ABB变频器内部资料.ppt

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1、 Company name - 2目录目录n变频器的发展史n变频器的组成n变频器的工作原理n更换变频器所需的工作 Company name - 3变频器的发展史变频器的发展史n为什么要使用变频器？为什么要使用变频器？nU/F控制控制n矢量控制矢量控制nDTC控制控制 Company name - 4n为什么要使用变频器说到变频器，就不能不说交流电动机，因为变频器必须配合电动机使用，电动机被称为“工业的骡马”，支撑着工业的发展，目前较常用的交流电动机有两种：一是交流异步电动机，二是交流同步电动机。其中交流异步电动机为最常用的。中国各类电动机的装机容量已超过6亿KW，交流异步电动机约占90%。变频

2、器的发展史变频器的发展史 Company name - 5n为什么要使用变频器交流异步电动机常用调速的种类变频器的发展史变频器的发展史交流调速方式高效调速低效调速变极调速串极调速变频调速转子串电阻调速 定子调压调速 电磁离合器调速液力耦合器调速液粘离合器调速电气调速机械调速从上图我们分析比较可以得出以下结论从上图我们分析比较可以得出以下结论变频调速的特性：调速范围广，效率高，安装方便，变频调速的特性：调速范围广，效率高，安装方便，维护简单。各种特性均优于其他调速方法维护简单。各种特性均优于其他调速方法 Company name - 6nU/F控制方式（压频比控制）上世纪70年代，最初的变频器出

3、现，即U/F控制的变频器是通过改变同步转速的方式进行调速。分为基频以下和基频以上两种情况。n基频以下调速为充分利用电动机铁心，发挥电动机产生转矩的能力，在基频下采用恒磁通的控制方式，要保持磁通不变，当频率从额定值向下调节时必须同时降低感应电动势，然而绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子电阻和漏磁感抗压降，用定子相电压来替代，即则得 定子相电压/频率=常值低频时定子相电压和感应电动势都较小，定子电阻和漏磁感抗压降所占的分量相对较大，电机的转矩变小，可以人为的抬高定子相电压以补偿定子压降，称作低频补偿或转矩提升。n基频以上调速在基频以上调速时，频率升高，而定子电压却不

4、可能超过额定电压，只能保持进线电压，这将使磁通与频率成反比的下降，使电动机工作在弱磁状态，基本上属于“恒功率调速”缺点：在低频时，启动转矩不足应用：一般用于风机，泵等平方转矩负载ABB变频器对应的机型为ACS510系列变频器的发展史变频器的发展史 Company name - 7n矢量控制（仿真控制）上世纪80年代，由于U/F控制的局限性，发展出了矢量控制模式的变频器矢量控制早在上世纪60年代就已出现，并由Siemens在1972年提出，但真正应用还是在微电子技术发展的80年代控制原理是通过对电机控制参数的实时解耦，实现电机的转矩和磁通控制，达到和直流电机一样的调速特性。众所周知，异步电动机是

5、一个高阶，非线性，强耦合的复杂系统，矢量控制就是通过坐标系的变换，实现定子侧控制量的解耦，把定子电流中的励磁电流分量和转矩电流分量变成标量独立开来，分别进行控制。这样通过坐标系变换重建的电动机模型就可以等效为一台直流电动机，从而可象直流电动机那样进行快速的转矩和磁通控制。缺点：处理速度受中央处理器的运算决定，一般为2030ms应用：一般用于对可靠性要求不高的恒转矩负载ABB变频器对应的机型为ACS550系列变频器的发展史变频器的发展史 Company name - 8nDTC控制（直接转矩控制）上世纪90年代，由ABB公司出了DTC控制模式的变频器DTC控制技术于上世纪80年代中期提出，产品成

6、形于90年代中期。最早出现的产品型号是ACS600，经过近10年的发展，现已被ACS800替代。和矢量控制不同，DTC控制摒弃了解耦得思想，取消了旋转坐标系变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬间空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得的差值，实现磁链与转矩的直接控制。这种控制模式和其他控制模式在相同处理器的条件下，DTC模式下的运算处理更快，这意味着在负载转矩变化时，可以更加快速的响应负载转矩的变化。缺点：由于是对电流的控制，所以不能应用在高低高的场合应用：工程型变频器可以应用在任何交流电机的场合ABB变频器对应的机型为ACS800系列变频器的发展史变频器的发展史 C

