acs1000产品介绍

1、ABB ABB Swutzerland Ltd.03 / 2003 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 概述概述ACS 1000 中压变频器中压变频器是中压市场应用于是中压市场应用于315-5000kW异步电动机异步电动机精确速度控制和转矩控制的精确速度控制和转矩控制的三电平电压源型变频器三电平电压源型变频器 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 的核心特性的核心特性: IGCT 技术技术 直接转矩控制技术直接转矩控制技术(DTC) 正弦波输出正弦波输出ACS 1000 核心特性核心特性 ABB Swit

2、zerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 空冷型空冷型 2000 mm(不包括不包括排风口排风口)空冷型电压和功率范围空冷型电压和功率范围: 0.4 - 2 MVA，2.3, 3.3 和和 4kV900 mm3000 mm ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 空冷型空冷型 控制单元正弦滤波器电抗整流桥冷却风机直流电容和正弦滤波器电容逆变器 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 水冷型水冷型900 mm2000 mm4700 mm ( W2 和和 W3)4200 mm (W1)水冷型

3、电压和功率范围水冷型电压和功率范围: 2 - 6 MVA，3.3 和和 4kV ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 水冷型水冷型控制单元正弦滤波器和直流回路冷却单元整流桥和逆变器正弦滤波器电抗 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB3151800电机电压电机电压(kV)2.34.06.03.3电机功率电机功率(kW)5,00013.88.06.9空冷型空冷型水冷型水冷型配置配置 升压变压器升压变压器对电机绕组进行对电机绕组进行改接：改接：星型星型 - 三角型三角型 输出电压和功率范围输出电压和功率范围(6000 kVA)A

4、CS 1000解决方案解决方案 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBM主回路断路器主回路断路器, 12 脉波输入变压器和二极管整流桥组脉波输入变压器和二极管整流桥组DC 回路回路, DC 电容和共模电抗器电容和共模电抗器(可选件可选件)无熔断器设计无熔断器设计, 采用采用IGCT作为保护元件作为保护元件采用采用IGCT半导体元器件的三电平电压源型逆变器半导体元器件的三电平电压源型逆变器(VSI) 输出正弦波滤波器输出正弦波滤波器MCBACS 100012 脉波拓扑结构脉波拓扑结构 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB ABB Switze

5、rland Ltd03 / 2003 ABBIGCT: 集成门极换流型晶闸管集成门极换流型晶闸管专为中压传动市场的需求设计的专为中压传动市场的需求设计的高开关特性，高开关特性，高可靠性高可靠性导通特性类似于晶闸管导通特性类似于晶闸管开关特性类似于晶体管开关特性类似于晶体管低的通态损耗和开关损耗低的通态损耗和开关损耗高可靠性高可靠性(MTBF49.6年年)，高效率，高效率(98%)和最少的元器件数量和最少的元器件数量(12 Inv. IGCTs + 2 Pro. IGCTs)核心特性核心特性IGCT 技术技术 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBIGCT 结合了结合了

6、IGBT的快速开关特性和的快速开关特性和GTO被证明了的可靠性被证明了的可靠性快速的开关特性快速的开关特性 低开关损耗和低通态损耗低开关损耗和低通态损耗= 高效率高效率一致性开关特性一致性开关特性无吸收回路无吸收回路集成门极驱动和续流二极管集成门极驱动和续流二极管 (ACS 1000)= 最低元器件数量最低元器件数量 和最高的可靠性和最高的可靠性 瞬时开关频率瞬时开关频率: 最高最高 20 kHz开关时间开关时间 (关断关断): 1 s di/dt: 最高最高 4kA/msdv/dt: 最高最高 10-20 kV/ msAC 阻断电压阻断电压: 最高最高 6kVDC 阻断电压阻断电压: 最高最

