ACS 600 Dieses Handbuch enthält: • Sicherheitsvorschriften • Inbetriebnahme • DSU Betriebsgrundlagen • DSU Hardware-Beschreibung • DSU Firmware-Beschreibung
Benutzerhandbuch Dioden-Einspeiseeinheiten (DSU) 140 bis 5200 kVA
Handbücher für ACS 600 MultiDrive (teilweise englischsprachige Originaltitel) ALLGEMEINE HANDBÜCHER *Sicherheits- und Produktinformation 3AFY 61483381 • Vollständige allgemeine Sicherheitsvorschriften • Technische Daten für DSU- und TSU-Einspeise- und Antriebseinheiten: Kenndaten, Verlustleistungen, Abmessungen, Gewichte, Sicherungen etc.
PROGRAMMIERHANDBÜCHER FÜR ANTRIEBS-APPLIKATIONEN (das jeweilige Programmierhandbuch gehört zum Lieferumfang)
*System Description 3AFY 63700151 • Allgemeine Beschreibung von ACS 600 MultiDrive
System-Anwendungsprogramm 3AFY 64289284 • Inbetriebnahme der System-Applikation • Verwendung der Steuertafel • Software-Beschreibung • Parametereinstellungen der System-Applikation • Fehlersuche • Definitionen
*Hardware-Handbuch 3AFY 64169602 • Allgemeine Sicherheitsvorschriften • Hardware-Beschreibung der Antriebseinheit • Kabelauswahl • ACS 600 MultiDrive mechanische und elektrische Installation • Hardware-Inbetriebnahme der Antriebseinheit • Vorbeugende Wartung von ACS 600 MultiDrive
Application Program Template 3AFY 63700185 • Inbetriebnahme der Antriebseinheit • Verwendung der Steuertafel • Software-Beschreibung • Parametereinstellungen • Fehlersuche • Definitionen
ACS 600 MultiDrive Control Electronics LED Indicators 3BFE 64289721 • LED-Beschreibungen
Standard-Anwendungsprogramm 3AFY 61215859 • Verwendung der Steuertafel • Standard-Applikations-Makros mit dezentralen SteueranschlussSchaltplänen • Parameter des Standard-Applikations-Programms • Fehlersuche • Feldbus-Steuerung •Hinweis: Ein separates Inbetriebnahme-Handbuch ist beigefügt
**Produktkatalog Module 3BFE 64174240 • Komponenten der Einspeiseeinheit • Komponenten der Antriebseinheit • Dynamische Bremseinheiten • DriveWare-Informationen • Maßzeichnungen • Übersichtsschaltpläne • Hilfsenergieverbrauch • Tabellarische Übersicht der Hauptkomponenten **MultiDrive Module Installationshandbuch 3BFE 64509004 • Schrank-Montage • Verkabelung **Grounding and Cabling of the Drive System 3AFY 61201998 • Erdung- und Verkabelung eines drehzahlgeregelten Antriebssystems **EMV-gerechte Installation und Konfiguration eines Antriebssystems 3BFE 64314700 * nur bei schrankmontierten Systemen im Lieferumfang enthalten ** nur in den Options-Paketen enthalten HANDBÜCHER DER EINSPEISEEINHEITEN (abhängig vom Typ der Einspeisung gehört jeweils eines dieser Handbücher zum Lieferumfang der Einspeiseeinheit) Dioden-Einspeiseeinheit (DSU) 3BFE 64046233 • Besondere Sicherheitsvorschriften für DSU • DSU Hardware- und Software-Beschreibungen • DSU Inbetriebnahme • Erdschluss-Schutz-Optionen Thyristor-Einspeiseeinheit (TSU) 3BFE 64210700 • Grundlagen des TSU Betriebs • TSU Programmbeschreibung • TSU Software-Parameter • TSU Inbetriebnahme IGBT-Einspeiseeinheit (ISU) 3BFE 64495062 • Besondere Sicherheitsvorschriften für ISU • Hauptkomponenten von ISU • ISU Kenndaten • ISU Verlustleistungen • ISU Maße und Gewichte • ISU Sicherungen • ISU Software-Parameter • Erdschluss-Schutz-Optionen
Kranantriebs-Applikation 3BSE 011179 • Inbetriebnahme der Kranantriebs-Applikation • Verwendung der Steuertafel • Kran Programm-Beschreibung • Parameter der Kranantriebs-Applikation • Fehlersuche HANDBÜCHER DER STEUEREINHEITEN (gehören zum Lieferumfang der optionalen Steuereinheit) Advant Controller 80 User’s Manual 3BFE 64116487 • AC 80 Hardware und Anschlüsse • AC 80 Software • Programmierung • Diagnose Advant Controller 80 Reference Manual PC Elements 3BFE 64021737 • Beschreibung der PC- und DB-Elemente Advant Controller 80 Reference Manual TC Elements 3BFE 64331868 • Beschreibung der TC-Elemente HANDBUCH DER BREMSEINHEIT (gehört zum Lieferumfang der optionalen Bremseinheit) ACA 621/622 Braking Sections User’s Manual 3BFE 64243811 • Installation, Inbetriebnahme, Fehlersuche, Technische Daten • Maßzeichnungen ZUBEHÖR-HANDBÜCHER (gehören zum Lieferumfang der Options-Pakete) Feldbus Adapter, E/A Erweiterungs-Module, Brems-Chopper usw. • Installation • Programmierung • Fehlersuche • Technische Daten
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten 140 bis 5200 kVA
Benutzerhandbuch
Dieses Handbuch beschreibt die 6-Puls und 12Puls Dioden-Einspeiseeinheiten ACA 631 und ACA 633 für ACS 600 MultiDrive und ACS/ACC 607/627 Frequenzumrichter (Einheiten -0760-3, -0930-5, -0900-6 oder größer).
3BFE 64046233 R0303 DE GÜLTIG AB: 28.03.2001 ERSETZT: 20.08.1998
2001 ABB Oy. Alle Rechte vorbehalten.
Sicherheitsvorschriften
Übersicht
Befolgen Sie bei Installation, Betrieb und Wartung der Frequenzumrichter alle Sicherheitsanweisungen der Dokumente ACS 600 MultiDrive Sicherheits- und Produktinformation (3AFY 61483381) oder Hardwarehandbuch ACS/ACC 6x7 Frequenzumrichter 630 bis 3000 kW (3AFY 61507451). Lesen Sie alle Sicherheitsanweisungen aufmerksam durch.
