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西门子变频器使用说明书3


SIMOVERT MV
空气冷却中压变频器
使用说明书 版本 09/2001

使用 HV-IGBT 技术

订货号: 6SE8001-1AJ50

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? 西门子电气传动有限公司

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感谢您使用西门子公司的传动产品!

西门子公司低压变频传动产品 SIMOVERT MASTERDRIVES 自在中国市场推出以 来,与西门子公司的其他产品一样,得到了广大用户的认同和使用。为将变频传动 技术向中压领域发展, 西门子公司又推出三电平, 全数字, 矢量控制的 SIMOVERT MV 中压变频器,它可连接功率达 0.66MVA~7.2MVA,额定电压 2.3kV~6.6kV 的三相交 流标准电动机,使变频技术在中压领域中得到广泛的应用。 为了用户能够了解和方便的使用、维护西门子公司 SIMOVERT MV 中压变频器,我 们根据英语版的说明书,翻译出版了这套中文版使用说明书,共 3 册: 1. SIMOVERT MV 空气冷却中压变频器使用说明书 (订货号: 6SE8001-1AJ50) 2. SIMOVERT MV 中压变频器调试说明书 (订货号: 6SE8001-0BJ50) 3. SIMOVERT MV 中压变频器维护说明书 (订货号: 6SE8001-0CJ50) 随着产品技术的不断更新,我们将及时更改中文说明书内容,以方便您的使用。 由于时间仓促,水平有限,有翻译不妥之处敬请谅解。如您发现说明书中不妥之处, 请及时与西门子电气传动有限公司发展与支持部联系。我们将珍视您的任何建议。 谢谢您的帮助。

西门子电气传动有限公司发展与支持部热线: 传真: (022)24977217 电话: (022)24978800 SEDL 热线: Email address:TS.Hotline @sedl.siemens.com.cn

西门子电气传动有限公司(SEDL) 2002 年 9 月

版本 09/2001

目 录

目 录
定义,警示信息/说明 ……………………………………………………… 5 正确操作和使用……………………………………………………………… 正确操作和使用 ……………………………………………………………… 6 静电敏感器件(ESD) ………………………………………………………… 7 变频器安全和应用信息 ……………………………………………………… 8 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 3 3.1 3.2 3.2.1 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 应 用 …………………………………………………………………… 10 正确的使用 ………………………………………………………………… 11 系统特点 …………………………………………………………………… 11 谐 波 ……………………………………………………………………… 12 设 计 …………………………………………………………………… 13 设计说明 …………………………………………………………………… 13 基本电路 …………………………………………………………………… 13 并联电路配置 ……………………………………………………………… 16 电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路 ………………………………… 19 设备的布置 ………………………………………………………………… 20 单电路 ……………………………………………………………………… 20 并联电路配置 ……………………………………………………………… 24 电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路 ………………………………… 32 运行方式 ………………………………………………………………… 36 单电路和并联电路配置 …………………………………………………… 36 电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路 ………………………………… 38 特 性 ……………………………………………………………………… 39 技术数据 ………………………………………………………………… 40 订货号示意图(MRPD) ……………………………………………………… 40 允许的环境条件 …………………………………………………………… 42 综合技术数据 ……………………………………………………………… 43 变频器详细技术数据 ……………………………………………………… 44 外形尺寸图 ………………………………………………………………… 50 部件的简短说明…………………………………………………………… 部件的简短说明 …………………………………………………………… 58 整流器 ……………………………………………………………………… 58 直流母线 …………………………………………………………………… 59 预充电装置 ………………………………………………………………… 59 电容器组 …………………………………………………………………… 60 放电晶闸管 ………………………………………………………………… 60 逆变器 ……………………………………………………………………… 61 IHV 滤波器 ………………………………………………………………… 65

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目 录

版本 09/2001 增大空气冷却 ……………………………………………………………… 66 电 源 ……………………………………………………………………… 67 GSV 电源 …………………………………………………………………… 67 SITOP 电源 ………………………………………………………………… 67 开环和闭环控制用电源 …………………………………………………… 68 触发模块 …………………………………………………………………… 69 实际值检测 ………………………………………………………………… 70 电子分流器 AVT2 …………………………………………………………… 71 电压分流器 AVT3 …………………………………………………………… 74 硬件概述,开环和闭环控制 ……………………………………………… 75 OP7 操作面板 ……………………………………………………………… 76 Drive ES …………………………………………………………………… 79 变频器的远程控制 ………………………………………………………… 81 连接外部元件 ……………………………………………………………… 83 机箱 SR12 …………………………………………………………………… 84 处理器模块 PM5 …………………………………………………………… 85 信号处理器模块 ITSP2 MV ………………………………………………… 85 速度检测模块,MDE1 ……………………………………………………… 86 IGBT 控制模块,并行 MVP1 ……………………………………………… 86 MIL1 光接口模块 …………………………………………………………… 86 缓冲存储模块 MM3 ………………………………………………………… 87 3 个通讯模块支持板,通讯模块 …………………………………………… 87 用于 CBP2 通讯模块的支持板 …………………………………………… 87 UEL 模块 …………………………………………………………………… 88 ET200S 模块 ……………………………………………………………… 88 附 录 …………………………………………………………………… 89

5.5 5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.7 5.8 5.8.1 5.8.2 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.14.1 5.14.2 5.14.2.1 5.14.2.2 5.14.2.3 5.14.3 5.14.4 5.14.5 5.15 5.16 6


本使用说明书并未覆盖设备的所有细节或变更,也可能未完全提供在安装、操作和 维护中可能遇到的与此相关的各种情况。 如果需要进一步的资料或是在订货时遇到没有充分反映的特殊问题,请与当地的西 门子销售部门联系。 本使用说明书的内容不是现有或以前的协议、承诺或是与其相关的部分和修改。销 售合同包含了西门子公司的所有义务。合同所包含的与用户之间的担保是西门子的 销售担保,任何这里所作的陈述并不引起新的担保或更改现存的担保。

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定义,警示信息/说明

定义,警示信息/说明
合格的人员
在本手册和产品的标牌上所出现的“合格的人员”是指那些对装置的装备、安装、 启动和操作及熟悉装置涉及的危险性的人员。 他们必须具备如下条件: ? 他们经过培训通过了审定,能够按照制定的安全规范对装置进行通电、断电、清 扫、对线路和装置进行接地和接线。 ? 经过培训,能够按照制定的安全规范,正确使用和维修保护装置。 ? 在紧急救护方面受过培训。

安全导则
本手册包含了为了确保您自身的安全和预防财产损失的信息/说明。为了您的人身安 全的信息和说明用三角形警告标志。对于一般财产损失的信息和说明不加三角形警 告标志,根据危险等级,它们说明如下:

危 险
如果不采取适当的预防措施,将会造成死亡、严重的人身或设备事故。

警 告
如果不采取适当的预防措施,可能会造成死亡、严重的人身或设备事故。

小 心
带有三角形警示标志是指,如果不采取适当的预防措施,可能会导致轻微的或中度 的人身或设备事故。

小 心
不带三角形警示标志是指,如果不采取适当的预防措施,可能会导致设备事故。

注 意
注意是指,当不注意相应的信息/说明时,可能出现不希望的结果或状态。


“注”标志出应当注意的产品或本说明书中相关部分的信息的重要内容。

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正确操作和使用

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正确操作和使用
注意下列事项:

警 告:
电气设备带有危险电压的元件。 如不严格遵守下列措施,将会造成严重的人身伤亡和设备事故。 只有合适的合格人员才能在设备上或在其附近工作。 这些人员必须完全了解本手册规定的所有警告内容和应用措施。 本设备的成功和安全操作使用,取决于设备的正确维护、安装、操作和维修保养。 必须遵守各地方的安全导则和法规。

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静电敏感器件(ESD)

静电敏感器件(ESD)

小 心
电子模块含有静电敏感器件,如果操作不当,它们很容易损坏。然而,如果您不可 避免地对电子模块进行操作,请仔细关注以下说明: ? 除非必须的操作,否则,不要触摸电子模块。 ? 在触摸电子模块之前,操作人员必须事先放掉身上的静电。 ? 模块绝不允许与电绝缘材料——塑料薄膜,绝缘桌面或人造纤维做的衣服——接 触。 ? 模块只能放置在导电平面上。 ? 模块和电子元件在储存或运输前,一般应放在导电的容器内(如金属化的塑料盒或 金属罐)。 ? 如果不可避免要使用非导电容器,在放置模块和印刷板之前必须用导电材料包 装,这些材料包括如: 导电泡沫橡胶或普通的铝箔。 为了便于参考,在处理静电敏感器件时所采取的必要保护措施略图如下: – a = 导电地板 – b = 抗静电工作台 – c = 抗静电鞋 – d = 抗静电工作服 – e = 抗静电链条 – f = 箱体接地

可坐工作站

站立工作站

站立/可坐工作站


使用的 HV-IGBT(高压绝缘栅双极晶体管 )是易于被静电放电所损坏的器件。如果处 理不当,此类器件易被损坏。应采用上述全部措施对 HV-IGBT 进行防护,以避免损 坏变频器,确保变频器持续保持其完好的功能。 另外,在运输该器件之前,HV-IGBT 的栅极–发射极必须短路。

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变频器安全和应用信息

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变频器安全和应用信息

(按低压指令 73/23/EC)。 SIMOVERT MV 变频器是中压装置。 然而,它们所采用的部件均属于低压装置指令范围,包括辅助设备和开环、闭环控 制部件。 必须小心遵守调试说明书!

1. 一般信息
在运行期间,根据变频器防护等级,其部件有带电(低压)、裸露、运动或转动的,也 有表面发热的部件。 如果将需要加盖的盖罩错误地卸下,如果错误地使用设备或错误地安装和控制,则 可能造成严重人身伤害和重大财产损失。 更详细信息将在文件中提供。 只能由合格、受过培训的人员进行本设备的运输、安装和调试以及维修保养(应执行 IEC 364 和 CENELEC HD 384 或 DIN VDE 0100 和 IEC 报告 664 或 DIN VDE 0110 和当地的预防事故的有关法规)。 作为基本安全知识,合格、受过培训的人员是指那些接受过关于本设备的安装、装 配、调试和操作的专门培训并合格的人员。

2. 正确使用
变频器是一种设计为安装在电气车间或机器上的装置。 当将其安装在机器中时,在确认机器符合 EC 指令 89/392/EC(机器指令)之前,不得 将变频器进行调试(即进行正确的操作);也应遵循 EN 60204。 只有满足 EMC 指令(89/336/EC)要求之后,才允许进行调试(即进行正确的操作)。 变频器符合低压指令 73/23/EC 的要求。与 EN 60439-1/DIN VDE 0660 第 500 部分 和 EN 60146/DIN VDE 0558 有关的 EN 50178/DIN VDE 0160 系列标准的有关谐波 标准,适用于变频器。 有关供电条件的技术数据,可从铭牌及文件中查到。这些数据应当小心得到遵守, 这一点是很重要的。

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变频器安全和应用信息

3. 运输,储存
必须按运输、储存和正确的搬运说明的要求小心地处置变频器, 气候条件必须遵守 EN 50178。

4. 安 装
必须根据有关文件的要求,进行设备的安装和冷却。 必须对变频器进行保护以防止不允许的受力状态。特别在运输和装卸过程中,不允 许将部件弯曲和/或改变绝缘间隙。应不接触电子部件和触点。 如果不正确地处理,变频器中包含的部件易受静电放电损坏。电子部件绝不允许受 到机械损害或损坏(在某些情况下,它可能导致对人身的损害)。

5. 电气连接
在通电(低电压)的变频器上工作,必须小心遵守所有相关的当地安全预防事故法规的 规定(如 VBG4)。 必须按照相关法规(如电缆截面、熔断器和保护装置、保护导体连接)的要求进行变频 器的安装。详细信息和说明在文件中提供。 有关 EMC 正确安装信息,如屏蔽、接地、滤波器的布局和位置、电缆布设等,均在 变频器文件中提供。必须按文件中的规定执行,这也适用于带 CE 标志的变频器。 确保执行 EMC 规定要求,是车间或机器制造商的责任。

6. 运 行
安装了变频器的车间和系统,如果需要,必须根据有效的安全法规装备附加的监控 和保护装置。如有关事故预防法规等。 当变频器从电源断开后,不允许立即接触导电部件和电源连接件,这是由于电容器 带电而使上述部件仍带电。在这种情况下,必须小心遵守变频器上有关的警示牌。 所有的盖板和门在运行时必须关闭。

7. 保养和维护
按照制造厂文件中的规定执行。 应当将这些安全说明和信息妥善保存!