7、高 3.9kV开关电流开关电流: 3120 A故障率故障率FIT 可靠性指标平均无故障时间可靠性指标平均无故障时间MTBF=0.95年年M ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBPMPNM3.3 /4 kV: 36 HV IGBTs 3.1 MVA / 3.3 kV4.0 MVA / 4.16 kV HV-IGBT 的的3-电平拓扑结构电平拓扑结构: 3.3kV /4 kV核心特性核心特性IGCT 技术技术= 可靠性指标平均无故障时间可靠性指标平均无故障时间MTBF 可靠性指标平均无故障时间可靠性指标平均无故障时间MTBF= 16 年年 ABB Switzerland

8、 Ltd03 / 2003 ABBABB 3-电平电平 IGCT 电压源型变频器电压源型变频器ACS 1000: 2.3/3.3/4.0kV12逆变逆变 IGCTs+2保护保护IGCTs标准的交流感应电动机DCLink 3-电平电压源型逆变器电平电压源型逆变器 (VSI)正弦波滤波器正弦波滤波器IGCT 集成门极驱动和续流二极管的IGCTNPC Diode (中性点钳位二极管)核心特性核心特性IGCT 技术技术= 可靠性指标平均无故障时间可靠性指标平均无故障时间MTBF 49.6 年年 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB ABB Switzerland Ltd03

9、 / 2003 ABBDTC具有具有25 s 的控制周期的控制周期传统的传统的PWM控制控制 : 为避免超速采用窄脉宽列控制为避免超速采用窄脉宽列控制 由于调节器控制周期为由于调节器控制周期为1-3 msVfFrequency referenceModu-latorV/F ratioACSpeed controlTorque controlACVfTorque controlModu-latorSpeed controlACT矢量控制矢量控制 : 需速度反馈需速度反馈 由于存在调节器控制周期为由于存在调节器控制周期为1-3 ms DTC原理原理 : 转距控制采用单步执行，无需速度反馈转距控制采

10、用单步执行，无需速度反馈 25 s 的控制周期，因而没有超速的危险的控制周期，因而没有超速的危险核心特性核心特性DTC技术技术 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性DTC技术技术速度控制速度控制 PIDREF转距给定转距给定转距给定转距给定调节器调节器速度给定速度给定触发逻辑触发逻辑开关位置开关位置电压电压电流电流=电机模型电机模型转距和磁通转距和磁通比较器比较器3转距转距计算速度计算速度磁通磁通 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB卓越的转距特性卓越的转距特性Torque:PWMDTCv 转距阶跃上升时间转距阶跃上升时间

11、DTCFlux vectorOpen loop PWM 100 msec.v 无需编码器即可实现精确转距控制无需编码器即可实现精确转距控制v 零速满转距控制零速满转距控制v 直接控制转距，因而不存在误跳闸直接控制转距，因而不存在误跳闸核心特性核心特性DTC技术技术 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性DTC技术技术PWMno encoderDC drivewith encoderDTCno encoderDTCwith encoderPWMwith encoderStatic speed errorDynamic speed error 1 to 3

12、 %3 %sec. 0.01 %0.3 %sec. 0.01 %0.3 %sec. 0.1 to 0.5 %0.4 %sec. 0.01 %0.2 %sec.0100020003000400050001001502000500Torque(Nm)Speed(rpm)Time (msec.)TorqueSpeedDTC控制精度控制精度 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性DTC技术技术最佳启动特性最佳启动特性 高启动转距高启动转距 零速满转距零速满转距 应用于传送设备和挤压机应用于传送设备和挤压机 自动启动特性自动启动特性 即时启动水泵和风机（带即时启

13、动水泵和风机（带脉冲编码器）脉冲编码器） 没有重启动延迟没有重启动延迟TorqueSpeedttTorqueSpeedttDTCPWM ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性DTC技术技术掉电跨越掉电跨越v 快速响应一次侧电源中断确快速响应一次侧电源中断确v 失电期间系统仍然受控失电期间系统仍然受控v 5秒钟掉电跨越能力（起决于秒钟掉电跨越能力（起决于负载惯性）负载惯性）v 带带UPS具有更长的掉电跨越具有更长的掉电跨越能力（起决于负载惯性）能力（起决于负载惯性）0510152025TMfOUTUMINUDCTime (sec.)UDC= DC vol