Allgemeine Sicherheitsvorschriften
Die allgemeinen Sicherheitsanweisungen sind nachfolgend aufgeführt. Diese allgemeinen Anweisungen beinhalten nur die Hauptbestandteile der kompletten Sicherheitsanweisungen. Die allgemeinen Sicherheitsanweisungen gelten für alle Arbeiten an ACS 600 MultiDrive und ACS/ ACC 607 (630 bis 3000 kW) Frequenzumrichtern, die im nachfolgenden Text zusammenfassend als ACx 600 bezeichnet werden. Das Nichtbeachten dieser Anweisungen kann zu Verletzungen auch mit Todesfolge führen. WARNUNG! Elektrische Installations- und Wartungsarbeiten an der ACx 600-Einheit dürfen nur von qualifizierten Elektrikern durchgeführt werden. Installationsarbeiten dürfen nur bei abgeschalteter Spannungsversorgung durchgeführt werden. Beim Öffnen des abgeschalteten Gerätes bestehen immer noch gefährliche Restspannungen in den Kondensatoren. Warten Sie 5 Minuten nach dem Abschalten der Einspeisung, bevor Sie mit den Arbeiten beginnen. Vergewissern Sie sich stets, dass die zwischen den Anschlüssen UDC+ und UDC- und dem Rahmen gemessene Spannung gegen 0 V geht und dass die Netzversorgung abgeschaltet ist bevor Arbeiten am Gerät durchgeführt oder Anschlüsse am Hauptkreis vorgenommen werden. Wenn der Hauptkreis des Wechselrichters eingeschaltet ist, liegt an den Motoranschlüssen auch dann Spannung an, wenn der Motor nicht läuft! Öffnen Sie vor Beginn jeglicher Installations- und Wartungsarbeiten sämtliche Sicherungs-Lasttrennschalter aller parallel geschalteten Wechselrichter. Überprüfen Sie vor dem Einschalten der Spannung die Kabelanschlüsse an den Verbindungsstellen der Transporteinheiten. Falls der Hilfsspannungskreis der ACx 600-Einheit über ein externes Netzteil mit Strom versorgt wird, werden durch ein Öffnen der Trenneinrichtung nicht alle Spannungen abgeschaltet. An den Digitaleingängen und -ausgängen kann eine Spannung von 115/230 VAC anliegen, obwohl die Wechselrichtereinheit abgeschaltet ist. Überprüfen Sie
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Sicherheitsvorschriften
anhand der mitgelieferten Schaltpläne, an welchen der Schaltkreise nach Öffnen der Trennvorrichtung weiterhin Spannung ansteht. Vergewissern Sie sich durch Messung, dass der Teil des Schaltschranks, an dem Sie gerade arbeiten, spannungsfrei ist. Bei ACx 600 Frequenzumrichtern können die Steuerkarten der Wechselrichtereinheit auf dem Spannungspotential des Hauptstromkreises liegen. Wenn am Hauptstromkreis Spannung anliegt, können zwischen Steuerkarten und Rahmen der Umrichtereinheit gefährliche Spannungen auftreten. Es ist deshalb unbedingt erforderlich, dass der Anschluss von Messinstrumenten (z.B. Oszillographen) an ACx 600 Frequenzumrichter besonders vorsichtig durchgeführt wird und Sicherheitsvorkehrungen stets höchste Priorität haben. Die Anweisungen zur Fehlersuche befassen sich schwerpunktmäßig mit den Fällen, in denen Messungen an den Steuerkarten durchgeführt werden können, und nennen auch das zu verwendende Messverfahren. Spannungsführende Teile auf den Türinnenseiten sind gegen direkte Berührung geschützt. Besondere Vorsicht ist jedoch bei der Handhabung von Abdeckungen aus Blech geboten. Führen Sie, so lange die Einheit angeschlossen ist, an Bauteilen der Einheit keine Prüfungen der Isolationsfestigkeit durch. Klemmen Sie die Motorkabel ab, bevor Sie Messungen an Motor oder Motorkabeln durchführen. Ist eine ACx 600-Einheit mit EMV-Filter an ein ungeerdetes Netz (ITNetz) angeschlossen, wird das Netz über das EMV-Filter der ACx 600Einheit mit dem Erdpotential verbunden. Hierdurch kann eine Gefahr oder eine Beschädigung der Einheit entstehen. Trennen Sie die EMVFilterkondensatoren, bevor Sie die ACx 600-Einheit an ein ungeerdetes Netz anschließen. Wenden Sie sich bezüglich der genauen Anweisungen, wie hier zu verfahren ist, an die zuständige ABB-Vertretung. WARNUNG! Vor dem Start des Frequenzumrichters müssen die Sicherungslasttrennschalter sämtlicher parallel geschalteten Wechselrichter geschlossen werden. Öffnen Sie auf keinen Fall die Sicherungslasttrennschalter der Wechselrichtereinheit, wenn der Wechselrichter in Betrieb ist. Der Antrieb darf nicht mit der Funktion Verhinderung des unerwarteten Anlaufs gestoppt werden, wenn der Wechselrichter läuft. Geben Sie stattdessen einen Stop-Befehl. WARNUNG! Lüfter können nach Abschalten der Stromversorgung nachlaufen. WARNUNG! Bauteile wie Kühlkörper von Leistungshalbleitern, die sich innerhalb des Schranks befinden, bleiben auch nach Abschalten der Stromversorgung einige Zeit heiß.
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Sicherheitsvorschriften
Starten der DSU bei Verwendung einer WiderstandsBremseinheit
Wenn der Frequenzumrichter mit einer Widerstands-Bremseinheit ausgestattet ist, sind folgende Warnungen zu beachten.
WARNUNG! Stellen Sie vor dem Einschalten sicher, dass eine ausreichende Wechselrichterleistung an den Zwischenkreis angeschlossen ist. Generell gilt: 1. Die Summe der angeschlossenen Wechselrichterleistungen muss mindestens 30% der Summe der Leistung aller Wechselrichter betragen. 2. Sie Summenleistung der angeschlossenen Wechselrichter muss mindestens 30% der Nennleistung der Bremseinheit (Pbr.max) betragen. Sind die obengenannten Bedingungen nicht erfüllt, können die DCSicherungen des/der angeschlossenen Wechselrichter(s) durchbrennen, oder der Bremschopper kann beschädigt werden.
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Sicherheitsvorschriften
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Inhaltsverzeichnis
Handbücher für ACS 600 MultiDrive (teilweise englischsprachige Originaltitel) Sicherheitsvorschriften Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii Allgemeine Sicherheitsvorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii Starten der DSU bei Verwendung einer Widerstands-Bremseinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 – Einführung Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1 Hauptbestandteile des Frequenzumrichters, Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-1 Technische Voraussetzungen und Umgebungsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-2 Funktionsweise des DSU-Hauptstromkreises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-2 DSU Systemkonfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5 Nicht redundantes 12-Puls-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5 Redundante 12-Puls-Einspeiseeinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5 Spannungsversorgung der Steuereinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-6 Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Installations-Checkliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Überprüfung im spannungsfreien Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2 Anlegen von Spannung an Hilfskreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4 Prüfung der Hilfskreise mit angelegter Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-5 Anlegen der Spannung an die Diodeneinspeiseeinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-6 Prüfung der Dioden-Einspeiseeinheit bei angelegter Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-7 Prüfungen unter Last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7 Kapitel 3 – Erdschluss-Schutz (Option) Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 Überspannungsrelais, erdfreies Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 Beschreibung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1 Im Fall eines Erdschlusses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 Isolationsüberwachungsgerät, erdfreies Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 Beschreibung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 Im Fall eines Erdschlusses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 Zusätzliche Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-3 Stromwandler, geerdetes Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3 Beschreibung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-3 Im Fall eines Erdschlusses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-3
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Inhaltsverzeichnis
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung DSU Steuereinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1 Netzteilkarte SDCS-POW-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1 Steuerkarte NDSC-01. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2 Digitale Ein- und Ausgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3 Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4 Zündimpulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5 7-Segment-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5 Kapitel 5 – Softwarebeschreibung Programmversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1 Softwarefunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1 Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2 Messung der AC-Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2 Messung der Spannung Uc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2 Messung des Gleichstroms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 PDC Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 Berechnung des Zündwinkels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 Ladevorgang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 Steuerungslogik und Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6 Bedienung vor Ort/Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6 Digitaleingänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6 Digitale Ausgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6 Fehlerdiagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8 Fehler- und Alarmtabelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9 Fehler- und Alarmlogik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9 Netzunterspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9 Überwachung der Hilfsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10 Kurzschlussprüfung des DC-Zwischenkreises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11 Hauptschütz Rückmeldung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11 Temperaturüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-12 Erdschluss-Strom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-12 Synchronisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-13 Alarm bei Netzunsymmetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14 Alarm bei Uc Welligkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14 Alarm bei Stromunsymmetrie (ab REV. C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14 DDCS Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-15 Überstromfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16 Codierungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16 DDCS-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16 Signale an die DSU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-17 Signale von der DSU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-18 Anhang A – Schaltpläne Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-1
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ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 1 – Einführung
Übersicht
Das Einspeisefeld der ACS 600 MultiDrive und ACS/ACC 607 Frequenzumrichter (Einheiten -0760-3, -0930-5, -0900-6 oder größer) besteht aus Hilfssteuereinheit, Einspeiseeinheit, dynamischer Bremseinheit (wahlweise) und Versorgungseinheit. Dieses Handbuch umfasst •
die Inbetriebnahme des mit einer Diodeneinspeiseeinheit (DSU) ausgerüsteten Einspeisefeldes.
