元件。

我公司采用的ACS6000中压传动系统是作为拖动穿孔机的两台4000KW同步电机变频调速装置，其进线电压是50Hz交流3160V，中间的直流电压为4850V，输出电压为32.33~40Hz交流3150V。

二硬件组成本厂的ACS6000中压传动系统包括两个ARU（Active Rectifier Unit）整流单元，两个INU（Inverter Unit）逆变单元，两个CBU（Capacitor Bank Unit）电容单元, 一个VLU（Voltage Limiter Unit）电压限幅单元，两个COU（Control Unit）控制单元，两个EXU（Excitation Unit）励磁单元，一个WCU（Water Cooling Unit）水冷单元和三个TEU（Terminal Unit）动力电缆的连接单元，其中有两个TEU是和COU在一个柜体内，详见图1。

图1下面对每个单元作详细的介绍1．ARU（Active Rectifier Unit）整流单元和INU（Interface Unit）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（Anti Saturation Equipment）防磁饱和板。

abb变频器工作原理1. 引言ABB变频器是一种常用的电气设备，用于控制电动机的转速和电力输出。

本文将介绍ABB变频器的工作原理。

2. 变频器的基本组成ABB变频器由三部分组成：整流单元、逆变单元和控制单元。

2.1 整流单元整流单元将来自电源的交流电转换为直流电，并通过滤波器平滑输出。

整流单元通常由整流桥组成，其中包含多个可控硅或二极管，以控制电流的流向和大小。

2.2 逆变单元逆变单元将直流电转换为交流电，并通过PWM（脉宽调制）技术控制输出波形的频率和幅值。

逆变单元通常由多个功率晶体管（IGBT）组成，以提供高效率和可靠性的电力输出。

2.3 控制单元控制单元是ABB变频器的核心部分，负责接收用户输入的指令，并按照指令控制整流单元和逆变单元的工作。

控制单元通常具有先进的数字信号处理器（DSP）和微控制器单元（MCU），以实现高精度的控制和监测功能。

3. 变频器的工作原理ABB变频器的工作原理基于调制技术和控制算法。

3.1 调制技术ABB变频器采用PWM调制技术来控制逆变单元的输出波形。

PWM调制技术通过改变输出波形的脉冲宽度来控制电压和频率。

通过调整脉冲宽度和周期，可以控制输出电压的幅值和频率，从而实现对电动机转速的精确控制。

3.2 控制算法ABB变频器的控制算法基于闭环控制原理，通过测量电动机的转速和电流，以及用户输入的指令，以实现对转速和电力输出的精确控制。

控制算法通常包括速度环和电流环两个控制环，通过对速度环和电流环进行PID调节，可以实现闭环控制并提高系统的响应速度和稳定性。

4. 变频器的应用ABB变频器广泛应用于各种工业领域，包括制造业、矿产业、能源领域等。

其主要应用包括： - 电动机的速度调节和转矩控制 - 节能降耗，提高电气系统的效率 - 轴的精确位置控制- 系统的启动和制动控制 - 系统的故障诊断和报警5. 总结ABB变频器是一种重要的电气设备，其工作原理基于调制技术和控制算法。

