ACS 产品介绍
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中压传动市场拓扑结构
© ABB Switzerland Ltd 03 / 2003
IGCT技术 不同拓扑结构和不同半导体元器件的系统所需的元器件数量
0 12 24 30 36 50
60
多电平LV IGBT
三电平HV IGBT
两电平SGCT
三电平 IGCT
元器件数量越少 ＝> 可靠性越高
ABB
IGCT技术
IGCT技术
¾ 高可靠性
¾ IGCT的故障率指标FIT = 100 ¾ 交流耐压: 最高 6kV ¾ 直流耐压: 最高 3.9kV ¾ 通态电流: 2200 A ¾ 最少的功率半导体元器件的数量(12 Inv. IGCTs + 2 Pro. IGCT) ¾ 理论计算的MTBF = 50,000H
¾ 抑制谐波
保护不必要的系统的损害 放置在整流器和直流电容之间的保护IGCT–保护速度比普通熔断器快100倍 熔断器---易老化，不可靠，价格昂贵
ABB
适用于新电机或已有电机
输出正弦波滤波器
动态控制低通LC滤波器 消除所有的由逆变器开关带给电机的谐波 消除电机和轴承上共模电压的影响
DTC技术
DTC控制精度
Static speed error Dynamic speed error
PWM
no encoder
± 1 to 3 % 3 %sec.
PWM
with encoder
± 0.01 % 0.3 %sec.
DC drive
with encoder
± 0.01 % 0.3 %sec.
正弦波输出滤波器
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ACS 1000
输入侧
主要特征
• 标准:12-脉变压器和二极管整流桥 •可选项:24-脉变压器和二极管整流桥 •变压器类型:油浸式或干式
Ï 符合 IEEE 519/1992 标准 Ï 总功率因数: 在整个速度范围内保持0.95 Ï 变压器可置于室内或室外
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ABB 服务网络体系
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重要特性
出厂满负荷测试
在瑞士工厂出厂前进行3小时的满负荷测试
调试时间小于2天
ACS 1000的高可靠性，大大缩短了调试时间
3000
4000
5000 Time (msec.)
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DTC技术
¾ 高启动转距
DTC
¾ 零速满转距 ¾ 应用于传送设备、挤压机
和窑传动等
¾ 跟踪启动和自动重启
¾ 即时启动水泵和风机 ¾ 没有重启动延迟
¾ 磁通优化 ¾ 提高系统效率
Speed
ACS 1000 工业领域的应用
¾ 水泥、矿山行业 风机、传送带、窑传动
¾ 水、污水处理行业 水泵
¾ 电力行业 泵、风机
¾ 化工石油天然气行业 压缩机、挤出机
¾ 冶金行业 风机
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ACS 1000
三电平电压源型变频器 (VSI)
ACS 1000中压变频传动
中压电源 主断路保护器 变频器输入变压器
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IGCT 功率半导体技术
IGCT技术
IGCT: 集成门极换流型晶闸管
结合IGBT的快速开关特性和GTO被证明了的可靠性
ABB
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*1: Data derived for a 2-level-VSI topology at 500 Hz; Calculation done by ABB Semiconductors, who is a major manufacturer for IGBTs & IGCTs.
ABB
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正弦波输出特性
正弦输出滤波器
MCB
M
标准配置LC低通滤波器，滤波频率为380Hz
ABB
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正弦输出滤波器
MCB
M
• 电压尖峰脉冲 20kV/µs • 共模电压 2500V
• 电压尖峰脉冲 5V/µs
Udc
U_in
n T
ride through
MV AC
Induction
I_s
Motor
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U
t
ride through
magnetizing current
I
ride through
t
load current
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IGCT技术 ABB 三电平 IGCT 电压源型变频器ACS 1000: 2.3/3.3/4.16kV
3-电平电压源型逆变器 (VSI)
正弦波滤波器
DC Link
标准的交流 感应电动机
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IGCT
集成门极驱动和续流二极管的IGCT
NPC Diode 中性点钳位二极管
电机模型
电压 电流
3~ 计算速度
直接转矩控制DTC具有25us的控制周期
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DTC技术
卓越的转距特性
150 100
50 [%] 0
-50 -100
-150
Torque step T= 0...100%, speed 70 % 3ms
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ACS 1000 - Water Cooled
ABB
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ACS 1000 - Water Cooled
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Torque
PWM
Torque
t
t
Speed
t
t
ABB
DTC技术
失M电Ta跨hinr越-oPuogwhseefroc-LrooanstdUsle-Rasidritdeeth1ro-ugh
t
Medium Voltage Supply Bus
MV ACS Variable Frequency Drive
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Time [s]
Motor torque Torque reference
Phase A current Phase C current
DTC Flux vector Open loop PWM
< 3 ms 10 - 20 ms > 100 ms
ABB
9 免维护设计
9 平均无故障时间MTBF = 12年 9 平均维护间隔时间MTBM=4小时 9 ACS 1000的设计寿命为20年
完善的全球售后服务体系
全球365×24小时服务热线 24小时到达现场的现场服务 北京和上海设立了备件库，提供方便和快捷的备件服务 客户会议，项目学习和交流
12 Inv. IGCTs +2 Pro. IGCTs
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DTC 接转矩控制技术
DTC技术
转距给定
转距和磁通
=
速度给定 速度控制
REF
转距给定
比较器
触发逻辑
调节器
转距 磁通
PID
开关位置
整流
直流母线和 保护IGCT
逆变
输出正弦变 压器
I>> Prot
中压交流感应 电机
输入变压器
直流母线和保护IGCT
逆变器
主电路断路器, 12 脉变压器和二极管整流器 无熔断器设计，用IGCT进行保护 直流母线, 直流电容和共模电抗器 使用IGCT的三点平电压源型变频器 (VSI) 输出正弦波滤波器
¾ 开关频率: 最高 20 kHz
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IGCT技术
ABB
IGCT技术
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