SP能量回饋設(shè)計(jì)

Unidrive能量回饋設(shè)計(jì)SPMCSPMASPMDSP1SP2SP3SP4SP5SP6主機(jī)從機(jī)從機(jī)主機(jī)可控直流器不能使用400V回饋組件對(duì)575–690V系統(tǒng)，可考慮升降壓變壓器除SPMD1404正常負(fù)載330A外，其它所有系列可提供產(chǎn)品UnidriveSP能量回饋產(chǎn)品可供貨產(chǎn)品清單SPMD1404預(yù)計(jì)在2006，1供貨暫無(wú)產(chǎn)品已在研發(fā)之中供貨產(chǎn)品UnidriveSPMA/SPMD400V系列90kW~1.5MW最多可并聯(lián)10個(gè)SPMA/SPMD模塊(必須是同一型號(hào))并聯(lián)時(shí)模塊降額5%使用

UnidriveSPMC140220xSP540210xSPMD140412xSPMA1402UnidriveSP能量回饋Sizes1to6400V系列3kWto132kW在能量回饋系統(tǒng)中可為高達(dá)66mF的直流母線電容組充電技術(shù)規(guī)格工作電壓范圍(400V系列)380~480Vac+10%

工作頻率48~65Hz回饋模式下,如果

直流母線電壓低于410Vdc

或

交流電源電壓低于150Vac

則UnidriveSP認(rèn)為交流電源掉電,但不會(huì)切斷輸入回路或與輸入電源同步.直流母線電壓設(shè)定值(Pr3.05) 50Hz,380VacSupply=Min590Vdc,默認(rèn)700Vdc,Max800Vdc 60Hz,480VacSupply=Min730Vdc,默認(rèn)780Vdc,Max800Vdc直流母線電壓設(shè)定值必須比Vac*

2高出50v.直流母線電壓設(shè)定值可調(diào)整使得460Vac電機(jī)在380Vac電網(wǎng)上也能工作(通常電機(jī)電壓不超過(guò)360Vac)在這種情況下將從電源吸收更大的電流,從而需要更大功率的能量再生驅(qū)動(dòng)器.SP24031.732*415*29*1=20.8kWSP24031.732*400*29*0.85=17.7kWkW=1.732*Vac*IDriverated*p.fkW=1.732*Vmotor*Imotor*p.f+losses例1SP24031.732*380*29*1=19.1kWSP24031.732*460*29*0.85=20.2kWExample2SP34011.732*380*35*1=23.0kWExampleSP2403能量回饋驅(qū)動(dòng)器能夠回饋所產(chǎn)生的能量.SP2403再生驅(qū)動(dòng)器不能提供所需要的功率.SP3401再生驅(qū)動(dòng)器能夠從380Vac電網(wǎng)為460Vac電機(jī)提供所需的功率.

單回饋－單驅(qū)動(dòng)模式

系統(tǒng)上電可借用再生驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的軟啟動(dòng)功能。再生驅(qū)動(dòng)器選型應(yīng)依據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的要求來(lái)進(jìn)行。

一旦上電完成，軟啟動(dòng)電路被斷開。

單回饋－多驅(qū)動(dòng)模式再生驅(qū)動(dòng)器的選型應(yīng)滿足整個(gè)系統(tǒng)的功率需求軟啟動(dòng)電路可由UnidriveSPMC或外部電路完成所有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器必須配置直流融斷器多回饋－多電機(jī)驅(qū)動(dòng)器再生驅(qū)動(dòng)器功率和應(yīng)滿足系統(tǒng)功率的需求軟啟動(dòng)功能可由UnidriveSPMC1402完成應(yīng)配置單開關(guān)頻率濾波電抗器應(yīng)配置RFI濾波器應(yīng)配置直流母線融斷器

UnidriveSP能量回饋

制動(dòng)電阻替代方案再生制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的上電是通過(guò)監(jiān)測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的軟啟動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。必須配置隔離變壓器必須配置直流母線融斷器和二極管（只允許能量單相流動(dòng)）RFI濾波器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器功率匹配再生制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)滿足系統(tǒng)制動(dòng)的功率需求。