电解铝行业应用ABB大功率整流管及并联电流分配问题一﹑前言ABB半导体公司生产用于电解铝和其他冶金领域上的晶闸管和整流管已有着悠久的历史。

通过与设备制造商之间的紧密合作, ABB半导体公司在这些技术要求严格的领域积累了丰富的经验,这对于进一步了解客户的需求、更快的解决系统里可能出现的问题很有帮助。

如下图表1所示,为了满足市场的需求,ABB半导体公司生产了不同级别的电压及额定电流共5种不同的外形的整流管。

二﹑参数的解释及其相关的整流设计VRSM (最大浪涌峰值反向阻断电压):这是最大的单相脉冲电压,管子能够立即阻断. 假如通过的电压超过这一标准,管子就会损坏.这一参数是在5Hz的重复频率, 10ms的半正弦脉冲下测定的.为了能够安全运行, VRSM必须比VRS要高,参见Fig. 1.VRRM (最大重复峰值反向阻断电压): 这个最大电压可以使管子反复的阻断.大于这个标准,管子就会发生故障导致短路. 这一参数是在50Hz的重复频率, 10ms的半正弦脉冲下测定的.为了能够安全运行, VRRM必须比VRR要高, Ö2*Vsupply ,参见 Fig.1.IFAVM (最大平均正向电流):在85℃ 时, 180°正弦脉冲的50% 负载循环下确定的最大通过管子的电流值. IFSM (最大浪涌峰值正向电流): 在没有再外加电压,只是10ms半正弦波脉冲电流下确定的这一最大值. 大于此值,管子就会发生短路而损坏.这一参数对于保护熔断器和断路器的协调是十分重要的.VF0（门坎电压）和rF（斜率电阻）：它们把二极管正向压降用直线来表示,从而可以估算传导损耗[1]. VF0 和rF 应该尽可能低来减小损耗值.P loss = VF0 * I FAV rF* I 2Frms [1]这条直线只是在给定的限制电流范围内有效.TVJM (最大结温) 这个最大值能够估算到硅片连接的温度.假如大于这一值, 管子的额定值就不会再有效,易造成管子的损坏.RthJC：结到壳的热阻RthCH (壳到散热器热阻)：这一方法能够很好的使功率损耗传送到冷却系统中. 关于散热器温度的上升"实际的连接”(整流管内部的硅片)是根据[2]来估算的. RthJC 和 RthCH 应该尽可能的低.ΔTJH = P loss* ( RthJC RthCH ) [2]ΔTJH 是硅片和散热器间的温差.Fm (安装压力）: 此压力能够使管子的运行达到最佳的效果,因此建议使用.较低的安装压力会增加热阻抗导致更高的结温偏离致使整流管其运行寿命降低. 较高的安装压力会使芯片在负载循环中破裂.三﹑设计建议决定所需整流管的电压额定值由于供电电网中会产生瞬态过电压,因此整流管的挑选必须小心谨慎,在不需要昂贵的外部过电压保护下,来控制大多数的过电压.使用[3] 或[4]来估算额定值:VR RM = √2 Vsup k1 [3]VRSM = √2 Vsup k2 [4]Vsup是线间供给电压rms值, 根据供电网的性质,k1 和 k2 是挑选出来的安全系数. 大多数设备设计师选用[3],但是因为高振幅的瞬态过电压具有很低的重复频率,一些设计师就采用[4].比起[3]中的k1,系数k2值通常选择稍微高一点儿的,但是有些设计中的k2 和 k1值是一样的.对于ABB的管子来说,其VRRM和 VRSM有着相当大的区别, VRSM 额定值是能够避免过多瞬态电压的定限.由于从电网方面获得的信息有限,系数k 通常是根据经验来选择的,因此能够可以用于不同制造商的不同型号的产品中.在工业环境中,k通常被选择在2到2.5之间,但是由于供电网的性能较低,k值通常就选择较高的系数值(电路中没有过电压的保护).在确定不准的时候,建议使用K的保守值. ABB的经验就是用高电流整流器连接在它的变压器上,这样能够很好的保护突如其来的过电压,并能够在系数是[4] k2 = 2.5下良好的运行.通过使用具有可控雪崩性能的管子,通常可以看成雪崩整流管,系数k也能够同样减小,因为雪崩整流管具有抗过电压的自保护特性.不建议大幅度的减小k的值, 因为雪崩性能是受能量限制的.ABB有一系列100%测试过的具有雪崩性能的雪崩整流管, 其tp= 20μs,50kW 或更高.装置中管子并联的电流分配问题管子并联时,要求较高的输出电流. 因此需要采取一些措施来避免电流分配带来的过小电流,否则就会导致管子的损坏或采用超出极限不切实际的解决方法.在所有并联电流通路中,主要是为了达到相似的阻抗和感应值.不同的电流通路会导致不均匀的电流分配,使得一个或更多的整流管能够在高温下正常运行. 由于低估了其他并联整流管的过热或不切实际的解决方法,因此会导致管子的损坏.整流管的差别就是通过适当的控制设计来进行补偿,假如没有整流管,就只有通过精密的机械设计以及元配件的精心挑选来平衡其电流.机械的对称设计是达到电流良好分配的要害.这样设计使母线﹑散热器和其他电流传送元件具有很长均匀的电流通路,其对称的设计还能够获得均匀的电感.为了提高电流分配,挑选整流管这一方法是可行的. 50mV VF-宽带通常是在TJM 和电流接近IFav 条件下测量的,从而能够得到良好的电流分配.对于供货商来说,假如不增加成本就能够达到这一要求,将会十分困难.但是供货商可以用2或3交叠VF-宽带来解决这一难题,一个宽带用在一个定位上,但是不同定位或许有不同的宽带,这或许是最切实际的方法了.由于半导体生产商的不同,生产出的产品其特性也几乎没有完全一样的.因此我们不建议使用混频整流管,即使是同一个制造商生产的混频整流管,也不建议去使用.当需要替换零部件时,一个桥臂的元件应该全部更新,从其他好管子中更换下来的旧元件,还可以作为其他部分管子的备件.。