•
System-, Hardware- und Softwarebeschreibungen der Diodeneinspeiseeinheit. Die Beschreibungen ermöglichen, die Einheit für ein bestimmtes System zu betreiben und zu optimieren.
Hauptbestandteile des Frequenzumrichters, Übersicht
Widerstands-Bremseinheit (optional)
Einspeiseeinheit
ICU
Diodeneinspeiseeinheit DSU
DC-Zwischenkreis
Chopper DiodenEinspeiseeinheit
24 V
Chopper
AMC
Widerstand
Netz einspeisung
Widerstand
Hilfssteuereinheit ACU
Wechselrichtereinheiten (ACS 600 MultiDrive)
1 L 12 42 rp m 1242 ISPEED CURR ENT 7 6 TOR QUE 86 A
Wechselrichter
AMC 1 L 12 42 rp m 1242 ISPEED CURR ENT 7 6 TOR QUE 86 A
Wechselrichter
AMC 1 L 12 42 rp m 1242 ISPEED CURR ENT 7 6 TOR QUE 86 A
Wechselrichter
AC
Abbildung 1-1 Die Hauptbestandteile des Frequenzumrichters
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
1-1
Kapitel 1 – Einführung
Technische Voraussetzungen und Umgebungsbedingungen
Die Dioden-Einspeiseeinheit (DSU) kann unter den folgenden Bedingungen betrieben werden: • dreiphasige Versorgungsspannung • Spannungsabweichung ±10% • Frequenzbereich 45 – 65 Hz • Nennfrequenz 50/60 Hz • dynamischer df/dt-Wert 17% / s • für den Betrieb zulässige Umgebungstemperatur 0 – 40 °C • Lagertemperatur -40 – 55 °C • relative Luftfeuchtigkeit 5 – 95%, Kondensation nicht zulässig
Funktionsweise des DSUHauptstromkreises
Die Dioden-Einspeiseeinheit (DSU) beinhaltet eine 6-Puls-, halbgesteuerte Gleichrichterbrücke mit 3 Thyristoren im oberen Zweig und 3 Dioden im unteren Zweig.
Baugrößen B2 und B3
V11
V13
Baugrößen B4 und B5
V15 V11
V13
V15
V14
V16
V12
U V U
W
V14
V16
V12
V W
Abbildung 1-2 B2 und B3 haben externe AC-Sicherungen, während B4 und B5 mit internen AC-Sicherungen bestückt sind. Bei einer dreiphasigen Brückenschaltung wechseln die Kommutierungen zwischen den Leistungshalbleitern in den oberen und unteren Zweigen, so dass während jeder Periode sechs Zündimpulse erzeugt werden. Die Thyristoren 1, 3 und 5 verbinden die AC-Netzanschlüsse in zyklischer Reihenfolge mit der oberen DC-Sammelschiene (+). Die Dioden 2, 4 und 6 verbinden die AC-Anschlüsse in zyklischer Reihenfolge mit der unteren DC-Sammelschiene (-). Bei stabilem Dauerstrombetrieb
1-2
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 1 – Einführung
führt jeder Thyristor im oberen Zweig und jede Diode im unteren Zweig den Strom für einen 120°-Bereich.
u v
iu
V1
V3
V5
uvs
Ud
Uc
w V4
V6
V2
ILd Abbildung 1-3 Halbgesteuerte Gleichrichterbrücke Die leitenden Thyristoren führen den Strom jeweils für einen 120° Bereich. Da dies für einen Thyristor aus dem oberen Zweig und um 60° versetzt für eine Diode aus dem unteren Zweig erfolgt, besteht die Ausgangsspannung Ud aus 60°-Abschnitten der verketteten Außenleiterspannungen. 800 U/V I/A 600
Ud Uc
400
ILd
200
Ud Uc
0
iu
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 -200 t/ms -400 Zeit
ILd iu uvs
uvs
-600 -800
Abbildung 1-4 Spannungen und Ströme der Dioden-Einspeiseeinheit im Normalmodus Die 6-Puls-Funktion einer Dioden-Thyristor-Brücke unterscheidet sich von einer 6-Puls-Thyristorbrücke. Der Zündfunke kann nur bei einem niedrigen, lückenden Strom gesteuert werden. Deshalb wird der
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
1-3
Kapitel 1 – Einführung
Ladevorgang ab 170° in kleinen Schritten durchgeführt. Für die Zündimpulssteuerung gibt es den Lade- und den Normalmodus. Während des Lademodus wird in jedem 120°-Bereich ein Impuls erzeugt. Im Normalmodus erhalten die Thyristoren während eines 120°-Bereiches zwei Zündimpulse (siehe Abbildung 1-5 ). Der Zündwinkel beträgt im Normalmodus 0°, was bedeutet, dass die Brücke wie eine 6-Puls-Diodenbrücke funktioniert. Die Diodeneinspeiseeinheit richtet die Spannung lediglich gleich. Bremsleistung kann nicht ins Netz zurück gespeist werden.
360 dgr cycle 120 dgr cycle V1 V3 V5 Firing pattern during charging mode
V1 V3 V5 Firing pattern during normal mode
Abbildung 1-5 Zündimpulsfolge im Lade- und Normalmodus Bei einer halbgesteuerten Brücke mit variablem Steuerwinkel werden keine Ladewiderstände, - dioden oder -schütze benötigt. 800
U/V I/A
iu
600 400
v Uc
200 0 100 -200
iu v Uc u
u 105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
t/ms Zeit
-400 -600 -800
Abbildung 1-6 Netzspannungen, Uc Spannung und eine Netzspannung im Lademodus
1-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 1 – Einführung
DSU Systemkonfiguration
Mit Hilfe der 8-Wege DIP-Schalter S1 und S2 auf der NDSC-Steuerkarte kann die Diodeneinspeiseeinheit für jede Applikation konfiguriert werden. Die Bedeutung der einzelnen Bits ist in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit beschrieben.
