第一章ABB中压变频器概述课件.ppt

1、 ABB Industrie AG - 1 01-05-14 - ABB ABB Industrie AG - 2 ABB内容：n中压ACS变频器产品介绍n北京ABB传动n中压ACS变频器设计原理n测试和服务n中压ACS变频器业绩概述概述 ABB Industrie AG - 3 ABB内容：n中压ACS变频器产品介绍n中压ACS变频器设计原理n测试和服务n中压ACS变频器业绩概述概述 ABB Industrie AG - 4 ABB技术技术 成功的基础成功的基础1969 开始研发交流变频器开始研发交流变频器1993 在变频器中采用自愈式电容器在变频器中采用自愈式电容器1985 Megasta

2、r 3电平电平PWM 矢量控制中压变频器矢量控制中压变频器1996 Integrated Gate Commutated Thyristors (IGCTs)1995 Direct torque control (DTC)1997 ACS 1000 第一个基于第一个基于IGCT的中压变频器的中压变频器1999 ACS 6000 第一个采用第一个采用 PEBB技术的多传动产品技术的多传动产品2003 PEBB技术扩展到技术扩展到 (3 27 MVA)2005 ACS 5000 第一个采用第一个采用 VSI-MF技术的产品技术的产品 ABB Industrie AG - 5 ABBMV Drive

3、s System ABB Industrie AG - 6 ABB中压变频器应用领域中压变频器应用领域水泥，矿山水泥，矿山化工，石化化工，石化特殊行业特殊行业冶金冶金船舶船舶电力电力造纸造纸水行业水行业 ABB Industrie AG - 7 ABB应用场合应用场合n鼓风机和风机n传送带n压缩机n粉碎机，扎钢厂n挤出机，搅拌器n船舶推进n矿井提升n泵n精炼机n涡轮启动n软启动n实验站，风洞 ABB Industrie AG - 8 ABBABB中压变频器产品范围中压变频器产品范围RIGI ABB Industrie AG - 9 ABBProduct Portfolio Overview A

4、BB Industrie AG - 10 ABB标准标准ABB中压变频器中压变频器ACS 1000, ACS 1000in冷却方式：空冷/水冷n功率范围： 315 kW 5 MWn输出电压： 2.3 4.16 kV n空冷ACS 1000还可以提供集成变压器和输入接触器产品 (ACS 1000i)ACS 5000n冷却方式：空冷/水冷n功率范围： 2 24 MWn输出电压： 6.0 6.9 kVn空冷ACS 5000还可以提供集成变压器 ABB Industrie AG - 11 ABB工业特殊应用类工业特殊应用类ABB中压变频器中压变频器ACS 6000n冷却方式：水冷n功率范围： 3 27

5、 MWn输出电压： 3.0 3.3 kVn可以为单传或多传MEGADRIVE-LCInAir / Water 2 72 MW (or higher)MEGADRIVE-LCIn冷却方式：空冷/水冷n功率范围： 2 72 MW （更大功率需要定制）n输出电压： 2.1 10 kV ABB Industrie AG - 12 ABB内容：n中压ACS变频器产品介绍n中压ACS变频器设计原理n测试和服务n中压ACS变频器业绩概述概述 ABB Industrie AG - 13 ABBACS 系列中压变频器核心特点系列中压变频器核心特点n安全性n可靠性和可用性n与电机、电网和控制系统的兼容性n性能和特

6、点n直接转矩控制(DTC)n失电跨越n高效率n冷却系统n适应能力 ABB Industrie AG - 14 ABB核心特点核心特点 安全性安全性 n中压部分柜门采用机电联锁结构n中压部分的柜门只有在主回路断电，以及直流母线接地的情况下才能打开LfCfRdis1Rdis2Rec1Rec2Rec3Rec4Vs1Vs2Cdc1Cdc2V1uV2uV3uV4uV2NuV1NuV1vV2vV3vV4vV2NvV1NvV1wV2wV3wV4wV2NwV1NwT1S1F1 u, v, wS2S3Ft(u,v,w)*以ACS1000i为例 ABB Industrie AG - 15 ABB核心特点可靠性核心

7、特点可靠性n可靠性是购买的决定性因素。可靠性定义为：MTTRAAA1n设计和器件余量n器件数量n可靠性器件，如 IGCT，无熔断器设计，自愈式电容器n鲁棒性控制，如： DTCn方便的保养维护设计n备件的可靠性n服务人员n定期维修 ABB Industrie AG - 16 ABB核心特点可靠性（鲁棒性器件）核心特点可靠性（鲁棒性器件）n高功率密度是低器件数量的前提n最少的单体数量和最鲁棒性的设计nABB专为ACS系列产品开发带二极管的带二极管的GCTIGCT模块模块 ABB Industrie AG - 17 ABB核心特点可靠性（无熔断器设计）核心特点可靠性（无熔断器设计）n熔断器在谐波，非

8、周期性负载和老化情况下，很容易被损坏n根据IEEE工业应用学报1997年第33卷第6期报道：熔断器的损坏引起的变频器故障占7n熔断器的保护时间大约为100毫秒，ABB的无熔断器保护时间小于25微秒n大功率的熔断器价格昂贵 ABB Industrie AG - 18 ABB核心特点可靠性（自愈式电容）核心特点可靠性（自愈式电容）n长寿命电容n先进的，自愈的，无污染的金属膜电容器相比电解电容器有相当长的寿命n大容量和中压等级是低器件数量的保证 ABB Industrie AG - 19 ABB核心特点兼容性（电机）核心特点兼容性（电机）n标准产品（ACS1000，ACS5000）n适用于标准电机n

