ABB纸机传动整流及逆变器讲义

1、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

2、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

3、板子的连接情况如下：AMC-DC 相当于 RDCOSDCS-CON-2 相当于 RDCUSDCS-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。直流电压检测通过Uc电阻板SDCS-UCM-1来实现。 电阻板如图：其作用是采集中间直流电压，并且降低电

4、压给电压检测板SDCS-IOE-2(X1通道)。端子X1，X2接中间直流电压。X1接正极，X2接负极。根据整流单元额定电压的不同，选择不同的端子。我们的整流单元额定电压是690VAC，所以要选择X4端子。如果中间直流电压达到额定值930VDC时，电阻板SDCS-UCM-1的X3的输出电压是7VDC.数字连接板SDCS-IOB-3X。如图端子X1,X3,X4,X5,X6,X7。其中X1用于连接SDCS-CON-2控制板；X4、X5是DO端子，分别有8个端子，一个DO用两个端子，X4为DO1-DO4；X5为DO5-DO8。DOI、DO2、DO3、DO8是不可以编程的；DO1默认为TSU冷却风机的控

5、制；DO2指定用于供电单元预备指示。DO3直接用于主接触器/断路器控制，D08用于故障指示。DO4、DO5、DO6、DO7分别有参数14.10、14.13、14.16、14.19定义。DO1-DO5,DO8为继电器进输出，触点容量是250V, 3A。DO6、DO7是光电耦合。X6端子，为DI端子，一个DI占一个端子。DI1-DI8中，DI1、DI2、DI3、DI6不可编程。DI1用于冷却风扇的监控；DI2用于开关控制。DI3用于主接触器/空气断路器的控制状态的反馈；DI6指定用于复位。DI4指定用于接地故障检测。DI5指定用于12脉冲整流桥应用场合。DI7指定用于反桥的外部控制（允许/禁止）或

6、中间直流电路电压给定。其输入电压可以为115/230VAC,DI1DI6的滤波时间常数都为10S。DI7和DI8的滤波时间，有S7、S8跳线位置来确定。 打到（1，2）为10S，打到（3，4）为2S。脉冲变压器板SDDCS-PIN-41该板上有6个脉冲变压器及其放大器，A、B、C、D、E、F为6个脉冲端子。向整流桥的晶闸管提供脉冲，控制导通。X113用于连接检测板SDCS-PIN-51检测板SDCS-PIN-51板子上的U1、V1、W1、C1（+）、D1（-）分别接输入电源、中间直流电压。通过高阻隔离检测电源电压U1、V1、W1和直流母线电压。X23，X24接电源电压的两个电流互感器，板子上的

7、S3跳线。 X22，X122接NTC测温通讯板AMC-DC板上有三对光纤连接接口，CH0通道指定为上位机AC80使用；Ch2用于主从连接；CH3指定为PC连接使用，用于维护用的。板子上有三个LED指示灯，右上角的是电源指示，供电正常时绿灯亮。左下角分别为故障灯和正常工作指示灯。控制板SDCS-CON-2其作用是电压电流检测看门狗功能晶闸管触发脉冲的产生上面的七段数码显示装置显示TSU的状态启动停止和故障处理I/O读写12脉波配置中的主/从通讯参数值处理（四）更换整流柜主板步骤及注意事项（1）首先断开断路器控制电源（确保断路器处在断开位置）（2）断开正桥控制箱SDCS-CON-2A 的控制电源（

8、3）拆下通信板（AMC-DC）和电压检测板（SDCS-IOE-2）及主板（4）更换SDCS-CON-2A主板（确保主板上的跳线一致）并装上通信板和电压测试板（5）送SDCS-CON-2A控制电源（6）打开PC是Drive Window（7）在File/parameters/open 找出需要下载的参数备份（8）点击File/parameters/download 进行下载（9）将99.30由0改为22然后自动变为0将参数的设定值从通讯板（AMC-DC板）下载到SDCS-CON-2A板的FPROM内下载完之后要确保SDCS-CON-2A板无任何报警（3）逆变器的结构和功率元件 逆变器根据功率大小

9、其结构模式可分为R2i、R3i、R4i、-、R8i。组成结构主要有输入输出单元、直流电容、逆变单元、冷却单元。输入输出单元为逆变器的直流输入交流输出部分；直流电容主要作用是中间直流电压滤波；冷却单元给逆变器冷却的风机；逆变单元将直流电变成交流电。如附图1（R3） 中间直流部分电容C1-1，C1-2， C1-3，C1-4是滤波电容器，因为整流单元输出的电压是脉动直流电压，电容器可以滤除整流后的电压纹波，在逆变器和整流之间起去耦消除相互干扰；当直流电压升高时，能把能量存储起来，当直流电压下降时，又把能量释放出来，使直流电压比较平滑。图中R1-1，R1-2 和继电器K1的作用，是由于储能电容大，接入

10、电源时瞬间导通，电容两端的电压为0，所以当合闸送电瞬间，滤波电容C1-1，C1-2， C1-3，C1-4 的冲击电流很大，过大的冲击电流，有可能使整流单元的晶闸管损坏，所以要串入电阻R1-1，R1-2。将电容器的充电电流限制在一定的范围内，当充电到一定程度时，继电器K1接通；将R1短路掉。与IGBT并联的二极管为续流二极管，当频率下降是，电动机处于发电状态，其再生电流通过续流二极管返回直流回路，使直流回路电压升高。图中相线与地线相接的C5，C6，C4-1，C4-2，C4-3电容是Y电容，其作用是电压滤波作用，消除差模干扰的。逆变桥中的电力电子器件是绝缘栅双极晶体管简称为IGBT(insulat

11、ed gate biopolar transistor)。兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。简单地说，IGBT就是有MOSFRT管和GTR组成，以GTR为主导元件，以MOSFR 为驱动元件的的复合元件。如图 IGBT的开通关断是有门极电压来控制的。门极施以正电压时，MOSFET内形成沟道，并为PNP晶体管提供基极电流，从而使IGBT导通。在门极施以负电压时，MOSFET内的沟道消失，PNP晶体管的基极

12、电流被切断，IGBT即为关断。（4）逆变器中的板子，以R8i为例：AGPS-21门极驱动板，其作用是给触发板AGDR-XX供电。输入电压250VAC,输出电压24VDC.APOW-01电源板，其作用是给主板AINT-11供电,它的输入电压是中间直流电压。AFPS-01 冷却风扇的电源板，它的输入电压也是直流母线电压。AFIN-01 冷却风扇电源逆变板，它的V11通道与主板V5之间有一根光纤通讯。AGDR-XX是IGBT元件的门极触发板。AINT-11 主板以上只是逆变模块内部的板子，应用中还需要RDCO-02、RTAC-02、RDCU-02C。如图RDCO-01/02 01和02的区别在于的CHO通道协议DRIVEBUS/DDCS.速率10MBD/5MBD。参数70.08激活c