ABB电子技术资料说明书大全ACS 100变频器用于- KW 鼠笼式电机的速度和转矩控制作为Comp —AC?家庭的一员，ACS100丰富了ABB传动产品的内容。

它具有体积小，重量轻，安装和使用方便等特点。

其中无散热器型，结构更加轻巧，OEM商可自由设计散热方式。

适用于—的普通鼠笼电机的速度控制。

ACS100调速性能稳定，过载能力强，低速力矩大，使用效果非常明显。

它能够减少对电机和机械系统的冲击；可以根据生产过程的需要平滑调节电机转速；附加输入滤波器可以减少对电网的污染，三种预设定的操作方式可以灵活选择。

ACS100变频器以其方便的安装方式，优异可*的工作性能，灵活的配置和完善的保护功能将成为用户的首选品牌。

部件传动 ACS 100技术特点电源电压：单相、三相，200 ～ 240V±10% 频率：50 ～60 Hz 基本功率因素：电机电压：三相，0 ～ Umax; Umax 频率：0 ～ 300Hz *）连续负载能力 Comp-AC额定电流 I2 环境温度最大40℃时的过载能力：恒转矩： *I2, 每10分钟允许过载1分钟恒转矩： *I2, 每10分钟允许过载2分钟短时工作制，间歇性或周期性负载时的过载能力，可根据要求提供相应数据。

电机额定频率：50 ～ 300 Hz *）电机额定电压：200 ～ 240 V 开关频率 *）： 4 kHz，标准型8 kHz，低音型 16kHz，静音型加速时间：～ 1800秒减速时间：～ 1800秒控制连接一个可编程的模拟输入：fref－电压信号：0 (2) ～ 10 V, 190kΩ单端- 电流信号：0 (4) ～ 20 mA, 500单端- 电位器给定：10V±2%, max. 10mA, 1kΩ≤R≤10kΩ- 响应时间：≤40ms- 分辨率：%；- 精度：±1%辅助电源：12VDC, max 100 mA三路数字输入：- 12VDC,PNP,NPN逻辑- ABB Standard,3-Wire,Alternative 三种连接方式- 响应时间：≤10ms故障继电器：- 接点的分断电压：12V～250V AC/30VDC- 接点的最大允许功率：XXVA AC- 接点的连续电流：10mA～2A保护过流跳闸电流限幅: ～ *I2 I2t保护 *）过压跳闸欠压跳闸过热保护：90/95℃ I/O端子：短路保护辅助电源：短路保护接地保护：电机接地时，保护ACS100输出侧短路保护输入侧缺相保护欠压缓冲电机过载保护环境要求环境温度：- 输出电流 = I2, fswitch= 4 kHz：0 ～ 40℃- 输出电流 = *I2, f switch = 8 kHz：0 ～ 40℃- 输出电流 =* I2, fswitch = 4 kHz：0 ～ 50℃- 输出电流 =I2, fswitch = 8 kHz：0 ～ 30℃- 输出电流 = , fswitch = 16 kHz：0 ～ 30℃封装形式保护等级：IP20颜色：NCS 1502-Y, RAL 9002, PMS 420 C产品符合标准- 低压指导 73/23/EEC及修正版- EMC指导89/336/EEC及修正版- 质量保证体系ISO9001以下参数可在基本单元中设置，无需控制盘1. 50Hz 额定频率，标准数字输入配置，加减速时间：1/510/30/60S2. 60Hz 额定频率，3-wire 配置，加减速时间：1/5/10/30/60S*)参数可通过控制盘修改。