7、ompany name - 9目录目录n变频器的发展史n变频器的组成n变频器的工作原理n更换变频器所需的工作 Company name - 10变频器的组成变频器的组成ACS800-01-XXXX-3 Company name - 11变频器的组成变频器的组成ACS800-04-XXXX-3 Company name - 12nACS800-01和ACS800-04 R2R6机型的区别变频器的组成变频器的组成ACS800-01ACS800-04 Company name - 13nR2R6和R7R8 机型的区别变频器的组成变频器的组成R2R6R7R8 Company name - 14变频器的

8、组成变频器的组成n变频器由以下基本单元组成n1。整流单元n2。储能单元n3。逆变单元n4。制动单元n5。控制单元 Company name - 15变频器的组成变频器的组成-功率单元功率单元n整流单元n1。二极管整流n2。二极管+晶闸管整流n3。晶闸管反向并联整流n4。IGBT整流 Company name - 16n储能单元n1。电容储能n2。电感储能n逆变单元n1。IGBT变频器的组成变频器的组成-功率单元功率单元 Company name - 17n主控板n1-1 RMIO-R2R6n1-2 RDCU-R7，R8RMIO-01C或RMIO-11CRDCU-02C或RDCU-12CRMIO

9、-02C或RMIO-12C变频器的组成变频器的组成-控制单元控制单元 Company name - 18n功率板n2-1。RINT-R2R6RINT5514-R5变频器的组成变频器的组成-控制单元控制单元RINT6611C-R6（现被RINT5611C组件替代） Company name - 19n功率板n2-2。AINP+AINT+APOW+AGDR-R7，R8AINP-01CAINT-02CAPOW-01CAGDR-71C变频器的组成变频器的组成-控制单元控制单元+=RINT Company name - 20主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程

10、电路板电路板: : 控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。I/O接口接口Port1Port2Port3RMIO-01ACS 800-01 电路板的连接。电路板的连接。变频器的组成变频器的组成-电路板连接图电路板连接图 Company name - 21TMRMIOAINTExternaloptionmodulesOptionmodulesUVWOptionmodules+24VRDCOoptionACS 800-04Pulse encoder, Fieldbus, Extended I/OCDP312RFAN230+ -Ch 3Ch

11、 2Ch 1Ch 0APOWAGDRAINPAIBPADPI+24V主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程电路板电路板: : 控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。ACS 800-04 电路板的连接。电路板的连接。变频器的组成变频器的组成-电路板连接图电路板连接图 Company name - 22变频器的组成变频器的组成-诊断和控制盘接口板诊断和控制盘接口板 (ADPI)n板上有控制盘的连接座，红色指示灯和绿色指示灯n每个模块可以并联两块这样的电路板 (用于平板式安装和书架式安装)n控制盘

12、即插即用 - 两个控制盘不能同时工作 Company name - 23变频器的组成变频器的组成-电机控制和电机控制和 I/O 板板(RMIO-02C或或RMIO-12C)+24VDC 电源2 路用于现场总线的并联端口现场总线I/O 扩展脉冲编码器新的可选件系列PPCC-link = 串口通讯 与AINT通讯: 光纤连接控制盘连接器模拟 I/O2 路电流输入1 双极性电压输入2 路电流输出AI 电气隔离数字输入6 路可编程1 固定为停车 (启动互锁)两组隔离+24VDC3 可编程继电器输出DDCS 适配器连接器DDCS 适配器带4路通道PC 连接主从通讯老版可选件 Company name -