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1 应



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1
基本电路





SIMOVERT MV 系列电压源中间回路变频器是功率电子装置,它从一个固定频率三 相电源线路中(50/60Hz),生成一个三相电压可调、频率可调系统。这样可以实现三 相电机的连续速度控制。 对于输出电压达 4.16kV 的变频器,其控制范围可由静止达到电机的额定速度。对应 于输出电压的频率控制范围由 0 到 100Hz,(100~150Hz,定制,选件 L35)。输出 电压为 6.0kV 和 6.6kV 的变频器,其频率控制范围限定到 66Hz。 即使在控制范围的极限,变频器仍然具有较高的动态性能和良好控制特性。 空气冷却的 SIMOVERT MV 变频器,用于标准电机(3AC 2.3kV/3.3kV/4.16kV/6.0kV/ 6.6kV),输出功率从 0.66MVA 至 4.0MVA。 变频器,作为电压源中间回路变频器可以在速度控制范围以及弱磁范围中广泛应用。 主要应用包括,如
? ? ? ? ?

泵和风机驱动 水泥和选矿厂/破碎机 皮带驱动装置 船舶驱动装置 压缩机

并联线路配置
可以并联 2 台输入整流器和 2 台逆变器,以增大 SIMOVERT MV 变频器的功率。这 样,输出电压为 2 × 4.16kV 时 (仅用于 2 个线圈系统的电机)的最大功率可以达到 7.2MVA。

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1 应



1.1

正确的使用
SIMOVERT MV 变频器适合在符合允许环境条件要求(见 4.2 节“允许的环境条件”) 的清洁的工作环境和干燥的条件下,在固定的位置上使用。 变频器,通过 1 台断路器和 1 台变频变压器,与工业电网连接。(三绕组变压器,其 输出电压相差 30°(电角度),参见图 2.1)。 变频器适用于可变速度传动。传动装置及其部件是根据工程设计信息和要求进行设 计的。运行方式、过载、负载循环,环境条件要求等不允许偏离有关规定,如想更 改,应事先与制造厂联系并得到其允许。 带有二极管整流器的变频器,可以用于两象限运行(驱动,顺时针或逆时针方向转动)。 通过选用适当的选件,可以执行其他运行方式(斩波器)。

1.2

系统特点
当将电机连接在变频器上时,新的系统特性显现出来。电机及其驱动的负载变成可 调速的系统。 变频器具有闭环控制、开环控制和监控功能。该系统具有以下典型的优点:
? ? ? ? ? ?

节省能源,特别适于风机和泵 提高了工艺质量 延长了机械部件的使用寿命 无冲击,软启动或制动 使用电流限幅的过载保护 易于将传动装置集成到自动化系统中

作为许多应用的结果,还应注意它在传动系统上的作用:
?

二极管整流电路的变频器,只能将能量从电网输送给电机。再生反馈提高了直流 母线电压。如果超过了保护阈值,传动装置可能会脱扣。当使用二极管整流电路 时,则不能对有效的制动运行进行高动态响应控制。 这里需要一台制动单元用于制动。

?

只要电机仍在转动,它就可以将能源反馈给直流母线,即使变频器已经停机。此 过程可一直延续下去,直到电机完全断电。

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1 应



版本 09/2001 变频器在其直流母线上具有存储能源的能力。即使变频器的电源已被切断,直流 母线仍有电压。装置内存储的能量对人仍是危险的。因此,必须由通晓本设备的 人员特别小心的操作(见调试说明书)。 必须遵守变频器文件以及下列 5 项安全规定! 1. 切断装置电源 2. 锁定装置,使其不能再次接通电源 3. 必须保证装置真正处于无电压状态 4. 接地和短路 5. 屏蔽或隔断相邻有电压的零件(带电的零件和元件)
?

?

?

直流母线短路可以引起一些故障。这个直流母线短路即代表了电机的三相端子短 路。这样导致一个相应的浪涌电流和对于传动负载的转矩冲击。 保护阈值,不仅仅同变频器相协调,还要与电机、传动系统负载、其他工厂和系 统部件相协调。

?

必须遵守调试说明书中的安全规定。

1.3





12 脉冲二极管整流的结果,可以以最小的谐波反馈至电源中。谐波幅值取决于电源 的阻抗和变频变压器的短路容量。 对于标准设计,基波功率因数为 cos?1,整个工作范围的 cos?1>0.96。 由于 12 脉冲系统的原因,5 次和 7 次谐波以及 17 次和 19 次谐波等有明显的降低, 允许达到较小的畸变系数。 没有显著的换向瞬时跌落。

12

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2 设



2
2.1
2.1.1





设计说明
基本电路
SIMOVERT MV 变频器为电压源型中间回路变频器,其设计为三电平电路配置 ( 见 图)。与二电平变频器相比较,三电平变频器的优点是,其部件只承载直流母线电压 的一半(降低了电压强度)。这样,就可以适当提高直流母线电压,这使其输出功率相 当于二电平变频器的两倍。另外,通过适当地触发 HV-IGBT,输出电流很接近正弦 波形。以便输出电压谐波分量降低。

断路器

变频变压器

整流器

直流母线 放电晶闸管 相单元

逆变器

电机

变频器

图 2-1  带 12 脉冲二极管输入电路的变频器方块图

基本功率部件包括:
? ? ?

整流器 直流母线 逆变器

整流器包括 2 个 6 脉冲三相二极管桥,串联连接。 直流母线是一个带有电容器电压源型中间回路和一个放电晶闸管用于快速放电。 逆变器由 3 个相模块构成,3 个相模块使用 HV-IGBT 和中点二极管。

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2 设



版本 09/2001 根据电机的额定电压,确定串联连接在逆变器中的 HV-IGBT 和二极管的数量(见图 2-3)。 当将 2 个 HV-IGBT 串联连接时(电机额定电压 3.3kV 和 4.16kV),中点二极管被 HVIGBT 模块所取代。这是确保元件间电压分配所必须的。 使用低电感汇流排进行功率电路的连接。这些构成了各相的机械性部件。直流母线 的直流汇流排与逆变器的三相模块相连接。电容器汇流排也与直流汇流排相连接。 用风扇来驱散功率损耗。 变频器的开环和闭环控制使用数字闭环控制系统。利用塑料光缆对 HV-IGBT 进行触 发,这就意味着具有噪声抗扰性。 开环/闭环控制方案由于使用标准的硬件和软件而满足通常的要求。使用开环控制部 分中确定的接口,可对传动系统进行工艺扩展。

闭环控制和通讯
闭环系统控制使用 SIMADYN D-ITSP 控制模块。ITSP 控制逆变器和监控直流母线 电压、输出电流和输出电压。

本地运行控制

工厂接口

PROFIBUS-DP 光缆命令和校验返回信号

辅助运行

PROFIBUS DP

工厂接口

模拟和数字 输入和输出

图 2-2  闭环控制和通讯的结构框图(单电路)

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版本 09/2001

2 设



电机额定电压 2.3kV / 6.0kV / 6.6kV

电机额定电压 3.3kV / 4.16kV

图 2-3  HV-IGBT 电路同电机额定电压的关系 (单电路和并联电路配置)

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2 设



版本 09/2001

2.1.2

并联电路配置
在电源侧,可以使用一台公共 12 脉冲变压器电路向两个子系统供电(见图 2-4)。也 可以使用两台单独的 12 脉冲变压器(见图 2-5)。 变频变压器和进线电抗器不在标准供货范围内。 对于公共 12 脉冲变压器电路,应在整流器输入侧使用 Vk≥2%的进线电抗器。如果 该处有足够的空间,应当将电抗器安装在尽量靠近变压器的位置。

12 脉冲变频变压器

整流器

直流母线

图 2-4  并联电路配置;整流器侧带 1 台公共 12 脉冲变频变压器和进线电抗器

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版本 09/2001 2 台变压器并联连接,12 脉冲配置也可用于向变频器供电(见图 2-5)。
12 脉冲变频变压器 整流器 直流母线

2 设



12 脉冲变频变压器

图 2-5  并联电路;整流器侧带 2 台 12 脉冲变频变压器

为了保证带一公共直流母线的 2 个子系统间的均匀的电流分配,电机需要 2 个电气 绝缘的绕组系统(它们不应有电气相位差)(图 2-6)。
直流母线 系统 B 放电晶闸管 相单元 相单元 逆变器 系统 A

图 2-6  并联电路;逆变器侧电机中有 2 个绕组系统

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2 设



版本 09/2001

闭环控制和通讯
对于并联电路配置,2 个子系统均由控制模块(ITSP2 MV)控制。 左侧 ITSP2 MV(见图 2-7)具有主驱动功能。它控制右侧逆变器(系统 A),并将触发命 令传输给 ITSP(从驱动功能)。它不具有闭环控制功能,但是仅控制(开环)和监视左侧 逆变器(系统 B)。

本地运行控制

工厂接口

光缆命令和检验返回信号

辅助运行 主驱动 从驱动

工厂接口

模拟和 数字 输入和 输出

图 2-7  闭环控制和通讯的结构框图(并联电路配置)

同时控制 2 个逆变器系统中的半导体。2 个逆变器的测量值单独用于监控的目的; 组合值用于闭环控制。

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2 设



2.1.3

电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路
SIMOVERT MV 变频器系列具有一个集成的高电压滤波器(IHV 滤波器),用于电机额 定电压为 6.0kV 和 6.6kV。 该高压滤波器是变频器的一部分。

断路器

变频变压器

整流器

直流母线 放电晶闸管

逆变器

IHV 滤波器

电机

相单元

变频器

图 2-8  变频器带输入和 IHV 滤波器

变频器电路包括一个 2.3kV 基本变频器(见 2.1.1 节)和 IHV 滤波器。IHV 滤波器从脉 冲的 2.3kV 输出电压产生一个近似正弦的 6.0kV 或 6.6kV 输出电压。作为近似正弦 输出量的结果(电压和电流),这样的变频器可用于标准电机(见图 3-5)。

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2 设



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2.2

设备的布置
大容量变频器的设备布置见图例。

2.2.1

单电路
该变频器以单件运输单元的方式供货。 整流器,逆变器和控制柜包装为第一个运输单元(依据选件以及制动控制器)。 这些柜内的设备布置见下图。

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2 设



侧视图(左侧)

带门的前视图

(选件 L50)

(选件 L70)

图 2-9  平面布置图(左视图和带门的前视图)