9、已有电机的使用n低谐波，无降容n高性能产品 （ACS 6000）n3电平逆变器n需要变频电机 ABB Industrie AG - 20 ABBnACS 变频器满足 IEEE 519 & IEC 61000-2-4标准n变频器可以选用12脉波、 24脉波或36脉波二极管整流n网侧无需滤波器n无谐振问题n有源前端整流用于能量回馈应用或者电网要求更严格的情况n不需要功率因数补偿设备（PF 0.95）核心特点兼容性（电网）核心特点兼容性（电网） ABB Industrie AG - 21 ABBn控制系统n与上位机的连接 n可用于远程控制的灵活的硬件IO，方便用户使用 n大量不同类型的通讯接口设备n

10、ProfibusnModbusnDeviceNetnLonWorksnCANopennInterBus-SnEthernet核心特点兼容性（控制系统）核心特点兼容性（控制系统） ABB Industrie AG - 22 ABBn直接转矩控制（DTC）n最强有力的控制技术n静态转矩和速度精度n快速启动和自动重启n极限频率点 n0速满转矩n磁通优化DTC控制变频器的典型转矩响应时间（t）相比于 矢量控制和开环PWM控制变频器的响应时间性能和特点（性能和特点（DTC控制）控制） ABB Industrie AG - 23 ABB性能和特点（性能和特点（DTC控制）控制）MV ACS Variabl

11、e Frequency DriveMV ACInductionMotorMedium VoltageSupply BusU_inUdcI_sUtride throughUtride throughItride throughload currentmagnetizingcurrentnride throughT主电源失电跨越能力达1秒以上 ABB Industrie AG - 24 ABB灵活性灵活性n采用强迫风冷集成变压器的变频器功率范围300 kW 到 4.3 MVAn外部变压器方案 300 kW以上n干式或油侵n室内或室外安装性能和特点（冷却）性能和特点（冷却）传动系统传动系统50的损耗

12、的损耗 ABB Industrie AG - 25 ABBn传动系统固有的损耗可以通过水或者空气散失 nABB 提供空冷变频器n3.3kV和4kV功率达2000kW n6.0-6.9kV5500kWn6.0-6.9kV同步电机功率达6500kWn此外，水冷变频器也由于其可靠性、系统效率以及噪音水平得到广泛应用n外部水冷或空冷的变频器可以通过工业水或者fin-fan冷却器/冷却塔实现n冗余冷却方案性能和特点（冷却）性能和特点（冷却） ABB Industrie AG - 26 ABB内容：n中压ACS变频器产品介绍n中压ACS变频器设计原理n测试和服务n中压ACS变频器业绩概述概述 ABB In

13、dustrie AG - 27 ABB测试和服务（标准工厂测试）测试和服务（标准工厂测试）n严格的7小时测试程序 n 3小时的负载测试n 减少现场调试时间整机测试依据 IEC 60146-1-1标准执行，包括：n外观测试 /结构检查n水压测试（水冷变频器）n绝缘测试n辅助电源、控制系统和保护功能测试n基于测试电机的轻载测试和功能测试n基于负载电抗的满电流测试和温升测试 ABB Industrie AG - 28 ABB测试和服务（额外测试）测试和服务（额外测试）还可以进行下列可选额外测试：n组合测试（至少包括变压器、变频器和电机）n背靠背测试 （四象限测试）n生产线测试 （至少包括变压器、变频

14、器和电机） 需要与负载供应商合作完成 ABB Industrie AG - 29 ABB测试和服务（额外测试背靠背测试）测试和服务（额外测试背靠背测试）1变频器变频器1电机电机 被测变频器被测变频器2电机电机 2变频器变频器变频器做为负载变频器做为负载 ABB Industrie AG - 30 ABB测试和服务（服务项目）测试和服务（服务项目）n试车n培训n服务/支持合同和远程服务n备件及维修n定期检修n升级n可行性研究及优化 ABB Industrie AG - 31 ABB内容：n中压ACS变频器产品介绍n中压ACS变频器设计原理n测试和服务n中压ACS变频器业绩概述概述 ABB Ind

15、ustrie AG - 32 ABBABB 中压变频器业绩中压变频器业绩 22,000,000 HP 轴功率轴功率 ABB Industrie AG - 33 ABBABB 中压变频器业绩（中压变频器业绩（1）冶金）冶金nACS 6000 用于热轧钢厂n72 MW (+24 MW 冗余)n产量n12M 吨钢 / 年 400800MUSD / 年n过程停车后再启动时间n24 小时 ABB Industrie AG - 34 ABBABB 中压变频器业绩（中压变频器业绩（1）冶金）冶金DCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACA

16、CDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCACDCMMMMDCACDCACMM26MW26MW26MW(26MW)26MW26MW26MW(26MW)72MW (+24MW 冗余)单过程(standby)(standby) ABB Industrie AG - 35 ABB冷却水能力冷却水能力: 296,000 m3/小时小时公共冷却水公共冷却水n 9 x ACS 6000 7050kWn 9 X ABB 异步电机ABB 中压变频器业绩（中压变频器业绩（2）水行业）水行业 ABB Industrie AG - 36 ABBn总功率： 64 MWn下图为一个单元运行 (7.05 MW)ABB 中压变频器业绩（中压变频器业绩（2）水行业）水行业