13、 24变频器的组成变频器的组成- ACS800-04主电路板主电路板 (AINT)n包括传动中的所有的高压和内部测量元件n自动电流测量比例换算 - 不再需要焊接槽缝n给 AINP 和 AGDR 板 (+ ABRC板)供电n接地故障和短路保护n可调整的接地故障电流跳闸极限n接地故障检测是基于输出的三相电流n一种型号适用于所有 ACS800-04 的型号AINT-02（C ） Company name - 25变频器的组成变频器的组成- ACS800-04 电源板电源板 (APOW)n直接给 RMIO 和 AINT 板提供电源n通过AINT板间接给AINP板提供电源n直接与直流回路连接 Compa

14、ny name - 26变频器的组成变频器的组成- ACS800-04 输入桥控制板输入桥控制板 (AINP)n启动输入桥的晶闸管n电源来自于 AINTn软件控制充电过程:n输入桥启动，当直流母线电压达到 0.7 * 1.35 * 380 V 并且电压上升的变化率 0.01 * UN / 10 ms Company name - 27变频器的组成变频器的组成- ACS800-04 门极驱动板门极驱动板 (AGDR)n直接与 IGBT 模块相连n门极控制，饱和反馈和温度检测都通过这块电路板 Company name - 28变频器的组成变频器的组成- ACS800-04 输入桥保护板输入桥保护板

15、 (AIBP)n针对瞬变，保护输入桥 Company name - 29ACS800 R2R6 硬件分解图硬件分解图1控制盘支架外壳骨架控制盘防护盖可选的适配器组件接地板控制和I/O板EMC滤波板功率板直流电抗散热片功率半导体接线盒支撑扳风机变频器的组成变频器的组成-结构图结构图 Company name - 30控制盘控制盘塑料防护罩塑料防护罩控制盘支架控制盘支架可选外部组件可选外部组件 外部通讯适配器外部通讯适配器数字模拟量扩展模数字模拟量扩展模块块 脉冲编码器接口脉冲编码器接口 DDCS 适配器适配器塑料外壳塑料外壳电机控制和外部电机控制和外部I/0端子端子功率板功率板电抗和其他主电路组

16、电抗和其他主电路组件件主框架和散热片主框架和散热片风机风机接线盒接线盒EMC 板（可板（可选）选）+ Separate Cover for IP55 (option)+ Internal Braking Chopper (option)ACS800 R2R6 硬件分解图硬件分解图2变频器的组成变频器的组成-结构图结构图 Company name - 31Slots for cables going to the RMIO board in the RDCU unit. The cables are wound on the top of the module.控制电缆线，去控制电缆线，去RMI

17、O板（位于板（位于RDCU单元）单元）进线电缆接线端进线电缆接线端Input cable terminals 紧固点紧固点Fastening points模块前盖模块前盖Front cover低位置接线孔低位置接线孔Three additional holes for fastening the cable terminal plate to a lower position or for connecting cable lugs 基座基座Pedestal 紧固支架紧固支架Fastening bracket紧固点紧固点Fastening points电机电缆接线端电机电缆接线端Motor c

18、able terminals接地电缆接线端接地电缆接线端PE terminal备用电缆接线端备用电缆接线端Alternate output cable terminals制动斩波器接线端制动斩波器接线端Brake chopper and intermediate circuit DCbus terminals变频器的组成变频器的组成-结构图结构图ACS800 R7R8 外观图外观图 Company name - 32AC 电抗器电抗器辅助电源变压器辅助电源变压器+熔断器熔断器控制盘控制盘CDP312R电机控制和电机控制和IO板板:RMIO输入整流桥输入整流桥+ 压敏电阻板压敏电阻板制动斩波器制

19、动斩波器 直流电容器直流电容器电流互感器电流互感器冷却风机冷却风机 散热器散热器主电路接口板：主电路接口板：RINTIGBTs + 门极驱动门极驱动板板EMC板板(option)共模滤波器（可选件）共模滤波器（可选件）铁淦氧环形滤波器铁淦氧环形滤波器充电电阻充电电阻开关电源板开关电源板空气入口空气入口变频器的组成变频器的组成-结构图结构图 Company name - 33X39控制盘电缆插口控制盘电缆插口I/O 接线端子（可拆卸）接线端子（可拆卸）可选模块接口可选模块接口1可选模块接口可选模块接口2光纤扩展模块接口光纤扩展模块接口R2-R4:带转轴的控制盘托架，向左带转轴的控制盘托架，向左侧