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2 设



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前视图

视图 C

剖面 A-A

剖面 B-B

图 2-10   平面布置图(前视图)

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2 设



(后视图)

图 2-11   平面布置图(后视图)

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2 设



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2.2.2

并联电路配置
该变频器从 2 个运输单元供货(两台整流器,两台逆变器包括控制单元)。 两台整流器安装在第一个运输单元内(依据选件和制动控制器)。 该柜体内的设备平面布置图见下图:

整流器运输单元
侧视图

图 2-12   平面布置图,整流器运输单元(侧视图)

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2 设



前视图

图 2-13   平面布置图,整流器运输单元(前视图)
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2 设



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后视图

图 2-14   平面布置图,整流器运输单元(后视图)

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2 设



运输单元,逆变器和控制单元(开环和闭环)
两台逆变器和控制柜以及附件在第二个运输单元里。
侧视图(左侧)

带门的前视图

(选件 L50)

(选件 L70)

图 2-15   平面布置图,逆变器运输单元(左视图和带门的前视图)

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27

2 设



版本 09/2001

前视图

视图 C

剖面 A-A

剖面 B-B

图 2-16   平面布置图,逆变器运输单元(前视图)

28

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版本 09/2001

2 设



后视图

图 2-17   平面布置图,逆变器运输单元(后视图)

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29

2 设



版本 09/2001

1U1,1V1,1W1 2U1,2V1,2W1 3U1,3V1,3W1 4U1,4V1,4W1......................................................输入汇流排,电源侧 1U2,1V2,1W2 2U2,2V2,2W2......................................................输出汇流排,电机侧 -A11,-A21,-R13,-R23,-A12,-A22, -X12,-X22...............................................................在 HV-IGBT 模块上的元件 -A11,-A21,-R13,-R23,-A12,-A22, -X12,-X22...............................................................在中点二极管模块上的元件 -A180…-A182,-R180,-R181, -R182,-R183 或-T182,-T183, -V180,-V181...........................................................放电晶闸管 -A200 ........................................................................机箱,开环控制 -A200-G1 ..................................................................机箱电源 -A210…-A272...........................................................端子排 ET200S -A300 ........................................................................UEL 控制模块 -A31…-A34...............................................................电源侧二极管模块 -A41…-A46,-A51…-A56,-A61…-A66..................逆变器模块 -A880,-A881...........................................................PT100 计算单元(选件 L86) -B80,-B81...............................................................压差监控 -C41…-C46 ..............................................................直流母线电容器 D-M -C51…-C56 ..............................................................直流母线电容器 C-M -E150…-E153,-K150,-V150, -Q150…-Q155 ..........................................................风机和保护断路器 -E801…-E803,-X800 .............................................柜体内部照明 +电源连接插座(选件 L33) -E810…E817,-F810 ...............................................抗冷凝加热器(选件 L55) -F830…-F833 ...........................................................电机温度,脱扣/报警(选件 L81…L84) -F842…-F847 ...........................................................PT100 计算单元用于危险的区域(选件 L87) -G120,-F120...........................................................24V 电源 -G130,-F130...........................................................24V 电源 -G90,-Q90,-F90...................................................GSV,在中压等级,触发, 实际值上的电子器件电源 -H1…-H4,-S13 .......................................................在柜体门上的信号灯和按键开关(选件 L50) -K11 ..........................................................................断路器 CLOSED -K12 ..........................................................................断路器 OPEN -K13 ..........................................................................断路器,欠压释放 -K15 ..........................................................................安全电路脱扣 -K150 ........................................................................接触器,风机 -P1…-P3...................................................................显示仪(选件 L70) -Q140,-K140,-R140…-R145 -T140,-T141,-A140,-V140.................................预充电 -Q147,-K147 ..........................................................保护断路器和接触器,输出电抗器(选件 L08) -Q148,-K148 ..........................................................保护断路器和接触器,IHV 滤波器 -Q149,-K149 ..........................................................保护断路器和接触器,正弦滤波器(选件 L15) -Q860,-Q861,-T860.............................................非 400V 的电源选件(选件 K75)

30

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版本 09/2001 -R1…R4....................................................................压敏电阻 -R190,-A190,-B190,-F190 ................................绝缘监控 -R882,-R883 ..........................................................柜内温度监控 -S1…-S5...................................................................门限位开关 -S10 ..........................................................................安全脱扣 -T200,-U200,-R200,-R201................................直流母线电压实际值测量 -T41,-U41,-R41 ...................................................分流器,输出电流 iU,相电压 U-V -T61,-U61,-R61 ...................................................分流器,输出电流 iW,相电压 W-V -V1…V3,-C1,-C2,-R2,-R3 ..............................模块上的元件,线路二极管..00 -V1…V3,-C3,-R2 .................................................模块上的元件,线路二极管..01 -X10 ..........................................................................内部+24V 配电 -X11 ..........................................................................内部-24V 配电 -X12 ..........................................................................内部+24V 配电 -X13 ..........................................................................内部-24V 配电 -X2,-X4,-X100,-X900 ........................................端子排 -X411,-X412,-X421,-X422,-X431, -X432,-X411,-X442,-X451,-X452, -X461,-X462...........................................................端子排,SV 逆变器模块(U) -X5 ............................................................................400V 电源 -X511,-X512,-X521,-X522,-X531, -X532,-X541,-X542,-X551,-X552, -X561,-X562...........................................................端子排,SV 逆变器模块(V) -X611,-X612,-X621,-X622,-X631, -X632,-X641,-X642,-X651,-X652, -X661,-X662...........................................................端子排,SV 逆变器模块(W) -Z1 ............................................................................进线输入滤波器

2 设



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31

2 设



版本 09/2001

2.2.3

电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路
该变频器以 2 个运输单元运输(变频器包括开环/闭环控制部件和 IHV 滤波器)。 下列图中示出了柜中的设备布置情况。设备代码的信息在 32~35 页图 2-18~图 2-20 中介绍。
侧视图(左侧)

带门的前视图

(选件 L50) (选件 L70)

图 2-18   布置图(左视图和带门的前视图)

32

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版本 09/2001

2 设



前视图

视图 C

剖面 A-A

剖面 B-B

图 2-19   布置图(前视图)

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33

2 设



版本 09/2001

后视图

图 2-20   布置图(后视图)

34

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版本 09/2001

2 设



前视图

图 2-21   布置图(IHV 滤波器)

U2,V2,W2 ....................................... 输出汇流排,电机侧 -A148.................................................... 风机监视 -C10,-C11 .......................................... 滤波器电容器 -E148,-E248 ...................................... 风机 -L1 ........................................................ 电抗器(在逆变器柜内) -L2 ........................................................ 滤波器电感 -R15 ..................................................... 接地电阻器 -S20...................................................... 接地断路器(选件) -X901,-X902 ...................................... 端子排

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35

3 运行方式

版本 09/2001

3
3.1

运行方式

单电路和并联电路配置
直流母线 整流器 放电晶闸管 逆变器

图 3-1  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的原理线路图

三绕组变压器具有一个相位差 30°的输出系统作为变频器的电源(12 脉冲电源)。变频 器包括 2 个串联连接的二极管桥,此二极管桥对 AC 馈电电压进行整流。 以下的直流母线电压分为 2 部分,并有一公共中点(零电位)和电压+(C)和-(D)。利用 电容器来支持直流母线电压。 晶闸管放电装置用于直流母线快速放电(参见 5.2.3 节)。 逆变器是一个带 HV-IGBT(高压绝缘栅双极晶体管)的三电平逆变器。这些 HV-IGBT 基本上作为具有高节拍频率的简单开关来运行(见图 3-2)。这就是说,变频器输出端 子可以与带三个电压等级的直流母线(“ +” , “-”和“ 0” )连接。为了将正电位连接 到一个输出端子上,两个 HV-IGBT V1 和 V2 应开通或续流二级管导通。负电位可由 V3 和 V4 相应地转换。为输送零电位,将中间两个 HV-IGBT V2 和 V3 开通并导通 一个中点二极管。开关状态是可以选择的,这样就产生了近似于正弦电流(参见图 32 和 5.3 节)。

36

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3 运行方式

开关

图 3-2  逆变器的运行方式

输出电压的可能的最大幅值是直流母线电压的函数。输出电压的有效值可通过节拍 频率来降低。由瞬态切换构成的这些节拍频率在基波内运行在零电位(M)。电压可在 0V 和额定输出电压之间进行设定。 这些节拍时序的频率是重复的并与逆变器的输出频率是相同的。 频率可被设定为 0Hz~100Hz(100~150Hz,定制,选件 L35)。 具有 6.0kV 和 6.6kV 输出电压的变频器除外(见 3.2 节)。 通过使用数字闭环控制系统和脉冲模型发生器,产生了与输入的值相对应的节拍时 序。这些将通过光纤电缆传输到 HV-IGBT 触发回路。 电压中间回路变频器的机器侧闭环控制设计为 TRANSVEKTOR?磁场定向闭环控制 并可作为闭环频率,速度或转矩控制。 TRANSVEKTOR 控制实现直流传动的动态响应。转矩和产生磁通的电流分量互相 之间独立控制。 该功能使变频器输出低谐波的基本是正弦的电压和具有高动态响应特性。

图 3-3  SIMOVERT MV 变频器输出电压基本波形(输出电压 2.3kV,3.3kV 和 4.16kV)

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37

3 运行方式

版本 09/2001

3.2

电机额定电压为 6.0kV 和 6.6kV 的电路
集成在变频器中的 IHV 滤波器(见图 3-4)产生 6.0kV 或 6.6kV 输出电压。
IHV 滤波器

逆变器

图 3-4  在逆变器和电机间的 IHV 滤波器的线路

变频器电路由一个逆变器和一个 IHV 滤波器组成。IHV 滤波器将来自逆变器的脉冲 输出电压产生一个几乎是正弦的 6.0kV 或 6.6kV 的输出电压(图 3-5)。标准电机将可 以使用几乎为正弦的输出量(电压和电流)。

运行方式
IHV 滤波器的运行原理是用滤波器传递函数的幅值频率特性来说明(见图 5-7)。在最 大运行区域 66Hz,滤波器在低于共振频率时是无阻尼的。超过 600Hz 的共振频率, 在滤波器输出电压,谐波分量以 40dB/10 进制衰减。变频器的开关频率和脉冲模型 被选择得,只在共振频率以上才有较大谐波分量。使用 IHV 滤波器可使输出电压的 畸变系数<10%。

图 3-5  带有 IHV 滤波器的 SIMOVERT MV 变频器的输出电压和电流

38

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版本 09/2001

3 运行方式

3.2.1


? ? ? ? ? ?


电动机的电压和电流几乎是正弦波的。 在电机端子上的电压上升率减至< 500V/?s。 避免瞬态电压尖峰。 在电机中的附加损耗由于电流谐波减小而降低。 长的电机电缆的充电电流峰值被减小,这意味着,可以不需要附加的输出电抗器。 IHV 滤波器同逆变器输出电压,电机电压并未电气隔离,因而,绝缘监视仪可保 留全部功能(-B190)。

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39

4 技术数据

版本 09/2001

4
4.1

技术数据
订货号示意图(MRPD)
6
功率单位 100kVA 冷却方式 1 空气冷却 2 水冷 额定输出电压 A 2.3kV B 3.3kV C 4.16kV D 6.0kV E 6.6kV 方案 A 带 12 脉冲二极管输入的变频器 功能状态 控制方案 1 标准输出频率,最大 100Hz (在 6.0kV/6.6kV 为 66Hz) (100~150Hz,定制(选件 L35)) 选件 变频器所装备的所有选件见下表,它们均带 有一个附加代码(需要简要说明)

S

E

8

0





Z

40

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4 技术数据

选 件
下列选件仅摘自 SIMOVERT MV 系统模块。其他选件来自样本 DA63。
?