14、tageUMIN= DC voltage minimum limitfOUT= output frequencyTM= motor torque ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB正弦输出滤波器正弦输出滤波器 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器MMCBLC低通滤波器，滤波频率为低通滤波器，滤波频率为360HZ ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器整流桥直流回路变频器变频器 电缆无法承受电缆无法承受 电机无法承受电机无法承

15、受输入变压器输入变压器电网电网 电压尖峰脉冲可达电压尖峰脉冲可达 20kV/s ! 共模电压共模电压 ! ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB整流桥? ? ?直流回路变频器变频器输入变压器输入变压器电网电网DV/DT-Filter核心特性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器 共模电压共模电压 !=电机需要降容使用电机需要降容使用 标准电缆和电机不能使用标准电缆和电机不能使用 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB标准电缆和电机标准电缆和电机整流桥? ? ?直流回路变频器变频器输入变压器输入变压器电网电网Sine Wave Filter核心特

16、性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB核心特性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器THD=0.82%THD=12.8% ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB 优点：优点：核心特性核心特性正弦输出滤波器正弦输出滤波器 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 的重要特性的重要特性 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB 标准配置标准配置: 12 脉波输入变压器和二极管整流桥脉波输入变压器和二极管整流桥 可选配置可选配置: 24 脉波输入变

17、压器和二极管整流桥脉波输入变压器和二极管整流桥 输入变压器类型输入变压器类型: 油浸或干式油浸或干式 遵循遵循 IEEE 519/1992 标准标准 总体功率因素总体功率因素: 0.95 (整个速度范围内为常数整个速度范围内为常数) 提供短路阻抗提供短路阻抗 提供提供12脉波相位移脉波相位移 输入变压器可安装在户外输入变压器可安装在户外(有利于制冷有利于制冷)或户内或户内ACS 1000整流变压器整流变压器Screen231IdcUdcU1I1U2I2U3I3 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000冷却系统冷却系统空冷回路规格空冷回路规格 ACS 10

18、00 型号型号 -A1 -A2/-A3 对周围环境的最大热散耗 1.6 % 的额定容量 1.6 % 的额定容量 额定冷却空气流量 1.7 m3/s 2.5 m3/s 环境温度 最小 1 C 最大 40 C (降容运行最大可达 50C) 最小 1 C 最大 40 C (降容运行最大可达 50C) 空冷型空冷型噪音级别噪音级别: 75 dB (A)(集成冷却风机集成冷却风机) ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000冷却系统冷却系统水冷型水冷型 冷却回路示意图冷却回路示意图 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000冷却

19、系统冷却系统C2V13B10LCAZ2C1补水入口V12V11MV1V3V2V4E1P1P212 PAM5 l/minV1412 PA130 l/min8 PATIB13QIB12PIB11V5V81V80S1水水热交换器E2B14MV8212 PA24 l/min空水热交换器Z1至变频器水管直径40 mm最大37CACS 1000 柜体柜体冷却单元冷却单元可选件可选件压力AI 1.3电导率AI 1.4温度AI 1.2由DO3.3和DO3.4控制OPTION膨胀腔离子交换腔软管软管M11M12M常开阀常闭阀单向阀控制阀自变频器水管直径40 mm最大37C外循环水入口水管直径33 mm最大27C

20、外循环水出口水管直径33 mm水冷型水冷型 冷却回路原理图冷却回路原理图 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000冷却系统冷却系统水冷型水冷型 外循环水要求外循环水要求外循环回路规格外循环回路规格 ACS 1000 型号型号 说明说明 -W1 -W2/-W3 最大热散耗 1.6 % 的额定容量 1.6 % 的额定容量 额定流量 80 l/min 150 l/min 热交换器上的压降 1 bar 1600 m3/h 1600 m3/h 最大的空气压降 50 Pa 50 Pa 热交换器后的空气温度 32 C 32 C 热交换器前的空气温度 42 C 45 C