Nicht redundantes 12Puls-System
Die Diodeneinspeiseeinheit kann für 6-, 12- oder 24-Pulssysteme konfiguriert werden. Falls eine der parallelen Einheiten ausfällt, schalten alle Einheiten ab. Die Übertragung der Fehlersignale erfolgt normalerweise über die Hardware oder über die Software einer übergeordneten Steuerung. Die Zwischenkreiskondensatoren können von einer Einzeleinheit oder auch durch unverzögertes Einschalten aller parallelen Einheiten geladen werden. DSU1
DI2 FAULT2
DSU2
DO1
DI2
DO1
FAULT1
ON/OFF1
ON/OFF2
Abbildung 1-7 Beispiel einer nicht redundanten 12-Puls-Speiseeinheit mit Hardwareabschaltung
Redundante 12-PulsEinspeiseeinheit
Durch die redundante 12-Puls-Einspeisung kann die Hälfte der Einspeisung unabhängig verwendet werden, wodurch sich die Stillstandszeit des Prozesses bei einer Störung verkürzt. Trotz einer Störung in einer Einheit, arbeiten die anderen Einheiten als 6-Puls-Einspeiseeinheit weiter.
DSU 1
DSU 2
Abbildung 1-8 12-Puls-Einspeiseeinheit mit DSU-Modulen
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
1-5
Kapitel 1 – Einführung
Spannungsversorgung der Steuereinheiten
Die Wechselrichtereinheiten erzeugen die Hilfsspannungen (+24 V) aus der DC-Sammelschiene. Die +24 V werden für Elektronikkarten wie optionale Module und E/As verwendet. Die Versorgung der Lüfter der Dioden-Einspeiseeinheit erfolgt über den AC-Hauptkreis mit Schützen und Leistungsschaltern. Die 230 VAC für die digitalen Eingänge der DSU-Steuerkarte werden über einen Schutzschalter eingespeist. Die Not-Aus-Meldung an die Antriebsfelder erfolgt mittels 24 VDC Versorgung über Not-Aus-Relais.
1-6
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Übersicht
Dieses Kapitel beschreibt die Inbetriebnahme eines ACx 600 Einspeisefeldes, das mit einer Dioden-Einspeiseeinheit (DSU) ausgerüstet ist. WARNUNG! Die in diesem Kapitel beschriebenen Arbeiten dürfen nur von einem qualifizierten Elektriker durchgeführt werden. Die Sicherheitsanweisungen am Anfang dieses Handbuches sowie in den Sicherheits- und Produktionformationen (3AFY 61483381) müssen unbedingt befolgt werden. Nichtbeachten der Sicherheitsanweisungen kann zu Verletzungen auch mit Todesfolge führen.
InstallationsCheckliste
Vor Inbetriebnahme der Einspeiseeinheit muss die Installation überprüft werden. Die nachfolgende Tabelle liefert dazu detaillierte Anweisungen. Maßnahme
Informationen
Überprüfen Sie, ob die mechanische und elektrische Instal- Zu ACS 600 MultiDrive siehe lation des Frequenzumrichters korrekt durchgeführt wurde. ACS 600 MultiDrive Hardwarehandbuch (3AFY 64169602). Zu Vergewissern Sie sich, dass der Isolationswiderstand der ACS/ACC 607/627 siehe ACS/ Baugruppe gemäß den Anweisungen des Installationshand- ACC 6x7 Hardwarehandbuch buchs überprüft wurde. (3AFY 61507451). Siehe auch Installations-Checkliste, Isolationsprüfungen. Stellen Sie sicher, dass alle Bereiche innerhalb und außerhalb des Schranks frei von Staub und losen Gegenständen (wie abgeschnittene Kabelreste und anderer bei der Installation liegengebliebener Abfall) sind.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Nach dem Start können die Kühlventilatoren lose Gegenstände aus der näheren Umgebung in die Einheit einsaugen, was zum Ausfall und zu Beschädigungen an der Einheit führen kann.
2-1
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Überprüfung im spannungsfreien Zustand
Die nachfolgende Tabelle ist eine Inbetriebnahme-Checkliste für das Einspeisefeld im spannungsfreiem Zustand.
Maßnahme
Informationen
WARNUNG! Stellen Sie sicher, dass die Trenneinrichtung des Netztransformators in geöffneter Position verriegelt ist, so dass auch nicht versehentlich Spannung an die ACx 600-Einheit angelegt werden kann. Überprüfen Sie durch Messung, dass tatsächlich keine Spannung anliegt. 1.
Leistungsschalter, Relais, Schalter Prüfen Sie den aktuellen Auslösepegel des Leistungsschal- Die Auslösepegel wurden werksters, falls das Einspeisefeld mit einem Leistungsschalter seitig eingestellt. Für die meiausgerüstet ist. sten Applikationen besteht keine Notwendigkeit, diese Einstellung Faustregel zu ändern. Stellen Sie sicher, dass die Selektivitätsbedingung erfüllt ist, d.h. der Trenner löst bei einem geringeren Strom aus als das Schutzgerät des Einspeisenetzes, und dass der Grenzwert hoch genug ist, um unnötige Abschaltungen während der Spitzenbelastung des DC-Zwischenkreises beim Start zu verhindern. Langzeit-Stromgrenzwert Faustregel: Den AC-Nennstrom des DSU-Moduls einstellen. Spitzen-Stromgrenzwert Faustregel: Auf den 3 - 4-fachen AC-Nennstrom des DSUModuls einstellen. Überprüfen Sie die Einstellungen für die Relais des NotAus-Kreises.
Siehe die mit dem Gerät mitgelieferten Schaltpläne.
Überprüfen Sie die Einstellungen für die Zeitrelais.
Siehe die mit dem Gerät mitgelieferten Schaltpläne.
Überprüfen Sie die Einstellungen für die anderen Relais.
Siehe die mit dem Gerät mitgelieferten Schaltpläne.
Überprüfen Sie die Einstellungen der Leistungsschalter und Siehe die mit dem Gerät mitgeSchalter der Hilfskreise. lieferten Schaltpläne. Stellen Sie sicher, dass alle Leistungsschalter und Schalter des Hilfskreises geöffnet sind. 2.
Spannungsversorgungskarte SDCS-POW-1 (im Dioden-Einspeisemodul) Überprüfen Sie, ob die Stellung des Schalters SW1 der kor- Siehe mit dem Gerät mitgelierekten Eingangsspannung auf der Karte (230 V oder 115 V) ferte Schaltpläne: Hilfssteuerentspricht. spannungs-Transformator.
2-2
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Maßnahme 3.
Informationen
Steuerkarte NDSC-01 (im Diodeneinspeisemodul) Überprüfen Sie die Stellung des DIP-Schalters S1. 8-Wege DIP-Schalter S1 Stellungen (1 = EIN, 0 = AUS) 1
2
3
0 1 0 1 0
0 0 1 1 0
0 0 0 0 1
4
0 1 0 1
5
6
7
Einstellung
8
0 0 1 1 0 1 0 1
Speisespannung 400 VAC 450 VAC 500 VAC 600 VAC 690 VAC Stromwandler 300 A 600 A 2000 A 3000 A Ladezeit 500 ms 1000 ms DDCS-Verbindung Keine Überwachung Überwacht
Überprüfen Sie die Stellung des DIP-Schalters S2 bei DDCS-Kommunikation zwischen der NDSC-01 Karte und der übergeordneten Steuerung. 8-Wege DIP-Schalter S2 Stellungen (1 = EIN, 0 = AUS)
4.