涂布机整流单元、逆变单元的基本组成（1）整流单元的组成及功率元件涂布机供电单元由辅助控制单元、输入单元、整流单元、中间直流电抗器四部分组成。

辅助控制单元为主断路器的合闸分闸控制部分；输入单元主要有主断路器；整流单元由晶闸管组成的正向桥、反向桥。

如图正向桥将交流电变成直流电，通过中间直流电路向逆变器供电。

反桥用在将多余的电机制动能量回馈到电网的情况，同一时刻只有一个桥在工作，另一个桥处于封锁状态。

组成桥的功率元件是晶闸管。

全称晶体闸流管，曾称可控硅（silicon controlled rectifier）,以前简称SCR,现用VT表示。

有三个引出极，阳极（A）,阴极(K),门极(G)具体如图所示晶闸管是电力电子器件，工作时发热大，必须安装散热器。

我们在供电部分用的都是平板式的。

使用时有两个彼此绝缘的散热器把其紧夹在中间。

具体如图所示普通晶闸管（SCR）靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。

欲使之关断，必须切断电源或使正向电流低于维持电流Ih，或施以反向电压强近关断。

（2）整流单元的电子板整流部分的板子有电源板SDCS-POW-1、电压检测板SDCS-IOE-2、数字连接板SDCS-IOB-22/23、通讯板AMC-DC、脉冲变压器板SDCS-PIN-41、检测板SDCS-PIN-51、Uc电阻板SDCS-UCM-1、接口板SDCS-REB-1、控制板SDCS-CON-2。

各板子的连接情况如下：AMC-DC 相当于RDCO SDCS-CON-2 相当于RDCU SDCS-IOB-23 相当于RMIO电源板SDCS-POW-1如图：电源板作用主要是给数字连接板SDCS-IOB-22/23、（X37）控制板SDCS-CON-2.供电。

上面的SW1选择开关，是选择交流电源的电压等级。

电压检测板有两个模拟信号检测通道。

检测中间直流电压和交流进线电源电压。

检测使用了U/F转换和计数器，具体的是交流电压通过检测板SDCS-PIN-51和控制板SDCS-CON-2来实现。

1．阀导通条件是什么？答：1．阀电压必须是正向；2．控制极必须加适当的触发脉冲．2．阀由导通转向关断的条件是什么？答：在阀电压下降到零后，阀电压在足够长的时间内保持为负值．3．何谓整流？什么叫整流器？答：将交流变直流称为整流，实现整流功能的装置称为整流器．4．何谓逆变？什么叫逆变器？答：将交流变直流称为逆变，实现逆变功能的装置称为逆变器．5．直流输电系统由哪几部分组成？答：直流输电系统由送端交流系统，整流站，直流线路，逆变站，受端交流系统和控制保护系统组成。

6．汞弧阀和可控硅元件相比有什么缺点？答：汞弧阀在运行中容易发生逆弧，需要有真空装置和复杂的温度控制，启动又需要较长的预热时间，而且制造，检修和维护都比可控硅元件复杂。