带有区别于 400V 电压的辅助电源(K75) 如果须有不同于 400V 的其他辅助电压,则需使用辅助变压器。 其他颜色(M09) 船舶应用(M66) 靠墙安装(M61) 可锁的门(M60) 门上的标准锁用一个圆柱锁取代之。 连接板(M63) 从顶部接线 在门上的测量仪表(L70) 在控制柜门上安装 3 个测量仪表。在变频器中包括所需接线及附加模块。 可以显示各种值: 电机电压;功率;输出电流;速度。 系统配置可显示那些值。比例应适当地适配。 抗冷凝加热器(L55) 带电源连接插座的柜内照明(L33) 每台柜安装一个灯泡。由运动探测器来开、关。一个防护式电源插座作为灯的零 件。电源由端子排输入。 更高的防护等级(M11…M59) 标准防护等级为 IP21,最高为 IP54。 输出电抗器(L08) 用于限制电机馈电电缆容性再充电电流。 正弦 EMC 输出滤波器(L15) 用于第三方和老电机。

? ? ? ?

? ? ?

? ?

?

?

?

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41

4 技术数据

版本 09/2001

4.2

允许的环境条件
环境温度 运行时 储存和运输 环境等级 0°C~+40°C(不允许出现凝露) (温度>+40°C 时减载曲线见图 4-1) -25°C~+70°C 按 IEC 721-3-3 的 3K3 级 在 20°C 时,空气相对湿度<85% 不允许出现凝露 按 DIN VDE 0110,part1/1997 污染等级 2 按 DIN IEC 68-2-6 位移: 0.075mm (10…58Hz) 加速度: 9.8m/s2 (>58…500Hz) 按 DIN IEC 68-2-6 位移: 3.5mm (5…9Hz) 加速度: 10m/s2 (>9…500Hz) <1000m 海拔 (对于高海拔,减载曲线见图 4-1)

绝 缘 机械强度 用于固定安装时

运输期间

安装高度

在海拔高于 1000m 和环境温度高于+40°C 时的减载曲线
允许额定电流 允许额定输入电压 按 VDE 0110 / IEC 664-1

安装海拔高度(m) 允许额定电流

安装海拔高度(m)

°C 冷却介质温度

图 4-1  减载曲线

42

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版本 09/2001

4 技术数据

4.3

综合技术数据
防护等级 IP21(标准), 按 DIN VDE 04770,EN 60529,IEC 60529 (可选用更高的防护等级) 级 1 按 DIN VDE 0106,part1/1982 按 DIN VDE 0106,Part100 和 DIN VDE 0113 Part1 按 EN 61800-3 3/AC/N/400 V ± 10%,50/60Hz ± 3% 3/AC/N/380 V ± 10%,50/60Hz ± 3% 3/AC/N/415 V + 6%..-10%,50/60Hz ± 3% 否则用选件 K75 见表,4.4 节 内装风扇强制通风冷却 室内,RAL7032

保护等级 接触保护 无线电干扰抑制 辅助电源

电流需求 冷却方式 涂层/颜色

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43

4 技术数据

版本 09/2001

4.4

变频器详细技术数据

电机额定电压 2.3kV
MRPD 6SE80xx-1AA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,1.3kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) kg m /s
3

xx=

08

10

12

14

16 ± 10% 50/60Hz ± 3% 3.2kV

18

20

22

24

2 × 3-ph. 1.2kV AC

3-ph. 2.3kV AC Hz 100 (100... 150Hz 定制) 1:1000 0.01% MVA A kW 0.8 200 12 1.36 2 10 18 760 79 2570 1818 1259 图 4-2 1.0 250 15 1.66 2 10 18 690 79 1.2 300 18 1.66 2 10 18 690 79 1.4 350 20 1.66 2 10 18 690 79 1.6 400 22 1.66 2 10 18 690 79 1.8 450 25 1.66 2 10 18 690 79 2.0 500 27 1.66 2 10 18 690 79 2.2 550 29 1.79 3 14 18 760 80 2.4 600 31 1.79 3 14 18 760 80

cos?1 >0.96

1200 1750 1750 1800 1800 1850 1850 1900 1900 2570 2418 1259 图 4-3

44

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版本 09/2001

4 技术数据

电机额定电压 3.3kV
MRPD 6SE80xx-1BA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,1.3kW 风扇数量,2.8kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) Kg 2 14 18 790 81 2570 1818 1259 图 4-4 10 18 630 79 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 m /s
3

xx=

10

13

15

18

21 ± 10% 50/60Hz ± 3% 4.7kV

23

26

28

31

2 × 3-ph. 1.7kV AC

3-ph. 3.3kV AC Hz 100 (100... 150Hz 定制) 1:1000 0.01% MVA A kW 1.0 175 15 1.9 1.3 230 20 2.07 2 1.5 260 23 2.63 3 1.8 315 27 2.63 3 2.1 370 30 2.63 3 2.3 400 33 2.63 3 2.6 460 37 2.63 3 2.9 510 41 2.63 3 3.1 550 42 2.63 3

cos?1 >0.96

1500 2050 2050 2100 2100 2150 2150 2200 2200 2570 2418 1259 图 4-5

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45

4 技术数据

版本 09/2001

电机额定电压 4.16kV(单电路)
MRPD 6SE80xx-1CA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,1.3kW 风扇数量,2.8kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) kg 2 14 18 790 81 2570 1818 1259 图 4-4 10 18 630 79 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 14 18 690 80 m /s
3

xx=

13

17

20

23

26 ± 10% 50/60Hz ± 3% 5.9kV

28

33

37

40

2 × 3-ph. 2.2kV AC

3-ph. 4.16kV AC Hz 100 (100... 150Hz 定制) 1:1000 0.01% MVA A kW 1.3 180 20 1.9 1.7 240 26 2.07 2 2.0 280 30 2.63 3 2.3 320 34 2.63 3 2.6 360 37 2.63 3 2.9 400 40 2.63 3 3.3 460 46 2.63 3 3 20 18 810 83 3 20 18 810 83 3.7 510 49 2.9 4.0 550 51 2.9

cos?1 >0.96

1500 2050 2050 2100 2100 2150 2150 2200 2200 2570 2418 1259 图 4-5

46

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版本 09/2001

4 技术数据

电机额定电压 2 × 4.16kV(并联电路配置)
MRPD 6SE80xx-1CA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,2.8kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) kg m /h
3

xx=

47

52

58 2 × 2 × 3-ph. 2.2kV AC ± 10% 50/60Hz ± 3% 5.9kV 2×3-ph. 4.16kV AC

67

72

Hz

100 (100... 150Hz 定制) 1:1000 0.01%

MVA A kW

4.7 2 × 325 2 × 37 5.8 6 38 18 810 86 3600

5.2 2 × 360 2 × 40 5.8 6 38 18 810 86 3650

5.9 2 × 415 2 × 46 cos?1 >0.96 5.8 6 38 18 810 86 2570 4218 1259 图 4-6

6.7 2 × 460 2 × 49 5.8 6 38 18 810 86 3700

7.2 2 × 495 2 × 51 5.8 6 38 18 810 86

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47

4 技术数据

版本 09/2001

电机额定电压 6.0kV
MRPD 6SE80xx-1DA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,1.3kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) kg m /s
3

xx=

08

10

12

13 ± 10% 50/60Hz ± 3% 3.2kV 3-ph. 6.0kV AC

15

18

20

2 × 3-ph. 1.2kV AC

Hz

66 1:1000 0.01%

MVA A kW

0.66 65 17 1.9 2 10 18 760 79 4550 2570 3018 1259 图 4-7

1.0 95 25 2.2 2 10 18 690 79 5500 2570 3618 1259

1.2 115 30 2.2 2 10 18 690 79 5500

1.3 125 34 cos?1 >0.96 2.2 2 10 18 690 79 5600 2570 3918 1259

1.5 145 39 2.2 2 10 18 690 79 5600

1.8 175 45 3.2 3 14 18 760 81 6450 2570 4218 1259

2.0 190 50 3.2 3 14 18 760 81 6500

图 4-8

对 6.0kV 和 6.6kV 的限制,见 5.4 节

48

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4 技术数据

电机额定电压 6.6kV
MRPD 6SE80xx-1EA01 电源额定电压 容许偏差 额定频率 容许偏差 直流母线电压 VDC link 输出电压 VV 最大输出频率 fV 频率控制范围 频率稳定度 额定功率 SN 额定电流 IN 无冷却系统的功损 50/60Hz 电网功率因数 冷风流量 风扇数量,1.3kW 辅助电流需求和预 充电电流(20s)(在 3AC 400V) 风压降?P SN 时噪声级 重约 尺寸 高 宽 深 尺寸图 mm A A Pa dB(A) kg m /s
3

xx=

08

10

12

13 ± 10% 50/60Hz ± 3% 3.2kV 3AC 6.6kV

15

18

20

2 × 3-ph. 1.2kV AC

Hz

66 1:1000 0.01%

MVA A kW

0.66 60 17 1.9 2 10 18 760 79 4550 2570 3018 1259 图 4-7

1.0 90 25 2.2 2 10 18 690 79 5500 2570 3618 1259

1.2 105 29 2.2 2 10 18 690 79 5500

1.3 116 33 cos?1 >0.96 2.2 2 10 18 690 79 5600 2570 3918 1259

1.5 130 39 2.2 2 10 18 690 79 5600

1.8 160 44 3.2 3 14 18 760 81 6450 2570 4218 1259

2.0 175 49 3.2 3 14 18 760 81 6500

图 4-8

对 6.0kV 和 6.6kV 的限制,见 5.4 节

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49

4 技术数据

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4.5

外形尺寸图
对图 4-2~图 4~8 的说明 1) 2) 3) 4) 电缆从灰色区内由下部进入柜中 运输导轨可以拆去 支持梁用于支持电缆 功率连接 a) b) 5) 6) 7) 8) 9) 电源侧 电机侧

冷却空气入口 冷却空气出口 更换风扇区 装到底座上,在柜中和在运输导轨中模板开孔相同 信号和控制电缆端子

10) 屏蔽母线 11) 减压标记 12) 检查通道 13) 运输单元

50

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4 技术数据

前视图

侧视图

电源侧变频器

电机侧变频器

开环和闭环控制

剖面 A-B

侧视图

运输导轨模板

图 4-2  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8008-1AA01)

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51

4 技术数据

版本 09/2001

前视图

侧视图

电源侧变频器

电机侧变频器

开环和闭环控制

侧视图 剖面 A-B

运输导轨模板

图 4-3  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8010…6SE8024-1AA01)

52

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版本 09/2001

4 技术数据

前视图

侧视图

电源侧变频器

电机侧变频器

开环和闭环控制

侧视图

剖面 A-B

运输导轨模板

图 4-4  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8010-1BA01 和 6SE8013-1CA01)

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53

4 技术数据

版本 09/2001

前视图

侧视图

电源侧变频器

电机侧变频器

开环和闭环控制

侧视图 剖面 A-B

运输导轨模板

图 4-5  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8013…6SE8031-1BA01 和 6SE8017…6SE8040-1CA01)

54

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版本 09/2001

4 技术数据

前视图 电源侧变频器 电机侧变频器 开环和闭环控制

剖面 A-B

运输导轨模板

侧视图

图 4-6  带二极管整流器,并联连接的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8047…6SE8072-1CA01)
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55