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0
0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
Nr. 1 bis 3: Versorgungsnennspannung der Diodeneinspeiseeinheit. Nr. 4 und 5: Nennwert des Wandlers, der den Strommesskreis der NDSC-Karte speist. Der Wandler steht wahlweise zur Verfügung. Stromnennwert siehe Schaltpläne oder Typenschild des Wandlers. Nr. 6: Eine Ladezeit für die Kondensatoren des DC- Zwischenkreises von 500 ms ist für die meisten Applikationen ein angemessener Wert. Nr. 8: Überwachung der Kommunikationsunterbrechung in der DDCS-Verbindung zwischen der NDSC-Karte und der übergeordneten Steuerung. S2 definiert die Adresse der Dioden-Einspeiseeinheit in einem Kommunikationssystem.
Knotenadresse
Die Adresse finden Sie in den mit dem Gerät gelieferten Schaltplänen.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 bis 255
Wenn der AC80 die übergeordnete Steuerung bildet, liegt die Knotenadresse zwischen 1 und 8. Wenn APC2 die übergeordnete Steuerung bildet, ist die Knotenadresse 1.
Auslösekreis der Einspeisung Überprüfen Sie die Funktion der NetztransformatorAbschaltung.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Dies ist eine optionale Funktion. Die Adresse finden Sie in den mit dem Gerät gelieferten Schaltplänen.
2-3
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Maßnahme 5.
Informationen
Transformatoren für die Hilfssteuerspannung. Überprüfen Sie die Verdrahtung zu den Primär- und Sekundärklemmen des Transformators für die Hilfsspannung.
Anlegen von Spannung an Hilfskreise
Die Zuordnung zwischen Verdrahtung und Spannungspegeln finden Sie in den mit dem Gerät gelieferten Schaltplänen.
Die nachfolgende Tabelle beschreibt, wie erstmalig Spannung an die Eingangsklemmen der Einspeiseeinheit und die Hilfssteuereinheit (ACU) angelegt wird. Maßnahme
Informationen
WARNUNG! Wenn Spannung an die Eingangsklemmen der Einspeiseeinheit angelegt wird, liegt Spannung auch an der Hilfssteuereinheit und den Hilfskreisen an, die mit der Antriebseinheit verdrahtet sind. Vergewissern Sie sich vor dem Anlegen der Spannung an die Eingangsklemmen, dass sicherheitstechnisch keine Bedenken vorliegen. Stellen Sie sicher, dass während Spannung angelegt wird: • niemand an der Einheit oder an Schaltkreisen arbeitet, die von außerhalb des Schranks verdrahtet wurden. • die Schranktüren geschlossen sind. Klemmen Sie die 230 VAC Kabel ab, die von den Klemmenleisten nach außen führen und noch nicht überprüft wurden und klemmen Sie noch unvollständige Anschlüsse ab. Stellen Sie sicher, dass Hauptschütz und/oder Leistungsschalter nicht versehentlich ferngesteuert geschlossen werden können, z.B. durch kurzzeitiges Öffnen einiger Verbindungen in seinem Steuerkreis. Seien Sie darauf vorbereitet, bei Auftreten eines Problems den Haupttrennschalter des Netztransformators sofort öffnen zu können. Stellen Sie sicher, dass alle Schranktüren geschlossen sind. Schließen Sie den Haupttrennschalter des Netztransformators. Schließen Sie den Haupttrennschalter des Einspeisefeldes. Schließen Sie den Haupttrennschalter des Hilfskreises.
2-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Prüfung der Hilfskreise mit angelegter Spannung
Die nachfolgende Tabelle ist eine Inbetriebnahme-Checkliste für Einspeiseeinheit und Hilfssteuereinheit (ACU) mit angelegter Spannung an den Eingangsklemmen. Maßnahme
Informationen
WARNUNG! Dieser Abschnitt beinhaltet Anweisungen für die Prüfung und Messung von Schaltkreisen unter Spannung. Diese Arbeiten dürfen nur von qualifiziertem Fachpersonal durchgeführt werden. Es dürfen nur geeignete und zugelassene Messinstrumente verwendet werden. BRECHEN SIE IM ZWEIFELSFALL DIE ARBEIT SOFORT AB! Vergewissern Sie sich, dass alle in Abschnitt Anlegen von Spannung an Hilfskreise beschriebenen Maßnahmen erledigt wurden. Messen Sie die Phasenspannungen mit Schalter und Messinstrument auf der Schranktür.
Dies ist eine optionale Funktion. Sehen Sie ggf. in den mit dem Gerät gelieferten Schaltplänen nach.
Prüfen Sie die Sekundärspannung des Hilfsspannungstransformators. Schließen Sie den Schutzschalter auf der Sekundärseite.
Sehen Sie in den mit dem Gerät gelieferten Schaltplänen nach.
Schließen Sie nacheinander die Leistungsschalter des Hilfs- Hinweis: Der Kühlventilator der kreises. Überprüfen Sie jede Schaltung Diodeneinspeiseeinheit (DSU) nimmt seinen Betrieb erst auf, • durch Messen der korrekten Spannung an den Klemmennachdem Spannung an der DSU leisten anliegt und die DSU betriebsbe• auf die Funktionstüchtigkeit der an den Schaltkreis ange- reit ist. schlossenen Geräte. Stellen Sie sicher, dass Hilfsspannungsquellen (z.B. eine Dies ist eine optionale Funktion. unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)) korrekt an die Sehen Sie ggf. in den dem Gerät Hilfssteuereinheit angeschlossen sind. gelieferten Schaltplänen nach.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
2-5
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Anlegen der Spannung an die Diodeneinspeiseeinheit
Die folgende Tabelle beschreibt, wie erstmalig Spannung an die Diodeneinspeiseeinheit und die DC-Sammelschienen angelegt wird.
Maßnahme
Informationen
Wenn der Frequenzumrichter mit einer Widerstands-Bremseinheit ausgestattet ist, gelten folgende Warnungen. WARNUNG! Stellen Sie vor dem Einschalten sicher, dass eine ausreichende Wechselrichterleistung an den Zwischenkreis angeschlossen ist. Generell gilt: 1. Die Summenleistung der angeschlossenen Wechselrichter muss mindestens 30% der Summenleistung aller Wechselrichter betragen. 2. Die Summenleistung der angeschlossenen Wechselrichter muss mindestens 30% der Nennleistung der Bremseinheit (Pbr.max) betragen. Sind die obengenannten Bedingungen nicht erfüllt, können die DC-Sicherungen des/ der angeschlossenen Wechselrichter(s) durchbrennen oder der Bremschopper beschädigt werden. WARNUNG! Nach dem Anlegen von Spannung an die Diodeneinspeiseeinheit stehen auch die DC-Sammelschienen sowie die an die Sammelschiene angeschlossenen Wechselrichter unter Spannung. Stellen Sie sicher, dass durch das Anlegen von Spannung an die Dioden-Einspeiseeinheit keine Gefährdungen entstehen. Stellen Sie sicher dass:
1.
•
niemand an der Einheit oder an Stromkreisen arbeitet, die von außen in den Schrank geführt wurden.
•
alle Schranktüren geschlossen sind.
Erstes Anlegen von Spannung an die Diodeneinspeiseeinheit Wenn das Einspeisefeld mit einem Lasttrennschalter ausge- Beim ersten Einschalten der stattet ist, stellen Sie die Stromwerte des Schalters auf 50% Spannung wird die Einstellung der Lastwerte ein. relativ niedriger Werte empfohlen. Stellen Sie sicher, dass alle Schranktüren geschlossen sind. Seien Sie darauf vorbereitet, bei Auftreten eines Problems den Haupttrennschalter des Netztransformators sofort öffnen zu können. Schließen Sie den Haupttrennschalter des Einspeisefeldes. Hinweis: Halten Sie den AnlassSchließen Sie das Hauptschütz und/oder den LasttrennSchalter mindestens 2 s in schalter des Einspeisefeldes. START-Stellung, damit der Lüfter auf Nenndrehzahl beschleunigt.