7．直流输电的优点。

答：1．线路造价低；2．适宜远距离隔海输电；３．输电距离不受电力系统同步运行稳定性的限制；４．限制系统短路电流；５．接线方式灵活，调节速度快，提高运行可靠性；６．交直流输电线路并列运行，提高输电系统稳定性；７．便于分阶段建设，分期投资．8．直流输电的缺点．答：１．换流装置价值昂贵，结构复杂，控制复杂；２．消耗无功功率；３．产生谐波影响；４．缺乏直流断路器；５．大地回线运行对沿途金属构件有腐蚀，以海水为回路运行时，对航海仪表产生影响．9．直流输电系统主要接线方式．答：１．双极大地回线方式；２．单极大地回线方式；３．单极金属回线方式；４．单极双线并联大地回线方式．10．什么是换流单元？答：由换流变压器和换流阀构成的能完成交直流相互转换的基本电路称为换流单元．11．一个可控硅级包含什么？各部分的作用如何？答：一个可控硅级由一个可控硅，一个稳态均压电阻，一个电阻电容阻尼回路和一个TE板构成．稳态均压电阻：稳态均压，使各可控硅上的稳态电压分布均匀；阻电容阻尼回路：在可控硅开通和关断过程中起暂态均压作用；TE板：触发可控硅，实现对可控硅的保护．12．何谓紧急移项？答：迅速延迟整流器的触发脉冲相位，直至α＝１５０˚（或１２０˚）实现移相后整流器被改作逆变状态运行．13．什么是投旁通对？答：旁通对是三相换流器中连接到同一交流相的一对换流阀．投旁通对是同时触发同相的一对换流阀，其它阀被闭锁．14．投旁通对的目的？答：由于旁通对投入后直流回路被旁通对短路，换流器的交流侧只有旁通对连接的交流相与直流回路相连，其它两相被闭锁阻断从而可以减小因故障而使换流变压器发生直流偏磁，同时也可以迅速断开交流侧短路器．15．什么叫特征谐波？答：换流装置在工作过程中，对AC和DC侧都有谐波电压电流产生．这种谐波的次数都是工频率对AC电网频率的整数倍，称为特征谐波．16．１２脉动换流器在交直流侧的特征谐波次数为多少？答：交流侧为１２k±１次；直流侧为１２k次（k为自然数）．17．谐波危害有哪些？答：１．发电机和电容器过热；２．控制器控制不稳定；３．对通讯产生干扰；４．引起电网中局部谐振过电压．18．减小换流器特征谐波方法有哪些？答：１．增加换流器脉动次数；２．装设滤波器．19．何谓交直流输电的等价距离？答：输送功率相同和输电可靠性相当的条件下，直流输电方式与交流输电方式相比，当输电距离达到某一长度时，直流线路比交流线路节省的那部分建设费用，刚好抵偿直流换流站比交流线路变电站增加的那部分建设费用，这个输电距离称为交直流输电举例的等价距离．20．什么是经济比较？答：把建设费用和年运行费用两方面综合起来比较．21．在单极运行中，以负极性运行的优点是什么？答：直流架空线路为负极性，受雷击的几率以及电晕引起的无线电干扰都比正极性时小．22．简述可控硅触发脉冲的产生过程．答：阀控发出的控制脉冲，经光电转换以光脉冲输出，送到阀基电子设备，阀基电子设备将光脉冲转换成电脉冲进行整形放大后，又转换成光脉冲，通过高压光纤传到TE板，TE板再将光脉冲转换成电脉冲，对阀进行触发．23．换流器的工作原理是什么？用于直流输电工程的换流器基本单元都用如上图所示的方式接线，它由六个桥臂（可控硅）组成，按其正常轮流开通的次序编号．每个桥臂由多个串联或并联的可控硅组成，可控硅具有阀的特性，故又称为可控硅阀．在正常情况下，仅能从阳极到阴极这一方向导通，根据这一特性，可控硅阀按次序导通，在直流端产生直流．换流阀的中心端子a,b,c称为桥的交流端．它们对应的接倒换流变压器副边侧的三相上．上半桥的三个阀V1,V3,V5连接到同一点m称为阴极．下半桥的三个阀V2,V4,V6连接到同一点n称为阳极．葛洲坝和南桥换流站均采用两个如上图所示的结构所组成的12脉动双桥换流器接线方式．每个双桥中的两个桥分别由两组相位差为30°的三相交流电源供电．它是由三台单相Y。

ABB集团两部门主要产品情况介绍
1、离散自动化与运动控制部
离散自动化与运动控制部提供帮助客户提高生产效率和能源效率的产品、解决方案和相关服务，其电机、发电机、传动系统、可编程逻辑控制器、电力电子和机器人产品可以广泛应用于电力、运动和控制等自动化领域。

该业务部门在风力发电机行业拥有领导地位，在太阳能领域的产品线也日益丰富。

其主要产品如下：
(2) 过程自动化部
ABB过程自动化部为客户提供仪器仪表、自动化产品和工业流程优化解决方案，服务于石油、天然气、电力、化学、制药、制浆、造纸、金属、矿产、船舶和涡轮增压等行业，致力于帮助客户提高生产效率和能源效率，实现资产价值最大化。

其主要产品如下：。