4 技术数据

版本 09/2001

前视图

剖面 E-F

IHV 滤波器

电源测 变频器

电机侧 变频器

开环和 闭环控制

侧视图

剖面 A-B

运输导轨模板

图 4-7  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8008-1DA01,6SE8008-1EA01)

56

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4 技术数据

前视图 IHV 滤波器 电源侧 变频器 电机侧 变频器 开环和 闭环控制

剖面 A-B

运输导轨模板 剖面 E-F 侧视图

图 4-8  带二极管整流器的 SIMOVERT MV 变频器的外形图 (6SE8010…6SE8020-1DA01 和 6SE8010…6SE8020-1EA01)

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57

5 部件的简短说明

版本 09/2001

5
5.1

部件的简短说明

整流器
整流器 直流母线 逆变器

图 5-1  整流器装置

三绕组变压器有两个电气上相差 30°的次边绕组(见图 2-1)。一个不可控三相桥式二 极管整流器各接至其次边绕组上,结果变成 12 脉冲电源。 每个二极管整流器供电给直流母线一半的电容器。直流母线电压由串联连接产生。 在输入侧有三角形接法的 RC 回路用于保护二极管。 12 相整流二极管做成 4 个模块(-A31~-A34)。 每个模块有半桥,3 个二极管和 1 个或 2 个 RC 回路。 二极管的阳极(-A31,-A32)和阴极(-A33,-A34)直接接至散热器上。 这意味着,散热器是在电压的中点。

58

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5 部件的简短说明

5.2

直流母线
整流器 直流母线 放电晶闸管 逆变器

图 5-2  直流母线

直流母线的基本元件是电容器组、放电晶闸管和预充电装置。预充电装置仅在断电 情况下才能激活。

5.2.1

预充电装置

辅助电源

图 5-3  预充电装置

在变频器状态“准备合闸”和“准备好”之间的断电期间,直流母线由辅助电源充 电。为了实现这种运行,接触器-K140 闭合,通过电阻、升级变压器和整流桥,一 个直流电压送至直流母线上。直流母线电容充电至直流母线电压的 80%左右。在预 充电结束后,接触器再断开。

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59

5 部件的简短说明

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5.2.2

电容器组
电容器组的电容器是并联连接而且彼此间用低电感汇流排连在一起。取决于变频器 功率,电容器数量是可变的。使用 MKK 电容器。MKK 电容器是不必维护和自愈的。

5.2.3

放电晶闸管
两个直流母线段是通过晶闸管和电阻放电(见图 5-2)。当电机断电时,利用闭环控制 系统的光信号触发晶闸管(见调试说明书“断电”这一节)。在晶闸管触发以后,一个 检验返回信号输出到闭环控制系统。 当发生过电压时,为了保护在直流母线上的元件而触发放电晶闸管(无来自闭环控制 系统的触发命令)。响应电压取决于变频器额定输出电压:
额定输出电压[kV] 响应电压[kV] 2.3/6.0/6.6 2.5 3.3 3.6 4.16 4.6

(用于每半个直流母线)

电阻器吸收存储在直流母线上的能量并限制其电流。对于故障脱扣,用电阻器来限 制仍在旋转的电机的尖峰转矩。

警 告
如果放电晶闸管损坏,则放电时间明显增大。 在高电压和辅助电压已断开之后,需要足够放电时间使系统达到无危险电压水平:
? ?

对于额定输出电压为 2.3kV、6.0kV 和 6.6kV,需 15min 对于额定输出电压为 3.3kV 和 4.16kV,需 6min

要始终遵守 5 项安全规则和变频器文件。

60

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5 部件的简短说明

5.3

逆变器
整流器 直流母线 逆变器

图 5-4  逆变器装置

逆变器由 3 个相单元组成。 每个相单元有 4 个功率连接点。直流母线的三个连接点 C(+)、M(0)和 D(-)在顶部, 一个相输出连接点是在相单元的底部。 取决于电压,每个臂可有一个或几个功率器件串联连接。 对于具有 HV-IGBT 串联电路,在 HV-IGBT 模块中有中点二极管。这是为了确保二 极管之间的电压均匀分配所必须的。 对于较低额定电流,几只 HV-IGBT 同相应的续流二极管可装在一个壳体中。 在一个半导体模块中,一只 HV-IGBT 同一只二极管反并联连接。当该 HV-IGBT 导 通时,它可流过电流。续流二极管仅能在反方向流过电流。

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5 部件的简短说明

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相单元
每个相单元可以在适当的输出端子处连接 3 个电位+Vd / 2,0 或- Vd / 2。这靠接通 6 个半导体臂中的 2 个来实现。作为对称配置结果,各换向阶段可被限定为 2 个开关 状态: 1 从 0 到+ Vd / 2 2 从+ Vd / 2 到 0 当将负电压接到输出时,换向运行是对称的。当将 0 电位接到输出相时,为简化脉 冲控制,2 个半导体器件(V2 和 V3)导通。被命名为 V1,V2,V3 和 V4 的 IGBT 利 用导通或封锁脉冲使其导通或封锁。相应的续流二极管是 VD1,VD2(V1 和 V2 的续 流二极管)等。
直流母线 相单元

相输出

图 5-5  一个相单元的框图

开关状态
? ? ?

为将相输出接至 + 电位,HV-IGBT V1 和 V2 导通。 为将相输出接至 – 电位,HV-IGBT V3 和 V4 导通。 为将相输出接至 0 电位,HV-IGBT V2 和 V3 导通。

62

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5 部件的简短说明

从 0 到+ Vd / 2 的转换
电流从逆变器流向电机 1. 在开始,当从电位 0 转换到电位+ Vd / 2 时,V2 和 V3 导通。0 电位在输出端子上 接至电机。电流通过路径 0→D2→V2 流到电机。 2. V3 关断,但它对原先的状态没有影响。 3. V1 导通,形成了 0→C1→+→V1→D2→0 的换向回路。在 V1 中的电流迅速增大。 一旦在 D2 中的电流变为 0,V1 完全接收负载电流,换向也就全部完成(D2 封锁)。 4. 在最后状态中,电流由+→V1→V2→电机。 直流母线回路(C)的+电位由 V1 和 V2 转换至输出。

电流从电机流向逆变器 1. 对于这种运行情况,具有下述初始状态: 电流从电机→V3→D3→0。 2. V3 关断。形成了 0→D3→V3→VD2→VD1→+→C1→0 的换向回路。如果流过 V3 电流变为 0, 则续流二极管 VD1 和 VD2 完全接收负载电流, 换向也就全部完成(D3 封锁)。 3. V1 导通,但它对原先的状态没有影响。 4. 在最后状态中,电流由电机→VD2→VD1→+。 直流母线回路(C)的+电位由续流二极管 VD1 和 VD2 转换至输出。

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63

5 部件的简短说明

版本 09/2001

从+ Vd / 2 到 0 的转换
电流从逆变器流向电机 1. 在开始,当从电位+ Vd / 2 转换至电位 0,V1 和 V2 导通。+ Vd / 2 电位在输出端子 上接至电机。电流由+→V1→V2→电机。 2. V1 关断使换向回路保持 0→D2→V1→+→C1→0。如果流过 V1 电流变为 0,则 二极管 D2 完全接收负载电流,换向也就全部完成。电流全部由 V1 换至 D2。 3. V3 导通,但它不影响最后状态。 4. 在最后状态,电流由 0→D2→V2→电机。 直流母线(M)的 0 电位由 D2 和 V2 转换至输出。

电流从电机流向逆变器 1. 对于这种运行情况,具有下述初始状态: 电流从电机→VD2→VD1→+。 2. V1 关断,但它不影响电流,这样电流流向续流二极管 VD1。 3. V3 导通,换向回路保持: 0→C1→+→VD1→VD2→V3→D3→0。如果流经 VD1 和 VD2 电流变为 0,则二极管 D3 完全接收负载电流,换向也就全部完成。 4. 新的电流由电机→V3→D3→0。直流母线(M)0 电位由 D3 和 V3 转换至输出。

64

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5 部件的简短说明

5.4

IHV 滤波器
IHV 滤波器

直流母线

逆 变 器

图 5-6  IHV 滤波器

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整 流 器

IHV 滤波器由一个适配电压用的集成自耦变压器的 LC 电路组成(图 5-6)。此外,电 容器中点通过电阻电容接地以便抑制共模电压。 IHV 的功率损失由安装在柜顶组件通过风扇由排出气流带走。空气通过柜体的前部 和背后输入口进入柜中。 风扇由电子系统监控。如果风扇故障,传动系统断电。如果需要,可以安装冗余风 扇(选件 L34)。 如果空气中灰尘超过允许的环境等级,则必须使用过滤器。

图 5-7  滤波器的幅值传递函数

65

5 部件的简短说明 当 SIMOVERT MV 变频器带一台 IHV 滤波器运行时,具有下列限制:
? ? ?

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带 IHV 滤波器的变频器最大输出电压约为额定电压的 95%。 速度调节范围在 10 和 100%之间。 最大输出频率限制为 66Hz。

5.5

增大空气冷却
通过安装在变频器柜顶风扇组件的气流将变频器的损耗排出柜外。这些风扇通过前 门中的进风槽或柜底的电缆管(选件)吸入冷却空气。如果变频器是应用在粉尘的工业 环境中,则应使用过滤组件(选件)。吸入的冷却空气通过变频器。位于柜子中央的隔 板应确保气流通过半导体器件的散热器。柜门要确保很好的密封以得到最佳的气流 效果,这一点是非常重要的。 如果在背面的电容器区是开启式(如电缆进口),则应封闭以确保完全地密封。 热空气被风扇吹到前面和后面。 使用封闭的压差监控器来监控空气冷却情况。如密封被破坏,则报警变为零或无效。

66

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5 部件的简短说明

5.6





SIMOVERT MV 变频器使用 3 种类型的电源。它们从辅助电源经三相进线滤波器馈 电:
? ? ?

公共电源 GSV SITOP 电源 开环和闭环控制用电源

各电源也可选用不带内部三相进线滤波器而采用一个外部的不停电电源(UPS)。在端 子排-X100 上需要进行跨接。详情见调试说明书“连接”这一章。

5.6.1

GSV 电源
公共电源 GSV(-G90)装在逆变器柜的右侧板上。 GSV 如同 AC/AC 变频器那样工作。取决于实际版本,其电源可为 1~ph.230V AC 50/60Hz 或 3~ph.400V AC 50/60Hz 电源通过-X5,进线滤波器-Z1,端子排-X100 和保护断路器、-Q90 或 m.c.b.-F90 接 到 GSV 的插头-X1 上。 输出侧的电压被转换成频率为 100kHz,峰值 Vpk = ±55V 的方波电压。 GSV 电源供电给 IGBT 触发模块、放电晶闸管触发回路、输出电压和输出电流的实 际值检测以及直流母线电压。 如果电源处于故障状态(低电压,过电流等),通过信号输出使变频器断电。

监控和保护功能
1. 如果 GSV 正在运行,则在前板上的绿灯亮。 2. 如果装置过热,温度传感器使其关闭。 3. 如果在任何输出上的电流超过 11A 的峰值,在端子-X2.7 处的过电流隔离信号输 出从 24V 变为 0V。 4. 如果在任何输出上的电流达到 14A 和 15A 之间的峰值,则装置应完全断电。红 色 LED 亮,输出使装置断电。 如果装置处于故障状态,则它应断电。仅在断电和再合闸后,输入电压才得以恢复。

5.6.2

SITOP 电源
两个 SITOP 电源装在控制柜中。 SITOP 电源如同 AC/DC 变换器工作。 它由一个 230V AC 50/60Hz,通过端子-X5,进线滤波器-Z1,端子排-X100,m.c.b.-F120 和端子排 -X2 的电源接至 SITOP。

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5 部件的简短说明

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SITOP 电源-G120
SITOP 电源-G120 为以下单元供电:
? ?

