ACS6000-Catalogue_中文版

ACS6000中压交流传动3–27MVA同步电机和异步电机的速度和转矩控制技术样本ABBACS6000中压交流传动3-27MVA同步电机和异步电机的速度和转矩控制技术样本3ABD00010934版本B中文BASEDON：3BHS132322ZABE01，Rev.B生效期：2003年2月北京ABB电气传动系统有限公司版权所有ABB保留对该文件以及专利问题或其他工业保护产权限制的权利。特别是冒用、仿冒和向第三方转让等行为是禁止的。本文已经过仔细和认真的校对，然而错漏之处在所难免，用户一旦发现请立即与ABB联系。ABB的目标是追求昀现代的科技标准，因此，本手册的内容可能会与实际产品稍有不同。目录第一章-概述111.1简介111.2应用领域121.3模块化设计131.4关键技术151.5用户利益161.6CE标志18第二章-传动类型和应用192.1概述192.2ACS6000传动类型192.2.1单传动192.2.2多传动222.2.3冗余传动232.2.4双重化传动232.3应用实例242.3.1船舶主推进和辅推进系统应用242.3.2轧机应用282.3.3采矿业应用32第三章-关键技术353.1概述353.2直接转矩控制353.2.1DTC原理353.2.2DTC性能363.3IGCT功率半导体器件383.4有源整流单元393.4.1运行原理393.4.2控制原理403.4.3功率因数控制413.4.4优化的脉冲模式413.4.5控制框图413.5二极管供电单元423.6公共直流母线423.6.1原理423.6.2优点43ACS6000技术样本1/166第四章-变频器配置和硬件454.1概述454.2模块化设计理念454.3配置指导474.3.1必要的应用数据474.3.2配置步骤474.3.3配置规则474.4柜体设计484.4.1机械设计484.4.2电磁兼容性（EMC）484.4.3安全方面494.5母排和接地494.6辅助电源系统514.6.1交流安全电源514.6.2直流安全电源524.6.3无安全电源534.7冷却系统54第五章-模块描述555.1概述555.2二极管供电单元（LSU）555.2.1概述555.2.2主要组成部分565.2.3电路图565.2.4型号规格575.3有源整流单元（ARU）575.3.1概述575.3.2主要组成部分585.3.3电路图605.3.4型号规格605.4逆变单元（INU）615.4.1概述615.4.2电路图615.4.3型号规格615.5电容组单元（CBU）625.5.1概述625.5.2主要组成部分625.5.3电路图635.5.4型号规格635.6终端单元（TEU）645.6.1概述645.6.2型号规格645.7控制单元（COU）652/166ACS6000技术样本5.7.1概述655.7.2主要组成部分665.7.3型号规格665.8水冷单元（WCU）675.8.1概述675.8.2主要组成部分685.8.3水冷回路695.8.4冷却控制725.8.5型号规格725.9用户接口单元（CIU）735.9.1概述735.9.2主要组成部分745.9.3接口图745.9.4型号规格745.10输入滤波单元（IFU）755.10.1概述755.10.2主要组成部分755.10.3电路图765.10.4型号规格765.11电压限幅单元（VLU）775.11.1概述775.11.2主要组成部分785.11.3电路图785.11.4型号规格785.12电阻制动单元（RBU）795.12.1概述795.12.2主要组成部分795.12.3电路图805.12.4型号规格805.13制动斩波器单元（BCU）815.13.1概述815.13.2主要组成部分815.13.3电路图815.13.4型号规格815.14隔离单元（ISU）825.14.1概述825.15励磁单元（EXU）825.15.1概述825.15.2励磁电路835.15.3主要组成部分835.15.4电路图855.15.5型号规格85ACS6000技术样本3/166第六章-控制系统和过程接口876.1控制系统硬件876.1.1控制系统结构概述876.1.2AMC3控制器886.1.3控制系统硬件拓扑896.2控制系统软件916.2.1控制系统软件结构916.2.2操作系统926.2.3电机和整流器控制软件926.2.4故障处理器926.2.5主状态机936.2.6应用程序936.3用户界面946.3.1CDP312控制盘946.3.2按钮和指示灯956.3.3PC工具956.4启动和停机顺序966.4.1本地控制和远程控制966.4.2启动顺序976.4.3停机顺序986.4.4紧急断电顺序1006.5接口配置1006.5.1概述1006.5.2单传动I/O配置1016.5.3多传动I/O配置1026.6现场总线接口1036.6.1现场总线类型1036.6.2信号1036.7硬连接的过程I/O1066.7.1S800I/O模块1066.7.2信号1086.7.3标准信号1086.7.4CIW1可选件I/O（标准软件）1106.7.5AC80控制器控制的CIW2可选件I/O（工程特定软件）112第七章-标准控制和保护功能1137.1概述1137.2电机控制功能1137.2.1速度控制特性1137.2.2直接转矩控制特性1157.3有源整流控制功能1157.4应用控制功能1164/166ACS6000技术样本7.4.1与电机相关的功能1167.4.2与电网相关的功能1167.5故障诊断1177.6标准保护功能1187.6.1概述1187.6.2内部保护功能1187.6.3外部保护功能1217.6.4手动激活的保护功能1217.7其它特性1227.8用户特定的可选件122第八章-可选件1238.1变频器硬件1238.2变频器软件1258.3服务和诊断1258.4船舶型版本1268.5运输