&& ABB为什么推出ACS880ABB电机变频器电机.变频器.Westinghouse低压产品
?ABB为什么推出ACS880ABB电机变频器电机.变频器.Westinghouse低压产品产品描述
能上差别不大，毕竟还是变频器（那些所谓新的功能用户未必在意）。性能却差别很大。全新的模型，全新的处理器，全新的IGBT，更大的存储器。ABB ACS1000变频器水冷系统的原理及维护ABB ACS1000变频器水冷系统的原理及维护
摘 要:本文主要介绍了ABB ACS1000水冷变频器的内外水循环系统的原理、工作逻辑及日常维护。同时对发生的几次停机故障进行了分析并提出解决方
关键词:变频器 ACS1000 原理 维护
现代工业生产中,由于工艺流程的要求玩玩需要电机的转速可调,从已达到对产品质量、生产过程的精确控制。现在工业生产最常用的调速手段是交流变频器。由于变频器是交流-整流-逆变的过程,每个转换过程都会发热,特别是逆变的过程要产生大量的热。功率较小的变频器往往采用风冷散热,但大功率的就必须要用到水冷了。水冷散热具有散热效率高,且水冷变频器还有噪音小的特点。本文主要谈的是ABB ACS1000水冷变频器的水冷系统。
1 ACS1000水冷变频器的水冷系统原理
ACS1000变频器的水冷可以分为内循环和外循环,内外循环之间有热交换器,进行热能量交换。
1.1 外循环
所谓的外循环就是从外部接一套循环水系统,把变频器产生的热量通过内循环&热交换器即时的交换出去。同时也把内部热空气通过另外一个热交换器带出去。一般采用的是把厂内循环水直接引入电缆间再从电缆间引入变频柜。
如图1所示,增加旁通阀主要是为了清洗过滤器时可以不用停机。 ACS5000用来控制功率范围为1.7兆瓦至7兆瓦（最高可达6.9 千伏）
标准电机的中压交流变频器 ACS5000融合了成熟、高度可靠的部件&&这些部件已经被全球成千上万台传动采用，具有电压源型逆变器多电平无熔断器（VSI-MF）拓扑结构。这简化了传动器，提高了可靠性和效率，是目前市场中最出色的用户友好型高性能传动器。
空冷ACS 5000通常用于风机、泵、压缩机和搅拌器等应用。
优点： 适用于标准电机 、同步和永磁电机 适用于空冷 适用于空冷型ACS 5000的集成或分散的输入变压器 监测工具能够对可用的变频器进行远程实时访问 DTC，无与伦比的控制性能 部件数量最少，可靠性最高 采用多电平无熔断器拓扑结构，IGCT与DTC，系统效率最大 功率密度最高，占地面积最小 3 6脉波配置，最优化的电网友好性 技术参数 用来控制最高至6.9 kV电机的中压交流变频器 变频器类型&&&
1.2 内循环系统
内循环系统是整套水冷系统的核心。其原理的是将变频器运行时所产生的热量及时的通过水传导出去,由于水是导电体,所以必须要增加一套去除水中离子的装置,使水的导电能力(电导率)降低到一个可以接受的范围(低于0.7&S)。
其原理是通过水泵把向变频的器的逆变、整流及电抗器内部注入循环水,在通过热交换器进热量的交换达到冷却的目的。
另外,变频器内部还有一套风冷系统,用来冷却内部运算电路板、接口板、及低压工作电源等,原理是通过水-空气热交换器把内部的热风及时的通过外循环水带走。
2 运行以来发生的几次停机事故及对策
某厂水冷变频器自开工运行以来发生过三次故障,现分析如下。
& 尤其在电机建模、用户自定有模型、开关频率（快了4倍）、处理速度快了2倍、给定响应速度快了6倍。 & 普通情况下没什么好说的，在极端情况下，无编码器情况下启动转矩和精度更高，在低速时转矩更加平稳，同一台变频器就能控制异步电机、同步电机和磁阻电机，最大输出频率可到500HZ，支持双总线。 & 体积也更小，在更小的情况下还要更好的冷却能力，就需要全新的结构以提升冷却效率。他们号称ACS880是目前最小的。2.1 事故简介及原因分析