隔離變壓器制動(dòng)電阻替代系統(tǒng)直流母線–能量回饋驅(qū)動(dòng)器直流母線–電機(jī)驅(qū)動(dòng)器+DC對(duì)地的電壓波形不采用隔離變壓器可能導(dǎo)致輸入電抗器和回饋驅(qū)動(dòng)器的輸入部分發(fā)熱。標(biāo)準(zhǔn)整流器輸入直流母線對(duì)地紋波標(biāo)準(zhǔn)整流器輸入直流母線對(duì)地紋波必須移除所有能量回饋和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的內(nèi)置EMC濾波器SPsizes1to3移除內(nèi)置EMC濾波器SPsizes4to6,SPMA,SPMD移除內(nèi)置EMC濾波器不移除濾波器將導(dǎo)致安全和EMC問(wèn)題能量回饋系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)必須考慮如下幾個(gè)因素電機(jī)額定電流、電壓、功率因素最大過(guò)載情況能量回饋單元額定值（重載/普通負(fù)載的雙額定值）系統(tǒng)損耗確保在最惡劣的情況下能量回饋單元能夠提供或回饋所需要的功率＋損耗。如果能量回饋單元不能提供所需要的功率＋損耗，則直流母線電壓將下降，在惡劣的情況將失步并故障報(bào)警。如果能量回饋單元不能夠回饋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所再生的全部功率，則回饋單元與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將發(fā)生過(guò)壓故障。

系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)SP2403,23A(正常負(fù)載)

，工作在能量回饋模式，400V供電SP2403驅(qū)動(dòng)400V,23A,0.85功率因素的電機(jī)

能量回饋單元的額定功率:

=1.73x400

x23x1

=15.9kW

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器能夠提供的功率:

=1.73x400

x23

x0.85

=13.5kW

系統(tǒng)功率損耗

2xUnidriveSP2403=626W

額定電流時(shí)能量回饋單元能夠提供的功率為15.9kW，因此能滿足本案例的需求。系統(tǒng)功率需求13.5kW+626W=

14.13kW.SP4403,96A(重載),工作在再生模式,

SP4403驅(qū)動(dòng)75kW,400V,96A0.90pf的電機(jī):

能量回饋單元的最大功率:

=1.73x342x96x1x1.5

=85.1kW

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器最大功率:

=1.73x400x96x0.90x

1.75

=104.75kW

功率損耗：

2xUnidriveSP4403=1.952kW

系統(tǒng)功率需求：104.75kW+1.952kW=

106.7kW.能量回饋單元在最低電壓

-10%(342Vac),

輸出電流

150%時(shí)的情況下；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出電流

175%

能量回饋單元只能提供約85.1kW的功率，因此需選用更大功率的單元。

UnidriveSP能量回饋制動(dòng)電阻替代系統(tǒng)能量回饋單元作為制動(dòng)電阻替代方案的重要考慮因素是電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率與制動(dòng)功率之比。這決定了所需的能量回饋單元功率。驅(qū)動(dòng)功率<3/2制動(dòng)功率能量回饋單元應(yīng)視作主要的電源，而不僅是代替制動(dòng)電阻。

(標(biāo)準(zhǔn)能量回饋單元)1.5x制動(dòng)功率<驅(qū)動(dòng)功率<4x制動(dòng)功率該范圍內(nèi)，能量回饋單元作為作為制動(dòng)電阻的替代。能量回饋單元的功率應(yīng)和制動(dòng)功率一致。驅(qū)動(dòng)功率

>4x制動(dòng)功率不可能用額定的能量回饋單元僅作為功率制動(dòng)。能量回饋單元不適合連接到大容量的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。如果驅(qū)動(dòng)功率

>

4x

制動(dòng)功率，則應(yīng)該采用如下方案：兩臺(tái)SP3403

，每臺(tái)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)30kW電機(jī)。30-20=10kW(能量回饋單元功率)

有一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器在某時(shí)會(huì)處于制動(dòng)

–

每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器消耗20～30kW功率，制動(dòng)功率則在0～

30kW之間變化，因此最大回饋功率為標(biāo)稱的制動(dòng)功率因此，11kW的能量回饋單元足以滿足10kW的制動(dòng)回饋功率的要求。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率幾倍于所期望的制動(dòng)功率時(shí)，有必要考慮負(fù)載回饋的峰值制動(dòng)功率。

SP440375kW,驅(qū)動(dòng)器功率為75kW,

穩(wěn)態(tài)制動(dòng)功率為20kW。但是，動(dòng)態(tài)的峰值制動(dòng)功率可能大得多：SP440375kW–最大限流設(shè)定為150%-最大電動(dòng)與制動(dòng)電流水平則峰值制動(dòng)功率為=1.73x400x156x1.5=162kW