21、 热交换器入口水的温度 最小 4 C 最大 27 C 最小 4 C 最大 27 C 降容运行最大可达 38 C 噪音级别噪音级别: 40000 小时 冷却泵的寿命 15 年 去离子剂树脂的寿命 2 年 泵维护 对泵密封和轴承每 2 年维护一次 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB工程设计资源工程设计资源如果问题还是得不到解决，可以向瑞士产品研发中心寻求最高级别的技术支持。24x365 服务热线服务热线如果当地不能解决问题，可以向瑞士服务中心寻求帮助。系统服务专家会在半个小时内提供支持。当地服务热线当地服务热线如果现场服务工程师在两个小时内不能解决问题，会向当地专家寻

22、求帮助。当地现场服务当地现场服务任何时候出现任何问题，用户都可以向现场服务工程师寻求帮助。第第4级级 (瑞士研发中心瑞士研发中心)第第1级级当地现场服务工程师当地现场服务工程师第第2级级当地产品专家当地产品专家第第3级级瑞士瑞士 ACS 1000 产品专家产品专家- 芬兰物流中心提供紧急备件服务芬兰物流中心提供紧急备件服务梯级服务梯级服务ACS 1000服务体系服务体系 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000 可选件可选件 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000现场总线系统现场总线系统HMIHMI系统总线PRO

23、FIBUS-PA以太网, TCP/IP 协议操作级操作级控制级控制级设备级设备级PROFIBUS-DP ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 1000现场总线接口现场总线接口n支持的现场总线协议：支持的现场总线协议：nProfibusnModbusnModbusPlusnDeviceNetnLonWorksnCANopennInterBus-SnCS 31nEthernetnAF100- AC70, AC80, AC800 PLC功能- FCI (CI810 & TB811) 无PLC功能 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 AB

24、BACS 1000现场总线接口现场总线接口现场总线现场总线 协议协议 设备设备 波特率波特率 过程数据过程数据 (循环循环 I+O) 服务通道服务通道 (参数参数 读读/写写) Profibus DP Adjustable Speed Drives 9.6-1500 kbit/s 20+20 byte 支持 InterBus-S I/O, PCP ABB Drives 500 kbit/s 6+6 byte 支持 Modbus RTU ABB Drives 1.2-19.2 kbit/s N.A. 支持 Modbus Plus N.A. ABB Drives 1000 kbit/s N.A.

25、支持 DeviceNet N.A. AC / DC Drives 125-500 kbit/s 12+12 byte 支持 CANopen N.A. Drives and Motion Control 1000 kbit/s 12+12 byte 支持 LonWorks LonTalk Variable Speed Motor Drive 78 kbit/s N.A. 支持 ABB CS 31 Word, Binary ABB Drives 187.5 kbit/s 16+16 byte 不支持 ABB AF100 N.A. ABB Drives 1500 kbit/s 12+12 byte

26、不支持 现场总线适配器参数现场总线适配器参数 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABB以太网模块以太网模块 NETA-01n基于浏览器 通过标准的WEB浏览器易于访问n嵌入服务器 在传动端无需PC n支持电子邮件报警功能 条件触发事件报警功能 送至预先定义的邮件地址 开创远程和无人状况下的监视和维护功能 n最多可链接9台传动 n支持不同的互联网协议ACS 1000现场总线接口现场总线接口 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBACS 100024脉波整流输入脉波整流输入两个并联连接的两个并联连接的12脉波整流桥脉波整流桥 ABB Switzerland Ltd03 / 2003 ABBn空冷型变频器空冷型变频器n集成变压器n业绩：11 套，采矿业，智利 n变压器由Vaasa ABB Transformer Factory 生产n分离变压器n变频器尺寸保持不变 (宽为3000mm)ACS 100024脉波整流输入脉波整流输入n水冷型变频器水冷型变频器n集成变压器n由于尺寸太大，目前不提供集成变压器。但是可采用干式变压器，邻近变频器安装。n分离变压器n在传动左侧安放一个附件的 844mm 宽的柜体，以容纳第二组12脉