、安装和调试1268.6培训1278.7测试1278.8资料文件127第九章-对系统设备的要求1299.1概述1299.2主回路断路器1299.2.1昀大分断时间1299.2.2控制接口1299.2.3主回路断路器设备1309.2.4主回路断路器接线方案1319.3用于有源整流单元的主变压器1329.3.1变压器绕组1339.3.2技术数据1339.4用于二极管供电单元的主变压器1349.4.1变压器绕组1349.4.2技术数据1349.5有源整流单元的同步变压器1359.5.1同步变压器的要求1359.5.2两种可行的连接方案1359.6励磁电源1379.7同步电机的要求1379.7.1绕组1379.7.2电机的一般特性1389.7.3编码器138ACS6000技术样本5/1669.7.4轴承1389.7.5励磁1389.8异步电机的要求1399.8.1绕组1399.8.2电机的一般特性1399.8.3编码器1399.8.4轴承1399.9功率电缆的选型1409.9.1功率电缆的选型1409.9.2用于ARU和INU的电缆1409.9.3用于LSU的电缆1419.9.4用于BCU的电缆1419.10控制电缆142第十章-安装指导14310.1空间要求14310.2土建要求14410.3机械安装14510.4功率电缆的安装、接地和屏蔽14610.4.1ARU至主变压器的电缆连接14610.4.2LSU至主变压器的电缆连接14710.4.3电机至逆变器的电缆连接14810.4.4设备接地149附录A-ACS6000技术数据151变频器输出/电机连接151ARU输入152LSU输入153辅助电源154EXU电源155环境要求155降容输出156运输和储存156冷却156防护等级158语言158附录B-适用规范和标准159概述159设计和制造遵循的国际标准1596/166ACS6000技术样本EMC标准160船舶型ACS6000遵循的标准161附录C-ACS6000产品型号163产品型号的限制163ACS6000技术样本7/1668/166ACS6000技术样本缩写列表AC80高级控制器AF100高级现场总线协议（ABB总线系统）AI模拟输入AMC应用及电机控制器AMCOS应用及电机控制器操作系统AO模拟输出ARU有源整流单元ASE抗饱和装置BCU制动斩波单元BOD转折二级管CBU电容组单元CCB变频控制板CDP312控制盘CHU充电单元CIU用户接口单元CIW用户接口单元（集成在WCU内）COU控制单元CVMI电流和电压测量接口板CWU冷却水控制单元（控制装置集成在WCU内）DC_NPDC中性点DDCS分布式传动控制系统（通讯协议）DI数字输入DIU放电单元DO数字输出DTC直接转矩控制ECB励磁电路断路器EMC电磁兼容性EXU励磁单元FCB功能图编辑器FCI现场总线通讯接口FIRFILTER受限激励响应滤波器FSCD快速短路检测板GCT门极换流晶闸管GDR门极驱动板GTO门极关断晶闸管GUSP门极驱动电源板HVD高压分配板ACS6000技术样本9/166IFU输入滤波单元IGBT绝缘栅极双极性晶体管IGCT集成门极换流晶闸管IM感应电机INT接口板INU逆变单元IRU输入电抗单元ISU隔离单元LSU二极管供电单元MCB主电路断路器NTAC脉冲编码器接口模块PAI脉冲放大接口板PE保护地PFF功率前馈控制PG功率地PPCS功率组件通讯系统（通讯协议）PUBPPCS分配单元PWM脉冲宽度调制RBU电阻制动单元S800输入/输出接口板SM同步电机TEU终端单元UPS不间断电源VLU电压限幅单元WCU水冷单元10/166ACS6000技术样本第一章-概述1.1简介本技术样本描述了ACS6000主要的电气特性，机械特性和环境特性，ACS6000是专用于兆瓦级应用场合的模块化中压传动。样本概括了ACS6000的杰出的优点：•昀优的性能•高效率•无与伦比的利用率主要阐明在船舶领域和工业传动领域，如何配置感应式电机和同步电机传动系统以实现其昀优性能。该样本还描述了变频器的可选件以及提供了帮助您选择昀匹配的电机-变频组合方案的信息。还提供了一些有关安装的有用信息。图1-1ACS6000,典型的船舶应用配置ACS6000技术样本11/166第一章-概述1.2应用领域ACS6000为船舶领域和工业领域中压传动应用提供昀优解决方案。ACS6000变速传动的功率范围从3MVA至27MVA，输出频率从0至75Hz（双重化传动可达250Hz）。ACS6000具有广泛的应用领域，例如：船舶业•主推进系统•辅推进系统石油和天然气工业•压缩机•泵冶金和采矿业•轧机•矿井提升机•传送带•挤压机和矿石研磨机一般工业领域•可变速的风机和泵•抽水蓄能传动12/166ACS6000技术样本第一章-概述1.3模块化设计ACS6000是作为一组模块来设计的。这些模块根据所需的输出功率，电机配置和工艺需求进行配置。根据具体的应用，存在四种不同的传动类型（图1-2）：•单传动用于同步电机或异步电机•多传动用于多台同步电机、多台异步电机或它们二者的组合•冗余传动用于双绕组电机•双重化传动用于由变频器向绕组两端供电的电机以下是ACS6000的模块：•二极管供电单元（LSU）12-脉波二极管整流器•有源整流单元（ARU）6-脉波自换流电压型变流器•逆变单元（INU）6-脉波自换流电压型逆变器•电容组单元（CBU）直流回路电容•终端单元（TEU）功率电缆的接线终端部分•控制单元（COU）控制系统（总是集成在TEU单元中）•水冷单元（WCU）•客户接口单元（CIU）附加的I/O接口•输入滤波单元（IFU）用于ARU的谐波滤波器（根据供电网络要求配置）•电压限幅单元（VLU）动态直流电压限幅电路•电阻制动单元（RBU）集成制动电阻的直流斩波器•制动斩波单元（BCU）与外部制动电阻配合使用的直流斩波器。ACS6000技术样本13/166第一章-概述•隔离单元（ISU）仅用于冗余传动中的2个CBU的