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          西門子S120變頻器書本型進線模塊預充電回路和接線方式

          2016-04-07 17:37:12  來源:HHTD

          西門子S120變頻器書本型進線模塊預充電回路和接線方式:

          1 預充電回路概述
          SINAMICS S120系列為電壓源型變頻器,直流回路采用電容做儲能濾波元件。當使用二極管整流時,主回路上電的瞬間,直流母線之間相當于短路,為避免瞬間沖擊電流對功率器件造成損壞,需要通過預充電回路對電容充電,逐步建立直流母線電壓。
          SINAMICS S120的整流模塊稱為進線模塊Line Module。S120的進線模塊包括基本型進線模塊BLM(Basic Line Module)、非調節型進線模塊SLM(Smart Line Module)以及調節型進線模塊ALM(Active Line Module),它們所采用的功率器件不盡相同,因此預充電回路以及主回路的接線方式也有所不同,下面逐一進行介紹。

          2 書本型BLM的預充電回路及接線方式
          BLM為6脈動、不可控整流單元不可控整流模塊,根據功率不同,所采用的整流器件也有所不同。

          2.1 20kW及40kW書本型BLM
          這兩檔功率的BLM模塊采用二極管整流,內部集成了預充電回路,如圖1所示,通過預充電電阻對直流母線電容充電。


          圖1 20kW及40kW書本型BLM的預充電回路

          由于在預充電的過程中,預充電電阻以熱能的方式消耗能量,因此不能頻繁地合分閘(應間隔3分鐘以上),以避免預充電電阻過熱損壞。圖2所示為BLM的典型接線方式,其上電流程為:
          (1)主開關合閘的同時,通過其輔助觸點閉合使能BLM;
          (2)通過開關量或者通訊報文控制P840參數啟動BLM;
          (3)經過P862中設置的延時時間后,BICO參數r863.1置位,可將此參數連接至 CU上的一個DO點,用來控制主回路接觸器合分閘;
          (4)主接觸器的輔助觸點可接至CU的DI點,作為合閘的反饋信號;
          (5)合閘后,電流流過預充電電阻,預充電過程持續約1秒鐘,完成后,內部邏輯控制旁路接觸器吸合,電流從主回路流入。
          注意:如果不通過P840來啟動BLM,而只是通過外部邏輯接通主回路,直流回路電壓也能建立,但是此時旁路接觸器并沒有閉合,當電機模塊啟動、負載增大時,預充電電阻上的電壓降也隨之增大,導致直流母線欠電壓故障,預充電電阻也可能過熱損壞。


          圖2 BLM的典型接線方式

          2.2 100kW書本型BLM
          該模塊采用晶閘管整流,如圖3所示,通過改變晶閘管導通角(相角控制)對直流母線電容充電,因此不需要預充電電阻和旁路接觸器。主回路上電后,變頻器控制晶閘管導通角逐漸增大,直至完全導通,預充電過程完成進入正常運行階段。


          圖3 100kW書本型BLM的主回路簡圖

          100kW書本型BLM的典型接線圖和20kW/40kW的BLM一樣,上電流程也一樣,如2.1節所述。不同的是,我們必須通過P840參數啟動,才能觸發晶閘管整流,否則直流母線沒有電壓。

          3 書本型SLM的預充電回路
          SLM為不可控的整流回饋單元,它的功率器件包括IGBT及反并聯的二極管,預充電回路與20kW/40kW書本型的BLM一樣也集成在模塊內部,如圖4所示,同樣不能頻繁地合分閘(應間隔3分鐘以上),以避免預充電電阻過熱損壞。


          圖4 書本型SLM的預充電回路

          3.1 5kW及10kW書本型SLM
          這兩檔功率的SLM模塊沒有Drive-CLIQ接口,可以通過它上面的X21、X22端子進行控制和狀態指示。圖5為5kW及10kW書本型SLM的典型接線圖,其上電流程為:
          (1)主開關合閘的同時,通過其輔助觸點閉合使能SLM;
          (2)這兩款模塊沒有自己的參數,也不需要通過控制P840參數啟動SLM,預充電完成后旁路接觸器自動合閘;
          (3)可以利用CU上的DO點來控制主回路接觸器合分閘;
          (4)主接觸器的輔助觸點可接至CU的DI點,作為合閘的反饋信號;
          (5)合閘后,電流流過預充電電阻,預充電過程持續約1秒鐘,完成后,內部邏輯控制旁路接觸器吸合,電流從主回路流入。
          (6)X21的“準備好”信號和“報警”信號可連接至CU的DI點,作為電機模塊運行的必要條件,同時也可以將CU的DO點連接至X22端子來禁止SLM的回饋功能或復位故障。


          圖5 5kW及10kW書本型SLM的典型接線方式

          3.2 16kW及以上的書本型SLM
          這些SLM模塊的典型接線圖與20kW/40kW書本型的BLM一樣,上電流程也一樣,如2.1所述,這里不再贅述。
          注意:如果不通過P840來啟動SLM(16kW及以上),而只是通過外部邏輯接通主回路,直流回路電壓也能建立,但是此時旁路接觸器并沒有閉合,當電機模塊啟動、負載增大時,預充電電阻上的電壓降也隨之增大,導致直流母線欠電壓故障,預充電電阻也可能過熱損毀壞。

          4 書本型ALM的預充電回路
          ALM為可控的整流回饋單元,它的功率器件包括IGBT及反并聯的二極管,預充電回路與20kW/40kW書本型的BLM一樣也集成在模塊內部,如圖6所示,同樣不能頻繁地合分閘(應間隔3分鐘以上),以避免預充電電阻過熱損壞。


          圖6 書本型ALM的預充電回路

          圖7為書本型ALM以及與之匹配的接口模塊AIM的典型接線圖,其上電流程與20kW/40kW書本型的BLM一樣,如2.1節所述,這里不再贅述,下面介紹ALM與AIM之間的接線:
          (1)AIM的溫度信號需要接到ALM的X21端子,否則會報F06260——濾波器過溫;
          (2)AIM中散熱風扇的供電;
          (3)可以通過外部邏輯禁用散熱風扇。


          圖7 ALM與AIM的接線圖

          注意:如果不通過P840來啟動ALM,而只是通過外部邏輯接通主回路,直流回路電壓也能建立,但是此時旁路接觸器并沒有閉合,當電機模塊啟動、負載增大時,預充電電阻上的電壓降也隨之增大,導致直流母線欠電壓故障,預充電電阻也可能過熱損壞。



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