2.
Stromeinstellwerte für den Lasttrennschalter Erhöhen Sie die Stromeinstellwerte für den Lasttrennschalter auf Lastbedingungen.
2-6
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
Prüfung der DiodenEinspeiseeinheit bei angelegter Spannung
Die nachfolgende Tabelle ist eine Inbetriebnahme-Checkliste für das Einspeisefeld, nachdem an die Dioden-Einspeiseeinheit und die DCSammelschienen Spannung angelegt wurde.
Maßnahme 1.
Informationen
Grundsätzliche Prüfungen. Überprüfen Sie, ob der Lüfter des Einspeisefeldes unbehin- Ein auf das untere Gitter gelegdert in die richtige Richtung dreht und ob der Luftstrom nach tes Blatt Papier bleibt hängen. oben gerichtet ist.
2.
Erdschluss-Schutz mit einer Isolations-Überwachungseinrichtung Überprüfen Sie den Abgleich des Isolations-Überwachungs- Dies ist eine optionale Funktion. Siehe ggf. mit dem Gerät gelieeinrichtung für den Erdschluss-Schutz (Bender). ferte Schaltpläne (IRDH 265-x). Die Isolations-Überwachungseinrichtung ist werksseitig abgeglichen. Falls ein weiterer Abgleich erforderlich ist, siehe IRDH265 Operating Manual von Bender (Code: TGH1249).
3.
Erdschluss-Schutz mit einem Summenstromwandler Prüfen Sie den Auslösepegel des Summenstromwandlers für den Erdschluss-Schutz. Werksseitig ist der Stromgrenzwert auf 4 A eingestellt. Die Einstellung kann über die DDCS-Verbindung geändert werden. Weiteren Einzelheiten zur Einstellung des Grenzwertes siehe Kapitel 5 – Softwarebeschreibung.
Prüfungen unter Last
Dies ist eine optionale Funktion. Siehe ggf. mit dem Gerät gelieferte Schaltpläne.
Die nachfolgende Tabelle ist eine Inbetriebnahme-Checkliste für das Einspeisefeld unter Last. Maßnahme
Informationen
Überprüfen Sie die Strommessinstrumente auf einwandfreien Betrieb.
Dies ist eine optionale Funktion. Siehe ggf. mit dem Gerät gelieferte Schaltpläne.
Überprüfen Sie die Not-Aus-Schaltkreise auf ihren einwandfreien Betrieb.
Dies ist eine optionale Funktion. Siehe ggf. mit dem Gerät gelieferte Schaltpläne.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
2-7
Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit
2-8
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 3 – Erdschluss-Schutz (Option)
Übersicht
Dieses Kapitel beschreibt die Lösungen für den Erdschluss-Schutz, die für ACS 600 MultiDrive und ACS/ACC 607/627 Frequenzumrichter (Einheiten -0760-3, -0930-5, 0900-6 oder größer) zur Verfügung stehen. Die für die Inbetriebnahme erforderlichen Einstellungen entnehmen Sie bitte Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit. Überprüfen Sie anhand der mitgelieferten Schaltpläne, ob die Option Erdschluss-Schutz aufgeführt ist und mit welchen Geräten der Erdschluss-Schutz realisiert wird: • Überspannungsrelais • Summenstromwandler • Isolationsüberwachungsgerät Hinweis: Andere handelsübliche Erdschluss-Schutzlösungen entnehmen Sie bitte den Herstellerangaben.
Überspannungsrelais, erdfreies Netz
L1 L2 L3 Transformator
Einspeiseeinheit
Wechselrichtereinheiten DC-Sammelschiene
~ = R
R0
U0>0
=
=
~
~ IL > 0, Kriechstrom M 3~
M 3~
Abbildung 3-1 Überspannungsrelais, erdfreies Netz Beschreibung
Falls der Sternpunkt des Transformators nicht verfügbar ist, wird die Erdschlussüberwachung über einen künstlichen Sternpunkt realisiert, der aus drei Widerständen R besteht, die am einen Ende an das dreiphasige System angeschlossen und am anderen Ende miteinander verbunden sind (siehe Abbildung 3-1). Diese Widerstandsbaugruppe ist im ACx 600 installiert.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
3-1
Kapitel 3 – Erdschluss-Schutz (Option)
Mit einem Überspannungsrelais wird ein Erdstrom über den Widerstand R0 erfasst, der zwischen dem künstlichen Sternpunkt und Erde geschaltet ist. Im Fall eines Erdschlusses
Isolationsüberwachungsgerät, erdfreies Netz
Im Fall eines Erdschlusses leuchtet die LED des Überspannungsrelais auf. Abhängig von der elektrischen Schaltung, steuert das Überspannungsrelais das Hauptschütz oder den Lasttrennschalter oder erzeugt über die NDSC-Steuerkarte ein Warnsignal.
L1 L2 L3
Transformator
Einspeiseeinheit
Wechselrichtereinheiten DC-Sammelschiene
~ = BENDER Isolationsüberwachungsgerät
=
=
~
~ IL > 0, Kriechstrom M 3~
M 3~
Abbildung 3-2 Isolationsüberwachungsgerät, erdfreies Netz Beschreibung
Das Überwachungsgerät ist zwischen ungeerdetem System und Potentialausgleichsleiter (PE) geschaltet. Eine pulsierende Messwechselspannung wird dem System überlagert (das Messprinzip Adaptiver Messimpuls AMP wurde von BENDER entwickelt, Patent ist beantragt). Der Messimpuls besteht aus positiven und negativen Impulsen gleicher Amplitude. Die Periode hängt von den entsprechenden Streukapazitäten und vom Isolationswiderstand des zu überwachenden Systems ab. Die Einstellung von Ansprechwerten und anderen Parametern erfolgt über die Funktionstasten. Die Parameter werden von der Anzeige angezeigt und nach der Einstellung in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert. Das Isolationsüberwachungsgerät von Bender ermöglicht die Einrichtung von zwei Ansprechwerten, ALARM1 und ALARM2. Beide Werte verfügen über eine eigene Alarm-LED, die aufleuchtet, wenn sich die Ablesewerte unterhalb der eingestellten Ansprechwerte befinden.
Im Fall eines Erdschlusses
3-2
Ein Erdschluss schließt den Messkreis. Ein elektronischer Auswertungskreis errechnet den Isolationswiderstand, der nach der Ansprechzeit auf dem LCD-Display oder von einem externen Widerstandsmesser angezeigt wird. ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 3 – Erdschluss-Schutz (Option)
Die Reaktionen auf die Alarme erfolgen je nach elektrischer Schaltung: ALARM1 sendet beispielsweise nur ein Warnsignal. ALARM2 schaltet dagegen das Gerät ab. Zusätzliche Informationen
Stromwandler, geerdetes Netz
Zusätzliche Informationen über das Isolationsüberwachungsgerät können Sie dem IRDH265 Operating Manual (Code TGH1249) entnehmen, das beim Hersteller BENDER erhältlich ist. In einem geerdeten Netz ist der Sternpunkt des Netztransformators fest geerdet. L1 L2 L3 Transformator
Einspeiseeinheit
Wechselrichtereinheiten DC-Sammelschiene
~ = > I0
I0>0
=
= ~
IL > 0, Kriechstrom
M 3~
~ M 3~
Abbildung 3-3 Stromwandler, über das System geerdetes Netz Beschreibung
Der Erdschluss-Schutz in einem geerdeten Netz erfolgt mit Hilfe eines Summenstromwandlers, der die Summe der dreiphasigen Einspeiseströme überwacht. Der Wandlerausgang ist an die NDSC-Steuerkarte der Einspeiseeinheit angeschlossen.