选件电源 24V DC 用户接口的电源(带一个 0.8A 的熔断器)

SITOP 电源-G130
SITOP 电源-G130(电压符合于控制系统电源电压)为以下单元供电:
? ? ? ? ?

预充电接触器电源 OP7 操作面板电源 电子端子排 ET200S 电源 辅助接触器-K150(风扇接通)电源 UEL 模块电源

5.6.3

开环和闭环控制用电源
-A200-G 电源布置在控制柜中控制机箱的上部。

68

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5 部件的简短说明

5.7

触发模块
每个 HV-IGBT 模块有一个触发回路。它同电源回路等电位。一个或几个 IGBT 模块 同它们的触发回路安装在一个公共散热器上(见图 5-9)。如果半导体器件为串联连接, 用一个电阻器来平衡其封锁电压。功率组件(带 HV-IGBT 的散热器和触发模块)(见图 5-8)是可以更换的最小单元(见维护说明书, “更换模块”)。 触发模块用于 HV-IGBT 的开通和关闭 并处理所有有关的保护功能 : 过电压 限值,过电流限值,电源电压上升率 监控。 通过一个连接至 100kHz 电源低压侧 的隔离变压器来供电(见 5.6.1 节)。 触发信号通过光纤电缆供给触发模 块。通过光纤电缆,触发模块输出一 个返回信号到触发单元。对于带有中 点二极管,如果它们是 HV-IGBT 状 态,则仅需一个返回信号(见 5.15 节)。
触发模块

图 5-8  空气冷却功率组件

HV-IGBT 模块

图 5-9  功率组件(带触发模块和散热器的 HV-IGBT 模块)

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69

5 部件的简短说明

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5.8

实际值检测

图 5-10   实际值检测框图

有 3 个分流器用于检测实际值。AVT2 电子分流器用于检测输出电流和输出电压(见 5.8.1 节)。它们安装在输出回路。它们测量输出电流 iR 和 iT 和输出电压 VRS 和 UTS。 电压分流器 AVT3(见 5.8.2 节)用螺栓连接在汇流排 M 上,此处为 0 电位。用它测量 直流母线的正(C)和负(D)电压。 所有测量值转换成系列光信号并且通过光纤电缆送至 MIL 和 ITSP2 模块进行计算。

70

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5 部件的简短说明

5.8.1
说 明

电子分流器 AVT2

电子分流器 AVT2 用来检测 SIMOVERT MV 变频器中的电流实际值和测量 输出电压。它安装在变频器输出汇流排上,在此,它可以检测需监控的相的 输出电流以及两个输出相间的电压。 100kHz 电源 (GSV)向电子分流器提供电源。测量的数据用光纤电缆传送, 这样使数据对噪声和骚扰具有抗扰性。

设 计
AVT2 电子分流器做成空心组件,它将电子器件置于其中以进行电磁屏蔽和 进行机械保护。

铭牌

X1: X2: X3: X4: X5: X6:

电源端子 输出,通过光纤电缆的电流实际值 输出,通过光纤电缆的电压实际值 端子,汇流排(+) 端子,汇流排(–) 用于电压输入的 UHF 插头

图 5-11   AVT2 电子分流器的机械设计

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71

5 部件的简短说明

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测量系统原理图
AC 电压 电源

分流器电压 模拟增益

Sigma-delta 变换器 (通道 A)

光纤电缆 发送器

模拟补偿

参考电压 发生器

电压抽头 模拟补偿

Sigma-delta 变换器 (通道 B)

光纤电缆 发送器

图 5-12   测量系统的原理图

电流测量
壳体被设计成分流器形式,即它安装在流过要测量电流的汇流排上。 必须注意安装方向。箭头方向(见图 5-11)指示在输出汇流排中电流的方向,箭头的尖 端总是离开变频器。 分流器两端的抽头用于测量电压,利用一个专门的组件(金属丝笼)同轴地从分流器的 一端接至另一端。使用一根公共电缆将两个电压连至电子单元,这样使外部磁场不 能干扰到所测量的电压。

72

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版本 09/2001

5 部件的简短说明

电压测量
使用一个分压器将要测量的电压按比例缩小至正常值。分压器的高欧姆电阻器装在 外部。通过一个 UHF 插头将电压引入壳体内。 电压测量用的电压抽头和参考电位间的低欧姆电阻装在 PC 板上(见图 5-13)。外壳是 参考电位。测量电流限制为 3mA。
AVT 壳体 外部高欧姆 电阻器 PC 板

被测电压

模拟增益

图 5-13   电压测量的方框图

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73

5 部件的简短说明

版本 09/2001

5.8.2
说 明

电压分流器 AVT3

AVT3 分流器用于测量 SIMOVERT MV 变频器的直流母线电压。它安装在直流母线 中点汇流排上(0 电位),用它来测量汇流排(D)和汇流排(C)的电压。 100kHz 电源(GSV)向电压分流器提供电源。 通过光纤电缆来传输测量数据以避免噪声和骚扰的干扰。

设 计
AVT3 电压分流器包括一件不涂漆的铝质壳体,用于容纳电子装置。壳体背面直接装 在汇流排上。这意味着,汇流排的 0 电位传至壳体上。所测的两个电压通过高欧姆 电阻器和 UHF 插头送至电子装置上。

X1: X2: X3: X5: X6:

电源端子 输出,电压实际值,通过光纤电缆的 A 通道 输出,电压实际值,通过光纤电缆的 B 通道 输入,电压实测值,通过 UHF 插头的 A 通道 输入,电压实测值,通过 UHF 插头的 B 通道

图 5-14   电压分流器 AVT3 的机械设计

测量系统的原理图
测量系统同 AVT2 电子分流器一样(见图 5-12),然而,电流测量(通道 A)用第 2 个电 压测量所取代。

方式说明
工作方式基本上同电子分流器 AVT2 用于电压测量相同(见 5.8.1 节“电压测量”)。

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5 部件的简短说明

5.9

硬件概述,开环和闭环控制
变频器的开环和闭环控制所用硬件是使用一个数字控制系统和 UEL 模块(-A300)(UEL) 去连接功率部分。 下面模块装在机箱(-A200)中: 处理器模块用于计算设定值状态,闭环速度控制,闭环电机控制和触发单元。 同上一级自动化系统通讯的模块和 OP7 操作面板。 用于数字和模拟输入/输出的模块,包括用于速度检测的输入。 通过光纤电缆连接 HV-IGBT 触发模块。 计算来自触发模块的返回信号。

? ? ?

UEL 模块(-A300)有下列功能:
? ?

电 源(也见 5.6 节)
? ?

开环和闭环控制机箱有它自己的带有备用电池的电源用于最重要数据的存储。 UEL 模块(-A300)和 OP7 操作面板由一个外部 24V 电源(-G130)供电。该电流源 可以用作为速度编码器的电源(也见 5.6.2 节)。 通过变频器的 24V 信号回路由第 3 台 24V 电源(-G130)供电。该电源也可提供给 在端子排-X100 上的工厂侧信号回路。

?

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5 部件的简短说明

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5.10

OP7 操作面板
OP7 操作面板用于 SIMOVERT MV 变频器的本地操作。 它具有操作控制和监控功能。 通过一个串行接口,OP7 同处理器模块进行数据交换。 OP7 操作面板键具有开环和闭环控制软件。可选用下列功能:
? ? ? ?

可显示传动系统实际值 用上升/下降键或数字键可以输入速度设定值。 可以读信息和删除信息 对模拟输出可选择实时时间和跟踪信号

在 OP7 操作面板上可显示下列实际值:
? ? ? ?

速度实际值 电机电压 电机电流 电机功率

? ? ? ?

转矩 电机功率因数 直流母线电压 运行时间

图 5-15   OP7 的操作接口

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5 部件的简短说明

键的作用
F1

∨∨ 键 F1 用于翻阅各个画面,当按压此键时总是选择下一个画面。如果在最后一个画面 按下此键,则系统自动跳到起始画面。 HOM 当在开始画面时按压键 F2,则显示目录表。使用光标键也可选择引入目录。用按压 E ENTER 键,可以跳到所选择画面。 当在任何画面(起始画面除外)按压键 F2 时,光标总是跳到起始画面。 ∨ 键 F3 用于翻阅登记内部。按压此键,登记的号码总是加 1。如果在最后登入一个画 面时按压键 F3,则光标自动跳回到第 1 个登记。 ∧ 键 F4 用于翻阅登记内部。按压此键,登记的号码总是减 1。如果在最后登入一个画 面时按压此键,则光标自动跳回最后的登记。 ON 如果 OP7 被选为 ON 命令的源,则利用键 K1 使传动系统接电。 OFF 如果选择 OP7 为命令源,利用键 K2,传动系统可断电(OFF1 命令)。
K4

F2

F3

F4

K1 K2 K3

键 K3 和 K4 用于同菜单有关的编程。在各种不同登记,该键赋予不同功能。 两个键的功能在有关画面中定义,例如, 菜单 SERVICE 画面 06

用按压键 K3 使变频器冷却系统合闸。再用键 K4 使冷却系统断电。 如果 K3 或 K4 符号在登记显示,如果变频器在测试模式时,命令才得以执行。可用 参数 P052 来选择测试模式(P052=200→测试模式)。 通过 Drive ES 或 OP7(SERVICE 菜单,画面 06)可以更改参数 P052。 在起始画面,键 K3 用于显示故障信息缓冲器。包含在故障信息缓冲器中的信息显示 在信息号下面的故障信息表中,显示信息发生的日期和时间,信息状态 (接收 /送出 / 确认)和确认组别。仅能显示最后 20 个信息。 在起始画面中,K4 用于删除故障信息缓冲器。为了删除故障信息,需要最高级密码 (9)。 为选择一定状态 (如删除故障信息缓冲器,远程 /本地转换 )需要一个密码。对于工厂 设定,该密码设定为“999” 。
ESC

键 ESC 用来取消现场输入,只要该输入没有用 ENTER 确认。 此外,可以使用 ESC 键来显示仍然存在并已被确认的信息。

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5 部件的简短说明 键 ACK 用于确认故障信息。有关的 ACK-LED
? ?

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ACK

闪烁,如果至少存在一个未确认的故障信息。 亮,如果仅存在已确认的信息。

HELP INS DEL ENTER

相应的 HELP LED 亮,同当前显示有关的信息正文可看到。 对于字母数字输入,在实际光标位置的字符被删除。 ENTER 键用于确认输入(如 MRPD 号)。

设定有关参数的详细说明见调试说明书。

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5 部件的简短说明

5.11

Drive ES
使用 Drive ES 可以很容易对 1 个或几个传动系统参数化。 通过 Profibus-DP, Drive ES 可与传动系统通讯而且可能同 OP7 相反,去访问所有参数。 用于 SIMOVERT MV 的 Drive ES 由不同功能的两部分组成。两部分运行在一个 PC 或 PG。 Drive ES Basic 用于在运行中的舒适型的调试和诊断。 Drive ES SIMATIC 是一个更加综合的工具。一个完整系统的所有部件被组合而且在 一个公共操作接口下通过 Profibus-DP 寻址。 这样一个系统可以由几台 SIMOVERT MV 变频器和几个 SIMATIC S7 站所组成。
带有 STEP 7 ≥V5.0 Drive ES 的传动 和自动化工程 配置和调试

自动化系统 SIMATIC S7

过程控制

传动相关的参数化

SIMOVERT MV

图 5-16   将 SIMOVERT MV 集成到 SIMATIC S7 自动化系统中

Drive ES Basic 的特性
Drive ES Basic 是基于 Step 7 Manager 的操作者接口。
? ? ? ? ?