第一次是冬季发生的变频器外循环管线结冰的情况,在一次正常停机的时候由于停机时内循环是停止的导致B14关闭,从而外循环也停止。(当然定期清理变频器内的外循环水过滤器,也需要把外循环暂时关闭),由于电缆间没有空调等制热设备导致外循环水线结冰,从而导致不能开机延误了生产,从而造成了经济损失。
第二次是水箱水位低跳闸。水冷变频器的内循环水线之间的街头是通过一个金属头进行连接的,而金属头和管线直接则是特殊设计的一次性连接,这种连接具有连接简单密封性好的特点。但由于管线较硬,若管线以较大的角度晃动则会造成结合处漏水。当水箱的水位低于设定值时则导致变频器跳闸,生产停工。
第三次是变频器冷却水温度高跳闸,原因是外循环水的过滤器堵塞导致外循环水流量不能达到冷却需求。由于外循环水是整个厂区统一提供的循环水,所以对其水质无法进行提高,只能靠过滤器被动的进行改善,但是每次都是到停工的时候才去清理过滤器。若是生产比较稳定,一个较长的时期不停工则会导致过滤器堵塞,从而可能发生导致变频器跳闸。
2.2 实施对策
对于事故一主要预防措施就是在外循环水线上添加跨接阀,并在每次停机的时候及时打开外循环水的跨接旁通阀。保证水的流动,防止循环水冻凝。送电时则要及时的关闭,以免外循环的水没有经过热交换器,达不到散热的目的。从而导致报警、停机。
第二种事故的对策是:(1)加强巡检次数。(2)可以安装一个液体渗漏传感器。在ACS1000变频器的190.43组参数里有一个关于WtrCoolLeakage的设置组,在这里可以对一个液体渗漏传感器进行设置。从而能及早的发出报警信号,能有充裕的时间进行处理,防止非计划停工。
最后一种情况外是一种比较严重的故障。最彻底的解决办法是在外循环水线上再增加一套过滤系统,这样可以两套交替运行,从而可以对其中一套进行定期的清理而不必等生产停工。还有就是在现有基础上进行定期清理,每次清理时让循环水经过旁路进入变频器。但是这种要求清理过程要快不然会导致变频器内的过滤器堵塞。 VSI-MF 电压源型逆变器，多电平&无熔断器&&&
典型应用&&&
压缩机、挤出机、泵、风机、研磨机、传送带、高炉鼓风机、燃气轮机启动器。&&&
典型系统图&&&
变频器冷却方式&&&
空冷/水冷&&&
功率范围&&&
5 - 24 MW&&&
输入部分&&&
二极管：36脉冲整流器&&& 电机.变频器.低压产品 输出部分&&&
IGCT：VSI-MF，9电平输出波形&&&
输出电压&&&
6.0- 6.9 kV (可选4.16 kV)&&&
最高输出频率&&&
75 Hz (更高频率可选)&&&
& 30 Hz (更低频率可选)&&&
特点及优点&&&
- 整个速度范围内恒定的电网功率因数 - DTC（直接转矩控制） - 无熔断器&&&
可选项举例&&&
- 制动斩波器 - 同步旁路 - 用于监控的扩展I/O接口 - 一体化变压器&&&
电机类型&&&
感应电机，同步电机或永磁电机&&&
3 水冷变频器的维护
3.1 日常维护
日常维护分每日的巡检和定期的清理。
每日的巡检就是在控制盘看水温、水压、和电导率是否在正常范围内;并打开水冷柜的柜门看水位是否正常,是否有渗漏以及内部电机的运行情况。
定期清理,就是在计划停工的时候或长时间的非计划停工的时候及时对外循环水的过滤器进行清理。
3.2 厂家维护
ABB售后服务人员会定期对变频器的整个循环系统进行检测以确定运行情况。比如:内循环系统的滤网和离子交换器由于不能进行清理,只能采取定时更换的方式(每3年更换一次)。