Im Fall eines Erdschlusses
Im Normalbetrieb beträgt der Summenstrom annähernd Null. Ein Erdschluss führt zu einer Unsymmetrie im Dreiphasensystem und damit zu einem Summenstrom, der über Null liegt. Dieser Strom induziert einen Strom Io in den Stromwandler. Falls Io die über die Software des Umrichters eingestellte Auslösegrenze überschreitet, wird das Gerät abgeschaltet. Auf der 7-Segment-Anzeige wird das Fehlersignal F05 angezeigt.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
3-3
Kapitel 3 – Erdschluss-Schutz (Option)
3-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
DSU Steuereinheit
Das nachfolgende Bild zeigt die Anschlüsse an die Steuereinheit. S D C S -P O W -1 X 37
X 37 N D S C -01
Abbildung 4-1 Anschlüsse der DSU an die Steuereinheit Netzteilkarte SDCSPOW-1
SDCS-POW-1 ist eine Netzteilkarte für die DSU-Steuereinheit. Sie liefert alle erforderlichen Gleichspannungen für die NDSC-01-Karte. Als Eingangsspannung kann entweder 230 VAC oder 115 VAC (oder 190 ... 350 VDC) gewählt werden. Das nachfolgende Bild zeigt die Anweisungen für die Einstellung der AC-Eingangspannung.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
4-1
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
2 3 0 V /1 1 5 V A C S u p p ly
R e la y o u tp u t 2 3 0 V /3 A
220 V 110 V
X96 2 1
X99 N L
T h e s e s u p p o rts s h o u ld b e m e ta llic
F1 F u se : T 3 .1 5 A 2 50 V
DO4 SW 1 In pu t volta g e selectio n
B a cku p supply fo r S D C S -P O W -1 SDCS-POW-1
+
220
X95
M1
E n co de r su p p ly selectio n X 5 , X 4 , X 3 5V 12 V 24 V 26
14
X37 1
13
A B A B A B
A B A B A B
1 5V 2 4V 1 5V 2 4V 1 5V 2 4V
A B
A B
1 5V 2 4V
X5 X4 X3
135
Abbildung 4-2 Aufbau der Netzteilkarte SDCS-POW-1 (ab Version B) und Anweisungen zur Codierung der Brücken (Jumper) Steuerkarte NDSC-01
Die Steuerkarte NDSC-01 enthält: • 3 digitale Eingänge (LED-Anzeige) • 3 + 1 digitale Ausgänge (LED-Anzeige) • DDCS Kommunikationsverbindung (LED-Anzeige) • +24 VDC (500 mA) zur Versorgung von Zusatzgeräten (LED-Anz.) • isolierte Zündimpuls-Ausgänge • Spannungserfassungen; Uc (Spannung an der DC-Sammelschiene), Uac (Einspeisespannung), Synchronisierung • Messung der Kühlkörpertemperatur • Strommessung • Erdschluss-Strommessung
4-2
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
• 7-Segment-Anzeige • zwei 8-Wege-DIP-Schalter für anwendungsspezifische Konfigurationen 233 T h es e s u pp o rts s h o uld be m e tallic
X1 3
2
X4 1
6
5
X2 4
3
2
1
6
5
4
3
X3
2 1 D I1
2
DO 2
DO 1
D I3
D I2
2
26
X37 T XD
DO 3
1
+24V output
RXD
DO 4
1 F1 F u s e: T 0.5A
25
X22 1 2 3
microcontroller
R134
DDCC+
TP1 TP2
X24 2
ON
2 70
1
1 2 3 4 5 6 7 8
S2
X23 2
1
ON
1 2 3 4 5 6 7 8
S1
H ig h V oltag e T1
T2
T3
XW 1 XUC1
XUC2 XU1 XV1
XG1 XC 1
X G 3 XC 3
XG5 XC 5
Abbildung 4-3 Aufbau der Steuerkarte NDSC-01 Digitale Ein- und Ausgänge
Die Steuerkarte enthält drei digitale Eingänge, die sich in einem Spannungsbereich von 24 VDC... 230 VAC selbsttätig einstellen. Die Kanäle sind galvanisch voneinander und der übrigen Karte isoliert. Die Filterzeitkonstante für digitale Eingänge beträgt 10 ms. Der Zustand jedes Kanals wird von den LEDs angezeigt. Die digitalen Ausgänge sind Relais. Die Prüfspannung zwischen den Kanälen beträgt 1500 VAC. Die Einschaltfolge der digitalen Ein- und Ausgänge ist in Kapitel 5 – Softwarebeschreibung Steuerungslogik und Status beschrieben. Der Anschluss X3 ist ein Ausgang mit 24 VDC Spannung (500 mA), der für digitale Eingänge oder die Stromversorgung der AMC- oder AC80- Karten eingesetzt werden kann. Dieser Spannungsausgang ist
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
4-3
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
durch eine Sicherung geschützt, deren Zustand von einer LED angezeigt wird.
X4.1 X4.2 X4.3 X4.4 X4.5 X4.6 X96.1 X96.2
X 2.1
X 2.5
Fehler
DO2
Betrieb
DO3
Hauptschütz ein
DO4
Alarm
1 digitaler Ausgang an der Netzteilkarte SDCS
Hauptschütz und Lüfter Rückmeldung
3 digitale Eingänge Eingangsspannung: 24VDC...230 VAC
3 digitale Ausgänge auf NDSC: galvanisch mit Relais isoliert, Schaltleistung 250 VAC/8 A
+ +
-
X 2.3
DO1
D I1 D I2 D I3
EIN/AUS Steuerung Rücksetzung
Abbildung 4-4 Definition der digitalen Ein- (DI) und Ausgänge (DO) Messungen
Die Steuerkarte besitzt eine hochohmige Spannungserfassung für Speisespannungen und die DC-Verbindungsspannung. Der Spannungspegel wird mittels einer 7 MΩ Widerstandskette auf einen akzeptablen Wert abgesenkt. Hinweis: Die Spannungsistwerte U1, V1, W1, Uc1 und Uc2 des Hauptkreises sind nicht galvanisch isoliert. Die Temperatur des Kühlkörpers wird mit einem NTC-Sensor gemessen. Die Strommessung ist optional, da diese Daten von der Steuerung nicht benötigt werden. Das Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers wird der Software über den 8-Wege-DIP-Schalter S1 mitgeteilt. Die Erdschlussmessung ist optional. Ein Stromwandler mit einem Übersetzungsverhältnis von 400/1 A muss an die X1-Pins 1 und 2 angeschlossen werden. Wird eine andere Art der Erdschlussmeldung
4-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
verwendet (Bender), kann ein digitales Signal mit 24 VDC an die X1Pins 1 und 3 angeschlossen werden. Zündimpulse
Die Zündimpulse für die drei Thyristoren der DSU-Brücke werden mit Impulsübertragern erzeugt.
