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1、ACS6000 中压传动系统的原理及应用发表时间:2007-7-9 摘 要 对公司在 168 新型钢管厂穿孔主电机的中压传动系统 ACS6000 的硬件组成进行了较详细地分析。关键词 ACS6000 IGCT 整流 逆变一 前言ACS6000SD 是 advant control system 6000 synchronous drive 的缩写。ACS6000SD 是 ABB 公司出品的大功率同步电动机所使用的中压传动无级调速系统（简称中压传动系统），它允许用在同一个直流母线上带多个整流单元和逆变单元，从而来实现拖动多个机械设备的功能。它所使用的功率元件是 IGCT（Integated Ga
2、te Commutated Thyristor），是一种大功率，高电压的功率元件。我公司采用的 ACS6000 中压传动系统是作为拖动穿孔机的两台 4000KW 同步电机变频调速装置，其进线电压是 50Hz交流 3160V，中间的直流电压为 4850V，输出电压为 32.3340Hz 交流3150V。二 硬件组成本厂的 ACS6000 中压传动系统包括两个 ARU（Active Rectifier Unit）整流单元，两个 INU（Inverter Unit）逆变单元，两个 CBU（Capacitor Bank Unit）电容单元, 一个 VLU（Voltage Limiter Unit）电压
3、限幅单元，两个 COU（Control Unit）控制单元，两个 EXU（Excitation Unit）励磁单元，一个 WCU（Water Cooling Unit）水冷单元和三个TEU（Terminal Unit）动力电缆的连接单元，其中有两个 TEU 是和 COU在一个柜体内，详见图 1。图 1下面对每个单元作详细的介绍1ARU（Active Rectifier Unit）整流单元和 INU（Interface Unit）逆变单元 ARU 的作用是将交流整流成直流， INU 的作用是将直流逆变成交流。ARU 和 INU 的硬件组成基本上是相同的，唯一的不同就是 ARU 比 INU 多两块
4、 ASE（Anti Saturation Equipment）防磁饱和板。图 2 是 ARU 主回路的电气原理图，其中包括：进线滤波装置L3011、L3012、L3013、C3011、C3012、C3013 、R3011、R3012、R3013；项模块 G3021、G3031、G3041，每个项模块包括四个 IGCT 即 VF1、VF2、VF3、VF4，四个续流二极管即 VR1、VR2、VR3 、VR4，两个钳位二极管 VC1、VC2，两个零电位二极管 VN1、VN2 ，两个钳位电容 C1、C2，平衡电阻 RS1；L3051 两个限制电流波动的电感。图 2INU 主回路电气原理图与 ARU 主
5、回路电气原理图相反，在此就不再介绍。2CBU(Capacitor Bank Unit)电容单元和 VLU（Voltage Limiter Unit）电压限伏单元 CBU 和 VLU 在 ARU 和 INU 之间，起到一个直流稳压作用，如图 3。CBU 主要包括 9 组 21.6mF 的水冷电容，以及一个接地刀闸。图 33EXU(Excitation Unit)励磁单元EXU 是 ACS6000 的励磁单元。 EXU 主要包括两部分：第一部分是整流桥，它用的是可控硅整流；第二部分是过压保护装置，它包括几个大电阻，用来保护大电流对整流桥的冲击。图 44WCU(Water Cooling Unit
6、水冷单元)这套传动系统由于功率大，发热量大，所以采用的是内循环水冷却的方式。通过图 3 可以看出这套水冷系统是用外循环水通过热交换器来冷却内循环水。为了保证内循环水的导电率低于它的保护值 0.5，本套系统还包括一个离子过滤器。图 55COU(Control Unit 控制单元)COU 可以说是 ACS6000 的核心，是整套传动系统的大脑。如图 6 所式，整个 ACS6000 传动系统在这里被分成了 3 部分：一部分是整流单元，由一块 AMC3 板(Application and Motor Controller)来控制两个整流单元；另外两部分各由一块 AMC3 板控制一个逆变单元。图 66A
7、CC(辅助控制单元)它负责系统的控制电源以及系统的辅助控制，包括变压器的辅助信号，电机的辅助信号。三 ACS6000 的操作1从 ACS6000 上电（1）ACS6000 控制电源上电（在 ACC1 左侧柜门的第二个开关）；（2）将 CBU 上的接地开关搬到不接地的位置（开关是纵向的且“GROUNDING ISOLATOR UNLOCKED”指示灯不亮）；（3）如果手操板（CDP312）上都显示“READY ON”，那么可以按 COU1门上的“SUPPLY ON”按钮，等待一分钟；（4）从 COU1 左边的手操板上可以看到“DC VOLTAGE”的电压在 4300伏到 4400 伏左右并没有明
8、显的升压或降压，则可以按 COU1 左边的手操板上的绿色按钮，“DC VOLTAGE”升到 4850 伏，在 COU1 右边的手操板上和 COU2 上的手操板上可以看到“READY RUN”，上电结束。2从操作台上电（1）ACS6000 控制电源上电（在 ACC1 左侧柜门的第二个开关）；（2）将 CBU 上的接地刀闸开关搬到不接地的位置（开关是纵向的）；（3）如果手操板（CDP312）上都显示“READY ON”，则从操作台上可以上电。3停止电机（1）从操作台上停止电机有三种方式：按停止（STOP ）按钮、按快停（FAST STOP）按钮、按急停（EMERGENCY STOP）按钮；（2）从
9、 ACS6000 上也可以按快关（EMERGENCY OFF）按钮来停止电机；四 ACS6000 的故障处理1从 CS2 的 HMI 上能检查故障和报警信息,从手操板上可以检查更详细的报警信息；2从用户手册上可以检查相应的信息内容；3一定要查看故障时间。因为一个故障可能导致其他故障，通过故障时间找到第一个故障。4如果故障比较严重，那么用电脑连接到 COU1 的 branching unit 板。检查详细故障信息。5看故障 LOGGER，并存成.TXT 的文件。从故障 LOGGER 可以看到故障时间。6从 FAULTED NODE (ARU/INU1/INU2)上传 datalogger1 和datalogger2。保存这个图片。试着去调查故障的原因。7从 FAULTED NODE (ARU/INU1/INU2)上传参数。看参数 EPLD First fault。把参数保存成.TXT 的文件。8如果故障在 EXU 里，那么用电脑连接到 CBB 板并按照上面的步骤去做。五 结束语经过半年时间的运行，ACS6000 中压传动系统性能稳定，可靠性高，成功的轧制了不锈钢等一系列高钢级管材，此系统能力超原设计的百分之八。限于篇幅，文章内容不尽全面、详细，希望各位同仁共同探讨。
