深入认识S120基本型电源模块BLM,它的上电流程是什么?

SINAMICSS120的"电源模块"即整流或整流/回馈单元,它将三相交流电整流成直流电,供给各电机模块(逆变器,MoMo),有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。根据是否具有回馈功能及回馈的方式。

电源模块分为下列3种:

1、基本型电源模块(BLM,BasicLineModules)该模块为"整流单元",但无回馈功能。它将三相交流电整流成直流电,只能靠接制动单元和制动电阻才能实现快速制动。

2、智能型电源模块(SLM,SmartLineModules)该模块为"整流/回馈单元",它可以将三相交流电整流成直流电,并能将直流电回馈到电网,但直流母线电压不可调,所以,又称为"非调节型电源模块"。

3、主动型电源模块(ALM,ActiveLineModules)该模块也为"整流/回馈单元",它将三相交流电整流成直流,并能将直流电回馈到电网,且对直流母线电压进行闭环控制,所以又称为"调节型电源模块"。

本文简单介绍一下"基本型电源模块BLM"。

一、BLM的电路结构

BLM有两类整流单元,如20KW或40KW等小功率的书本型模块采用二极管进行整流,而较大功率的整流单元则采用晶闸管进行整流,采用B6方案进行输入控制,如图1所示。

二、BLM的上电流程

书本型BLM和装机装柜型BLM的接线方式有所不同,这里我们分别做介绍。

1、书本型BLM

如图2所示,为书本型BLM的典型接线图,其上电流程为:

主开关合闸的同时,通过其辅助触点的闭合使能BLM;

通过开关量或报文(通讯)控制P840参数,启动BLM;

经过P862中设置的延时时间后,BICO参数置位,可将此参数连接至CU上的一个DO点,用来控制主回路接触器合分闸;

合闸后,电流流过预充电电阻,预充电过程持续约1秒钟,完成后,内部逻辑控制旁路接触器吸合,电流从主回路流入。

2、装机装柜型BLM

如图3所示,为装机装柜型BLM的典型接线图,其上电流程为:

主开关合闸的同时,通过其辅助触点闭合使能BLM;

通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM;

经过P862中设置的延时时间后,BICO参数置位,可将此参数连接至CU上的一个DO点,用来控制主回路接触器合分闸;或者,也可以直接采用X9端子排上的5、6号端子(内部逻辑控制点常开触点)来控制主回路接触器线圈;

合闸后,装置通过相角控制完成直流回路预充电,这个过程持续约1至2秒钟。

比较书本型BLM和装机装柜型BLM的上电过程,我们发现,外部接线图有差异,但上电过程大同小异,需要特别注意的是"预充电"的过程。

三、BLM的预充电

SINAMICSS120为电压型变频器,直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时,主回路上电的瞬间,直流母线之间相当于短路,为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏,需要通过预充电回路对电容充电,逐步建立直流母线电压。

1、二极管整流BLM

如图4所示,20KW及40KW书本型BLM内部集成了预充电回路。在预充电过程中,预充电电阻以热能的方式消耗能量,因此不能频繁的分、合闸(应间隔3分钟以上),以避免预充电电阻损坏。

2、晶闸管整流BLM

如图5所示,为晶闸管型BLM,它通过改变晶闸管导通角(相角控制)对直流母线电容充电,因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上电后,变频器控制晶闸管导通角逐渐增大,直至完全导通,预充电过程完成进入正常运行阶段。

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