該功率遠(yuǎn)大于22kW能量回饋單元的容量，因此需要更大容量的能量回饋單元。如果能量回饋單元不能滿足制動(dòng)功率的需要，則所有單元將過(guò)壓報(bào)警。因此22kW能量回饋單元將提供足夠的制動(dòng)功率。峰值制動(dòng)功率

詳細(xì)的功率元件圖表

單回饋單元單電機(jī)驅(qū)動(dòng)

接觸器控制

軟啟動(dòng)元件

能量回饋元件

單回饋單元多電機(jī)驅(qū)動(dòng)每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元都需要配置直流母線融斷器可選能量回饋單元端子的連接SPMC不再需要輸入電抗器能量回饋單元主接觸器的輔助觸點(diǎn)可用于SPMC主接觸器的斷開與閉合而不導(dǎo)致電流回路

單回饋單元多電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元都需要配置直流母線融斷器

UnidriveSP能量回饋單元制動(dòng)電阻替代方案不需要外部變阻器必須配置直流母線融斷器和二極管需配置隔離變壓器

最優(yōu)設(shè)計(jì)

電流環(huán)增益

電壓控制器增益

功率前饋

功率因素校正運(yùn)行時(shí)電流環(huán)的不穩(wěn)定性運(yùn)行時(shí)OI.AC故障的誤觸發(fā)適合于非常動(dòng)態(tài)的應(yīng)用節(jié)省成本（因kVar減少，故節(jié)省了電費(fèi)支出）克服了“軟電源”時(shí)的電壓降可以克服從電動(dòng)到制動(dòng)的轉(zhuǎn)變中造成的OV,OI.AC故障的誤動(dòng)作可對(duì)同樣電源進(jìn)行感性負(fù)載的補(bǔ)償

功率前饋補(bǔ)償

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器動(dòng)態(tài)負(fù)載應(yīng)用中，瞬變負(fù)載會(huì)導(dǎo)致母線電壓快速變化，該裝置可以減少母線電壓的快速變化。簡(jiǎn)單設(shè)置模擬輸出(電機(jī)驅(qū)動(dòng)器)模擬輸入(回饋逆變器)

無(wú)需對(duì)驅(qū)動(dòng)器匹配額定值進(jìn)行比例協(xié)調(diào)(它通過(guò)模擬輸入/輸出就可以進(jìn)行，詳見用戶手冊(cè))MotoringDriveRegenDrive

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出功率1ms取樣一次((回饋逆變器模擬輸入取樣時(shí)間1ms/次)(電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模擬更新時(shí)間為250us))

能夠用于多電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)Analogueoutput1or2H-spdmodeOutputPowerPr5.03Analogueinput2or3Powerfeedforward能量回饋單元電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元模擬輸出端子1或2功率前饋補(bǔ)償系數(shù)Pr3.10

電壓控制器增益

默認(rèn)參數(shù)電壓控制器增益適合大多數(shù)應(yīng)用情況。

直流母線瞬變值和電壓控制器增益近似成比例。

確保增益在一定范圍內(nèi)，以免產(chǎn)生過(guò)大的電壓紋波。用戶指南提供了Kp的計(jì)算方法。負(fù)載瞬變：從電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài)直流母線電壓瞬變

用于減小瞬變的直流母線電壓效應(yīng)。

電流環(huán)增益默認(rèn)參數(shù)電流(Kp

Ki)控制器增益適合大多數(shù)應(yīng)用情況。

用戶指南中提供了計(jì)算相關(guān)值(K,Kc,andmH/相)的方法。比例增益Kp

對(duì)穩(wěn)定性非常重要。

回饋系統(tǒng)總體輸入電抗決定了

Kp

之值。

如果電源電感和所建議的回饋系統(tǒng)的電感相比占有一定的比例，則需要增加該比例增益。

對(duì)小功率驅(qū)動(dòng)器而言，電源電感與回饋系統(tǒng)電感相比不是那么重要，但對(duì)大功率系統(tǒng)而言則很重要。Kp=KxL(Pr3.02)xKc

電源電感>60/Kc*mH

/相

功率因素校正

功率因素校正可通過(guò)調(diào)整無(wú)工電流水平（P4.08）