通过分别建立的表,可以设定和监控基本装置的参数 读、写、管理、打印和比较参数组 过程数据处理(控制命令,设定值) 使用正本文件 在线和离线操作

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5 部件的简短说明

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PC 配置(硬件和软件)
? ? ? ?

Windows 95 或 Windows NT ≥16Mbyte RAM(最好,32Mbyte) 自由硬盘存储器: 10Mbyte 画面分辨率: 800×600 或更好

图 5-17   用 Drive ES Basic 进行参数化

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5 部件的简短说明

5.12

变频器的远程控制
通过串行 PROFIBUS-DP 接口或通过各个信号,可以将变频器连接到工厂自动化系 统中。

通过各个信号的输入和输出去进行远程控制(仅节录)
数字量输入(24V DC,电位隔离) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ON 命令 OFF1 命令(带斜坡函数发生器的 OFF,下降斜率) OFF2 命令(OFF,电机自由停车) 逆变器使能 斜坡函数发生器使能 斜坡函数发生器保持 设定值发生器使能 确认命令 4 个可参数化输入,可以具有下列功能: 点动 选择顺时针旋转磁场 选择逆时针旋转磁场 电动电位计,上升 电动电位计,下降 选择固定速度,位 1 选择固定速度,位 2 选择速度/转矩控制

模拟输入(差动输入±10V,非电位隔离): ? 主设定值 ? 2 个可参数化输入,可以具有下列功能: 在斜坡函数发生器前的附加速度设定值 在斜坡函数发生器后的附加速度设定值 附加转矩设定值 转矩限值,正 转矩限值,负 速度调节器 P 增益 数字量输出(继电器输出,AC/DC 以 230V): ? ? ? ? ? ? 信号,准备合闸 信号,准备好 信号,运转 信号,设定值/实际值偏差 信号,变频器报警 信号,变频器故障

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5 部件的简短说明 模拟输出(±10V,电位隔离) ? 可从下列选择的,2 个可参数化实际值: 速度实际值 电机电压 电机电流 电机功率 转矩 cos? 直流母线电压 各个信号及其端子的详细说明见调试说明书

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PROFIBUS-DP 接口
对 于 PROFIBUS-DP , CBP2(Communication Board Profibus) 通 讯 模 块 用 于 将 SIMORERT MV 变频器连接到上一级自动化系统。 除其他方面以外,在 PROFIBUS 前置文件中确定了网络数据结构,用此,一个 DP 主站可以访问传动系统。这是使用 CBP2 功能的基础。有 5 种固定的 PPO 类型(参 数过程数据目标), 它们再分成一个 PKW 区(参数识别值区, 最多 4 个字)和 PZD 区(过 程数据区,最多 10 个字)。 PKW 区能够将参数值读出和写入并且阅读参数说明。任何辅助参数可利用此机理进 行监测。 PZD 区包含过程控制所需的数据。例如,从自动化系统到传动的控制字和设定值, 从传动到自动化系统的状态字和实际值。

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5 部件的简短说明

5.13

连接外部元件
下面的输入和输出可以在端子排上连接外部传动系统元件。

连接外部辅助设备
数字输入(24V DC,电位隔离): ? 外部故障 ? 外部报警

控制断路器
断路器的脱扣时间应≤100ms。 数字输出(继电器输出,AC/DC 到 230V): ? 命令,闭合断路器 ? 命令,断开断路器 ? 断路器的欠压脱扣(用于确保在断线时,断路器脱扣) 数字输入(24V DC,电位隔离): ? 返回信号,断路器断开 ? 外部脱扣或超前触点

外部安全回路
如果这两个端子间的连接被断开,则出现安全脱扣(在系统供货时,它是跨接)。

速度编码器
用于检测速度实际值的增量编码器的信号接至端子排上。 速度编码器使用差动输出(每 个通道有一个取反和一个不取反信号)。给编码器的电源是 24V DC。

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5 部件的简短说明

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5.14

机箱 SR12
机箱用于装入规格为 233.4mm×220mm(H×D)的电路板。一个集 成的电源供给模块/电路板所需的电压并通过 2 个背板总线(L 总线 和 C 总线)方便地在电路板间进行数据传输。 电源插到机箱的上部并用螺钉扭紧就位。 通过背面 PC 板(母板)模块彼此进行电气连接。

PC 板所需的模块均安装在机箱的中部: -A200-D01 -A200-D02 -A200-D03 -A200-D04 -A200-D05 -A200-D06 MM3 CS7 SS4 SS52 SS52 -A200-D07 -A200-G1 CS8 SV PM5 ITSP2 处理器模块 PM5 MV 空槽 存储模块 MM3 3 个通讯模块的支持板 通讯模块:DUST1,2,3,7,USS 主站 通讯模块:MPI(ET200S) 通讯模块:MPI(OP7) CBP2 通讯模块的支持板 电源

电池

图 5-18   控制系统的机箱(DFE 标准)

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故障

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5 部件的简短说明

5.14.1

处理器模块 PM5
CPU 模块处理变频器一般的开环和闭环控制任务,如接电/断电逻辑、通讯、信号系 统、设定值通道、速度控制和变频器监控。 在插头 X01(9 针 sub-D 插座)上有一个 RS232 接口。它可以用于测试和调试用户程 序。

性能数据
32MHz,32bit RISC 处理器 DRAM 4MByte(EDO) SRAM 64 Kbyte

5.14.2

信号处理器模块 ITSP2 MV
带有相应子模块(MDE1,MVP1,MIL1)的信号处理器模块 ITSP2 MV 包含了所有硬 件相关的开环和闭环控制功能和实际值检测功能。 信号处理器模块 ITSP2 MV 具有下列功能块:
? ? ? ? ? ? ? ? ?

处理器芯(带有相应触发回路的信号处理器) 同步脉冲周期发生器 用户 LCA 带串行配置 EPROM 的系统 FPGA(连至 LE 总线) 存储器(SRAM) 排除故障和测试的 JTAG 接口 测试/诊断插头 LE 总线接口接到处理器模块(到传送配置,参数化和过程数据) 用于快速连接的 PLC 接口和两个 ITSP1/2 模块间或一个 ITSP1/2 和一个附加 ITFP1 模块之间的交叉 LCA 连接。 用于模拟输出的 D/A 变换器 3.3V 电压发生器

? ?

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5 部件的简短说明 5.14.2.1 速度检测模块,MDE1

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MDE1 子模块用于从一个增量编码器获得速度和角度信息去监视和控制一个可变速 传动系统。速度数据被接收而且由来自 PT10,IT42,T400 等的辨别由 U1 ASIC 进 行计算。利用用户 LCA,从子模块上读出速度数据并进行处理和传输。此外,MDE1 模块有 4 个用于测试目的模拟输出和 4 个模拟输入。模拟输出信号用相应的接口元 件被放大并输出在前板的插头上。4 个差动模拟输入信号由来自 SIA 和 MIA 模块的 辨别通过精密的输入放大器被传输至 USMB ASIC“Singma/Delta converter”上。在 此,信号被转换为数字信号并且可以被 ITSP2 MV 模块的用户 LCA 读出和处理。 5.14.2.2 IGBT 控制模块,并行 MVP1 MVP1 子模块用于并行传送 4 组,每组 14 个信号。每组(信号 DIR1~DIR4)数据传送 方向可由用户 LCA 编程确定。1 个 68 针 SCSI 插头和一根双绞电缆用于连接。然而, 由于针数已被限定,故信号不能是差动或单端信号(每个信号有一端接地)。 5.14.2.3 MIL1 光接口模块 使用 MIL1 子模块,通过光纤电缆可以将 6 个实际值读入到 ITSP2 MV 信号处理器模 块中。用于实际值检测的光分流器的 6 个 Sigma/Delta 实际值通过光电偶合器读入 并转换成 5V 信号传送到 ITSP2 MV 上。 另外,MIL1 子模块还可以将这些信号取反。

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5 部件的简短说明

5.14.3

缓冲存储模块 MM3
缓冲存储器模块包含一个数据存储器(RAM),通过它,CPU 模块可以进行数据交换。 这意味着,如果在一个机箱中存在多于 1 块 CPU 模块时,总是需要使用一块缓冲存 储模块并且 CPU 模块必须在它们之间进行数据交换。例如,通过配置“$连接” ,“缓 冲存储器连接” ,或如果几个 CPU 模块访问一个 CS7 通讯模块的串行接口。 一个缓冲存储模块必须插到第 1 块和第 2 块 CPU 模块之间的任一个槽中。在 SIMOVERT MV,MM3 缓冲存储器模块是插到处理器模块 PM5 和 PM6 之间的第 2 个槽中。

5.14.4

3 个通讯模块支持板,通讯模块
CS7 是一块用于下列通讯模块的支持板:
?

SS4 SS52 SS52

通讯模块:DUST1,2,3,7,USS 主站 (调试的监控器接口) 通讯模块:MPI(ET200S) 通讯模块:MPI(OP7)

? ?

在 CS7 上有一个双口 RAM,通过它实现通讯模块同 CPU 模块的数据交换。

5.14.5

用于 CBP2 通讯模块的支持板
CS8 是用于 CBP2 通讯模块的支持板(见 5.11 节)

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5 部件的简短说明

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5.15

UEL 模块
UEL 模块用于将数字电气信号转换成相应的光信号。这样确保了控制模块和各个 IGBT 驱动器级之间的开关命令信号和返回信号的电气隔离。

5.16

ET200S 模块
ET200S 是一个模块式的分布的外围装置。 对于 SIMOVERT MV,它用于将 PM5 处理器模块连接到内部的变频器控制和监控硬 件(辅助运行,温度监控功能等)。 此外,它还作为系统侧接口的控制端子排。 ET200S 接口模块通过 CS7 模块(SS52 模块)接到 PM5 模块。PROFIBUS-DP 用于 数据传输。 各种端子模块连接到接口模块以便接线和接电源及电子模块。 功率模块供电和监控所有以电位分组的电子模块的电压。 电子模块包括数字和模拟输入/输出模块。 一个端子模块用作为 ET200S 的终端连接。

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6 附 录

6

附 录

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6 附 录

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技术支持

当您在选用西门子传动产品遇到疑问时,请及 时与西门子电气传动有限公司发展与支持部联 系。我公司为柜产品提供调试服务。如您需要, 请在订货时说明或与我公司发展与支持部联系。

当您在使用西门子传动产品发生任何故障时, 请仔细填写“服务请求”表 ( 见下页 ) ,并将此 表立即传真至西门子中国有限公司服务中心, 以便及时准确的解决您的问题。 我们将竭诚为您提供高质量的技术支持及售后 服务。

西门子电气传动有限公司发展与支持部

热线

E-mail address: TS.Hotline@sedl.siemens.com.cn

传真:(022) 2497 7217 电话:(022) 2497 8800

感谢您的合作与支持!