20、转动托架，可见到侧转动托架，可见到I/O端端子排子排控制电缆屏蔽控制电缆屏蔽层接地端子层接地端子(360接地）接地）变频器的组成变频器的组成-外部附件外部附件 Company name - 34RDCO-01:RDCO-02:RDCO-03:10 MB 5 MB 10 MB 10 MB5 MB 5 MB 10 MB 10 MB5 MB 5 MB 5 MB 5 MBCH0 CH1 CH2 CH3RMBA:RDNA:RLON:RPBA:RCAN:RCNA:RMBP:RETA: RIBA: RAIO:RDIO:RTAC:MODBUS通讯协议适配器通讯协议适配器DEVICENET通讯协议适配器通讯协议

21、适配器LONWORKS通讯协议适配器通讯协议适配器PROFIBUS-DP通讯协议适配器通讯协议适配器CANOPEN通讯协议适配器通讯协议适配器CONTROLENT通讯协议适配器通讯协议适配器MODBUSPLUS通讯协议适配器通讯协议适配器ETHTRNET通讯协议适配器通讯协议适配器INTERBUS-S通讯协议适配器通讯协议适配器扩展模拟扩展模拟I/OI/O模块模块扩展模拟扩展模拟I/OI/O模块模块脉冲编码器接口模块脉冲编码器接口模块Options List0123变频器的组成变频器的组成-外部附件外部附件 Company name - 35RDCO-01:RDCO-02:RDCO-03:10

22、 MB 5 MB 10 MB 10 MB5 MB 5 MB 10 MB 10 MB5 MB 5 MB 5 MB 5 MBCH0 CH1 CH2 CH3RMBA:RDNA:RLON:RPBA:RCAN:RCNA:RMBP:RETA: RIBA: RAIO:RDIO:RTAC:Options List0123变频器的组成变频器的组成-外部附件外部附件 Company name - 36RS485传动的连接传动的连接N系列系列(ACS600)扩展接口扩展接口R系列扩展接口系列扩展接口Modle bus主从连接主从连接调试工具调试工具自定义编程自定义编程.变频器的组成变频器的组成-外部附件外部附件 C

23、ompany name - 37变频器的组成变频器的组成-外部附件外部附件扩展模块的实际的连接图 Company name - 38目录目录n变频器的发展史n变频器的组成n变频器的工作原理n更换变频器所需的工作 Company name - 39变频器的工作原理变频器的工作原理 Company name - 40变频器的工作原理变频器的工作原理 Company name - 41变频器的工作原理变频器的工作原理 Company name - 42目录目录n变频器的发展史n变频器的组成n变频器的工作原理n更换变频器所需的工作 Company name - 43更换变频器所需的工作更换变频器所需的

24、工作n开箱，确认附件齐全，外观无损坏 Company name - 44n上传参数n注意： n在下载之前须进行上传； n确认目标传动单元的程序版本与源传动单元的程序版本相同，参见参数 33.01 和33.02；n将控制盘从一个传动单元移开之前，确认控制盘处于远程控制模式状态（可以通过LOC/REM键进行改变）；n下载之前传动单元必须处于停止状态。n在上传之前，每个传动单元进行下列步骤：n设置电机参数； n激活可选设备的通讯 (参见参数组 98 OPTION MODULES)；n在上传之前，对源传动单元进行如下操作，即可获取拷贝：n设置参数组10 - 97 的值；更换变频器所需的工作更换变频器所需的工作 Company name - 45更换变频器所需的工作更换变频器所需的工作n上传参数 Company name - 46n拆除功率电缆和控制电路电缆n注意：ACS800控制电路的电缆无需拆线，把端子从RMIO或RDCU上拔下即可n安装新变频器，并连接功率电缆和控制电缆更换变频器所需的工作更换变频器所需的工作 Company name - 47n设置参数n设置99组电机数据并辨识电机n设置98组参数激活外部附件n下载参数更换变频器所需的工作更换变频器所需的工作 Company name - 48n下载参数更换变频器所需的工作更换变频器所需的工作