4 结语VSI-MF拓扑结构
基于IGCT与PEBB技术的成功经验，ABB开发了多电平无熔断器电压源型逆变器(VSI-MF)拓扑结构。
通过电力电子模块组合的方式，可以获得更高的电压，实现6.9kV电机的可靠、有效运行。
部件数量低，对电机友好 为了给电机提供正弦电压，开关层次应接近无限。不过，如果开关层次过多，由于部件数量增加，可靠性与效率降低。
ACS5000拓扑结构提供了最优化的解决方案，其拥有足够的开关层次，允许使用标准电机，与此同时部件数量保持最低。
与其它解决方案相比，VSI-MF拓扑结构可提供大量的优势： 功率密度更高、占地面积更小 适于标准电机的平滑输出波形 可靠性提高 效率更高
逆变器的核心为电力电子模块(PEBB)，使用单一、多功能设备取代复杂的电力电子电路。
PEBB非常高的功率密度是基于使用无吸收电路的IGCT，实现了部件数量的降低且紧凑的机械安排。这样，在给定的额定功率下，与其它解决方案相比，整个系统的体积减少了50%。
1999年，ABB推出了ACS 6000；该变频器是首个基于PEBB的变频器，可用于单电机与多电机应用。自推出以来，ACS 6000因其高质量及高可靠性赢得了赞誉。因此，在全球已安装的中压多传动系统中，ABB占的份额最大。 直接转矩控制
直接转矩控制（DTC）是一种优化的中压变频器电机控制方法，允许对所有的电机核心变量进行直接控制。DTC展现了以前从未实现的交流变频器能力，为所有应用提供了益处。
什么是直接转矩控制？
直接转矩控制（DTC）是一种革命性的中压变频器电机控制方法，无需使用脉冲编码器从电机轴端反馈的信息，就能精确控制电机转速和转矩。
在DTC中，定子磁通及转矩为主要的控制变量。电机状态的计算在先进的电机软件模型中通过高速数字信号处理器每秒更新40,000次（即，每25微秒更新一次）。由于对电机状态进行持续更新并进行实际值与基准值之间的比较，逆变器的每次开关都是单独确定的。
最大化的启动转矩 DTC提供了精确转矩控制，使得中压变频器提供最大化的启动转矩，既便于控制，又有利于平滑运行。
本文简单的介绍了ABB ACS1000变频器水冷系统的原理及日常维护方法,并简单的讨论了发生的几次事故及对策。由于是首次采用水冷系统,导致运行维护经验不足是导致上述故障的主要原因,希望拙文能对相关行业的生产维护有所帮助,对电网电压波动及过程侧负荷变化的快速反应 中压变频器极快的转矩阶跃响应意味着其能以极高的速度对过程负荷及电网电压变化或波动作出反应，实现失电情形及负荷突变的轻松处理。 .&&&
噪音降低 由于具有独立确定的开关，中压变频器没有固定的开关频率。这样便消除了与使用传统PWM技术的中压变频器有关的、引起恼人噪音的共振。&&&
IGCT半导体 ACS 5000采用IGCT (集成门极换流晶闸管) 功率半导体开关器件，一种能够适于高性能中压应用的理想开关。IGCT的使用，减少了部件的数量，使得变频器更加高效、可靠。 监控与诊断
ACS 5000配备了智能化监视与控制系统，可从世界上任何地方安全地访问变频器。DriveMonitorTM 允许远程实时访问变频器。其支持ABB变频器的监视、配置和诊断，独立于所实施的控制方法，因此也能实现和已有设备的连接。可选工具由变频器内置的硬件模块以及一个软件层构成，该软件层自动收集并分析所选定的变频器信号及参数。长期监视功能提供了关于设备状态、所需的维护任务以及可能的性能改善方面的重要信息。诊断程序及趋势分析不仅覆盖变频器本身，而且也覆盖轴系的其他部分
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