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6 附 录

Drive Service Request
SMART NO:

驱动服务请求

____________

服务号:____________

用户信息 户信息 (Information From Customer)
MLFB No. 装置订货号 Applied Company 服务申请单位 Applied Person 服务申请人 Enduser Company 最终用户单位 Enduser Name 最终用户联系人 Enduser Address 最终用户地址 Location 所在省市 Warranty Y/N 保修期 内/外 Fault Report 故障描述 Serial No. 装置序列号 Tel 电话 Fax 传真 Tel 电话 Fax 传真 Post Code 邮编 Date 申请日期 Application Field 应用领域

邮寄地址:
北京市朝阳区京顺路 7 号 ( 100028 ) 西门子工厂自动化工程有限公司 A&D 服务部 传动服务 收 电 话:010-64719990 传 真:010-64719991 No.7 Jingshun Road, Chao Yang District Beijing Siemens Factory Automation Engineering ltd. A&D Service Department, Drive Service Tel: 010–64719990 Fax:010–64719991

z z z

请用户首先填写此服务请求并传真回我公司,并保证所填写的信息真实准确。 服务中心收到客户传真后与客户联系并告知服务号。请记清服务号,以便今后查询。 因我司人力有限,用户将装置发往北京时,请务必使用“ 门到门”的发货方式将装置直接发到我司,运费由 用户承担。如果用户没有使用“门到门”的发货方式或没有注明服务号,我司将不负责提货。 用户在装置的外包装上注明“传动维修”及我方服务号,并将此传真附在箱内(地址见上面)。 用户发来的装置如经我方工程师检验并确认没有问题,按照规定需要收取一定的检验费。 对于6SE64系列产品,请不要将操作面板BOP或AOP随机寄到北京。 保内装置如属于下列任何一种情况,应按保外处理: a. 接线错误。 b. 电压等级使用错误。 c. 现场使用环境违反装置的使用等级。 d. 用户违反规定擅自对装置或备件进行维修和改动。 e. 其它各类用户自身操作或调试不当引起的错误。

z z z z

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6 附 录

版本 10/2002

培训联系人:孔

西门子交、直流传动产品技术培训
D2100 变频器基础课 DAG 必备条件: 电工原理基础知识 培训对象: 需要掌握交流传动技术的设计、销售、维修调试的人员 D1101 直流传动 6RA24 调试课 GMP3 培训对象: 使用或维护 SIMOREG K 6RA24 的技术人员 必备条件: 应具有直流电机、传动及控制工程的基础知识 D2401 Drives Communication for SIMATIC S5 /交/直流 驱动器与 S5 通讯课 DR-S5 5天 培训对象: 调试或维护交流/直流传动装置通讯系统的工程技术人 员 必备条件: 应具有 SIMATIC S5 控制系统的基础知识 应具有数字传动装置的基础知识 D7001 SIMADYN D 全数字控制系统的编程和应用 D7-SYS 培训对象: 有实际工作经验的自动化系统工程技术人员 必备条件: 精通自动控制系统包括 PLC 编程、通讯和驱动装置 (交流变频器和直流变频器),能读英文资料 D2102 变频器 6SE70 (CUVC) 调试课 D64 5天 5天 5天 3天 D2101

晶 Tel: (010) 6439 2860 Fax: (010) 6439 2870

变频器 6SE70 (CU1/CU2) 调试课 D60 培训对象: 使用或现场调试 Master Drives 设备的技术人员 必备条件: 应具有交流电机、传动及控制工程的基础知识 D1102 直流传动 6RA70 调试课 GMP5

5天

5天

培训对象: 西门子公司及用户使用或维护 SIMOREG 6RA70 的 技术人员 必备条件: 应具有直流电机、传动及控制工程的基础知识 D2402 PROFIBUS-DP and USS Communication Technology DR-S7 4天 培训对象: 调试或维护交流/直流传动装置通讯系统的工程技术人 员 必备条件: 应具有 SIMATIC S7 控制系统的基础知识 应具有数字传动装置的基础知识 D7002 SIMADYN 传统模板 T400 编程及应用 D7-T400 培训对象: 有实际工作经验的自动化系统工程技术人员 必备条件: 精通自动控制系统包括 PLC 编程、通讯和驱动装置 (交流变频器和直流变频器)、能读英文资料 3天

培训对象: 西门子公司及用户使用或现场调试 Master Drives 设备 的技术人员 必备条件: 应具有交流电机、传动及控制工程的基础知识

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6 附 录

西门子电气传动有限公司交直流传动产品 使用说明书及样本目录清单
No.
* 使用说明书 #1

资料名称
SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制 使用说明书集 书本型变频器使用说明书(AC-AC) 装机装柜型变频器使用说明书(AC-AC) 书本型逆变器使用说明书(DC-AC) 装机装柜型逆变器使用说明书(DC-AC) 通讯板 CBP2 PROFIBUS 通讯板 CBC(CAN) 通讯板 SLB(SIMOLINK) OP1S 操作面板

订货号/代号
6SE7085-0NX60

#2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15 #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24 #25 26 27 28 29 30 31 # 样 本 1 2 3

扩展板 1(EB1) 扩展板 2(EB2) SIMOVERT MASTERDRIVES

矢量控制

使用大全

6SE7085-0QX60 6SE7085-0JD60 6SE7085-0JK60 6SE7085-0KD60 6SE7085-0KN60 6SE7085-0NX84-0FF0 6SE7085-0NX84-0FG0 6SE7085-0NX84-0FJ0 6SE7085-0NX60-Z-01 6SE7085-0NX84-0KB0 6SE7085-0NX84-0KC0 6SE7085-0NX60-Z-00 6SE7085-0AK85-1AA0 6SE7085-0CX87-2DA0 6SE7085-0AE85-0AA0 6SE7085-0AC85-0AA0 6SE7085-0CX87-1FD0 6DD1903-0AB0 6DD1903-0BB0 6DD1903-0DB0 6DD1903-0EA0 6RX1700-0AD50 6RX1240-0AD50 6RX1230-0AD50

书本型变频器使用说明书(AC-AC) 装机装柜型变频器使用说明书(AC-AC) 书本型逆变器使用说明书(DC-AC) 装机装柜型逆变器使用说明书(DC-AC) 通讯板 CBP2 PROFIBUS 使用说明书 通讯板 CBC 使用说明书 通讯板 SLB (SIMOLNK) 使用说明书 OP1S 操作面板使用说明书 端子扩展板 EB1 使用说明书 端子扩展板 EB2 使用说明书 SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制应用于电梯和提升机使用说明书 整流/回馈单元(规格 C ~ K)使用说明书 制动单元使用说明书 整流单元(规格 E)使用说明书 整流单元(规格 B 和 C)使用说明书 dv/dt 滤波器 使用说明书 T400“卷绕控制”手册(英文) T400“角同步控制”手册(英文) T400“横剪/剪切控制”手册(英文) T400 配置手册(英文) SIMOREG DC Master 6RA70 系列 全数字直流调速装置使用说明书 SIMOREG K 6RA24 直流调速装置使用手册 SIMOREG K 6RA23 直流调速装置使用手册 SIMOREG DC Master 6RM70 全数字直流调速柜用户手册 SIMOREG K 6RM24 全数字直流调速柜用户手册 SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE71 交流电压源型变频调速柜用户手册 SIMOVERT MV 空气冷却中压变频器 使用说明书 SIMOVERT MV 中压变频器 调试说明书 SIMVOERT MV 中压变频器 维护说明书 SIMOREG 全数字直流调速装置 DA21 SIMOREG 全数字直流调速柜 DA22 SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制 三相交流传动系统电压源型变频调速产品 DA65.10

6SE8001-1AJ50 6SE8001-0BJ50 6SE8001-0CJ50 E86060-K5121-A111-A1-5000 E20002-K4022-A101-A2-5000 E86060-K5165-A101-A2-5000

* 价格参见西门子电气传动有限公司价格表 # 凡带有#标记的使用说明书我公司另备有光盘 如您需购买以上资料,请与当地西门子办事处或分销商联系。
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6 附 录

版本 10/2002

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西门子(中国)有限公司 自动化与驱动集团中文网站: http://www.ad.siemens.com.cn 天津(制造厂) 西门子电气传动有限公司 天津市河东区津塘路 174 号 邮政编码:300180 电话:(022)2497 9797 传真:(022)2497 7210 北京 北京市朝阳区望京中环南路 7 号 邮政信箱:8543 邮政编码:100102 电话:(010)6472 1888 传真:(010)6472 1333 天津 天津市河西区南京路 20 号 金皇大厦 3320/3322 房间 邮政编码:300202 电话:(022)2332 2525 传真:(022)2332 8833 济南 山东省济南市舜耕路 28 号 舜华园商务会所 5 楼 邮政编码:250014 电话:(0531)266 6088 传真:(0531)266 0836 西安 陕西省西安市长乐西路 8 号 香格里拉金花饭店 310/312 室 邮政编码:710032 电话:(029)324 5666 传真:(029)324 8000 青岛 山东省青岛市香港中路 76 号 颐中假日酒店 705/708 房间 邮政编码:266071 电话:(0532)573 5888 传真:(0532)576 9963 乌鲁木齐 新疆乌鲁木齐市西北路 39 号 银都酒店 604 室 邮政编码:830000 电话:(0991)458 1660 传真:(0911)458 1661 上海 上海市浦东新区浦东大道 1 号 中国船舶大厦 7 ? 11 楼 邮政编码:200120 电话:(021)5888 2000 传真:(021)5879 5155 长沙 湖南省长沙市五一中路 160 号 银华大厦 2218 室 邮政编码:410011 电话:(0731)441 1115 传真:(0731)441 4722 武汉 湖北省武汉市汉口建设大道 709 号 建设银行大厦 18 楼 邮政编码:430015 电话:(027)8548 6688 (总机) 传真:(027)8548 6668 广州 广东省广州市先烈中路 69 号 东山广场 16 ? 17 层 邮政编码:510095 电话:(020)8732 0088 传真:(020)8732 0077 深圳 广东省深圳市深南大道 6008 号 深圳特区报业大厦 28 层南 A、B、C 区 邮政编码:518009 电话:(0755)8351 6188 传真:(0755)8351 6473 福州 福建省福州市东街 98 号 福建东方大厦 5 楼 邮政编码:350001 电话:(0591)750 0888 传真:(0591)750 0333 沈阳 辽宁省沈阳市和平区南京北街 206 号城 市广场写字楼第二座 14 ? 15 层 邮政编码:110001 电话:(024)2334 1110 传真:(024)2334 1107 大连 辽宁省大连市西岗区新开路 99 号 珠江国际大厦 1809/1810 室 邮政编码:116011 电话:(0411)369 9760, 360 9638 传真:(0411)360 9468 长春 吉林省长春市西安大路 9 号 香格里拉大饭店 809 室 邮政编码:130061 电话:(0431)898 1100 传真:(0431)898 1087 哈尔滨 黑龙江省哈尔滨市香坊区中山路 93 号 保利科技大厦 511 室 邮政编码:150036 电话:(0451)239 3129 传真:(0451)228 2828 成都 四川省成都市人民南路二段 18 号 川信大厦 17 ? 18 层 邮政编码:610061 电话:(028)8619 9499 传真:(028)8619 9355 重庆 重庆市渝中区邹容路 68 号 大都会商厦 18 层 08A ? 11 邮政编码:400010 电话:(023)6382 8919 传真:(023)6370 2886 昆明 云南省昆明市青年路 395 号 邦克大厦 26 楼 邮政编码:650011 电话:(0871)315 8080 传真:(0871)315 8093

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2002 年 10 月印制

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