Kommunikation
Die Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung erfolgt über die DDCC+ ASIC-Karte. Die Karte verfügt über einen Kommunikationskanal. Der Zustand des Kanals wird von den LEDs (TXD, RXD) angezeigt.
7-Segment-Anzeige
Der Zustand der NDSC-1 Karte wird in der 7-Segment-Anzeige angezeigt (die Zeichen werden nacheinander angezeigt). Siehe Seite 5-9 Fehler- und Alarmtabelle in Kapitel 5 – Softwarebeschreibung.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
4-5
Kapitel 4 – DSU Hardwarebeschreibung
4-6
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Programmversion
Diese Softwarebeschreibung ist mit der Programmversion ab 1.02 der Diodeneinspeiseeinheit kompatibel. Das Steuerprogramm der Diodeneinspeiseeinheit ist im PROM des Mikroprozessors auf der NDCS-01Karte abgespeichert. Parameteränderungen sind nicht möglich. Die Programmversion kann auf dem Chip des Mikroprozessors abgelesen werden.
DDCS ein / aus
Alarm
Hauptschütz
Betrieb
Fehler
Softwarefunktionen
Lüfter+Hauptschütz- DO1 DO2 DO3 DO4 DI1 AblaufEin/Aus steuerung DI2 Rücksetzung DI3
Fehler
Fehlerbehandlung
Anzeige-Nr.
7-SegmentAnzeige
Fehler CscRdyRef
UNet Uc IDC
Messungen
UNetAct V UcActScal
Erdstrom
V1.1
Alpha
U/Uc-Verhältnis und Zündwinkelsteuerung
RunMode
Zündimpulsgenerator
Freigabe
V1.2 V3.1 V3.2 V5.1
Brückentemp.
V5.2
Abbildung 5-1 Blockschaltbild der DSU-Software
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-1
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Messungen Messung der ACSpannung
10 bit 0...1023 UNet A D
AVG 1/6
UNetAct_V
phase time
X
U_CONSTANT_V
3,78 V = 690 V
UNetActAVG_V
AVG 20 ms
(690 V) U_AD_CONSTANT 400 V
(773)
0 1 2 3 4
450 V 500 V 600 V
U_Supply_V
UNetLim60 X U_NET_LIM_60
100
690 V
S1 8
3 2 1
Abbildung 5-2 Messung der AC-Spannung Die AC-Nennspannung wird über den 8-Wege-DIP-Schalter S1 auf der NDSC-Steuerkarte eingestellt (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit). Unterspannungsalarm wird bei 60% der Netznennspannung ausgelöst. Messung der Spannung Uc
Uc ist die DC-Spannung der Sammelschiene, siehe Abbildung 1-3 in Kapitel 1 – Einführung. Die Skalierung erfolgt wie bei der ACSpannung. 10 bit 0...1023 AVG 1/6
Uc A D 3,78 V = UCN
UcActScal
phase time
X
U_CONSTANT_V
UcActAVGScal AVG 20 ms
(690 V)
UcActAVG_V
U_AD_CONSTANT_UC
X 135
(773)
100
Abbildung 5-3 Messung der Spannung Uc
5-2
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Messung des Gleichstroms 10 bit 0...1023 IDC A D 1,5 V = In
X
AVG 1/6
phase time
NetCurrActAvg_A LNET_CONSTANT (307)
AVG 20 ms X
LCONSTANT (250)
300 A
0 1 2 3
600 A 2000 A
X
CurrTrans_A
ConCurrAct_A LCONSTANT (250)
3000 A
S1 8
ConCurrActAvg_A
5 4
3
X
OverCurrentLim
1
Abbildung 5-4 Messung des Gleichstroms Die Messung des Gleichstroms kann optional durchgeführt werden. Die Steuerung benötigt diese Funktion nicht. Bei angeschlossenen Stromwandlern kann der Gleichstrom gemessen und die Gleichstromleistung errechnet werden. Der Nennstrom wird über den 8-Wege-DIPSchalter S1 auf der NDSC-Steuerkarte eingestellt (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSUEinspeiseeinheit). Die Überstromabschaltgrenze entspricht dem dreifachen Nennwert des Stromwandlers (= 300%).
PDC Berechnung
Die Gleichstromleistung kann nur errechnet werden, wenn die optionalen Stromwandler angeschlossen sind. Die Gleichstromleistung wird errechnet, indem der Istgleichstrom und die Istgleichspannung miteinander multipliziert werden:
P_ kW =
ConCurrActAVG_ A ⋅ UcActAVG_ V 1000
(Siehe Abbildung 5-3 und Abbildung 5-4 .) Bei der Berechnung der Leistung wird eine Filterzeit von 100 ms verwendet.
Berechnung des Zündwinkels
Ladevorgang
Die Berechnung des Zündwinkels basiert auf dem Verhältnis zwischen der Spannung Uc und der AC-Spannung; Uc/Unet (siehe Abbildung 57 ). Dieses Verhältnis wird mittels einer Umrechnungstabelle auf den Zündwinkel Alpha umgerechnet. Im Lademodus der DC-Verbindung bewegt sich Alpha entlang einer vorgewählten Rampe. Nachdem der Ladevorgang abgeschlossen ist, wird Alpha bei 0° verriegelt und die DSU funktioniert wie eine Diodenbrücke. Das Laden erfolgt durch Änderung des Spannungssollwertes URatioRef, siehe Abbildung 5-7 . Wenn 87% der Nennspannung Uc
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-3
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
erreicht sind (UcNenn = 1,35 x Einpeise-Nennspannung), wechselt die DSU vom Lade- zum Normalmodus. Falls der Spannungssollwert UcRef 89% erreicht wird, bevor der Spannungs-Istwert UcAct 87% beträgt, erzwingt die DSU den Übergang zum Normalmodus. Die Ladezeit wird mit dem 8-Wege-DIP-Schalter S1 auf der Steuerkarte eingestellt (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit.
ChargeTime
0
500 ms
1 1000 ms
S1 8
6
1
Abbildung 5-5 Auswahl der Ladezeit Die DSU wechselt bei jedem UNET UNTERSPANNUNGSALARM (60% der Nennspannung UNET) in den Lademodus oder, wenn der Stoppbefehl AUS eingestellt wird. Das RUNNING-Signal wird während des Lademodus nicht ausgegeben.
240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
UNet[%]
DC-curr[A] Uc[%] 0
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 T IME[Ms]
Abbildung 5-6 Laden der DC-Verbindung
5-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
M A X S E L
X
C S C _ R D Y _ R E F
N O _ S Y N C H R O N O U S
N O _ S Y N C _ P U L S E
M A IN _ S U P P L Y _ U V
S H O R T _ C IR C U IT
O V E R _ C U R R E N T
U N e tM e a s N o m 8 0 _ V
U N e tA c t_ V
U C A c tS c a l
U R a tio 1 0 0 0 0
B 1 5
B 1 4
B 1 3
B 3
B 2
B 1
B 0
> 1 B C
U R a tio F lo a t
U R a tio 1 0 0 0 0
U R e fR a tio S C T
S h o r tC ir c u itT e s t
U R a tio R e f1 C h a rg e T im e
(8 9 0 0 = = 8 9 % )
8 9 0 0
(8 7 0 0 = = 8 7 % )
8 7 0 0
I2
I1 > I2
I1
I2
I1 > I2
I1
U R a tio R e f2
A lp h a
> 1
U R a tio
S
R
A lp h a 2
A lp h a 6 5 5 3 5 = = 3 6 0 d e c .
0
M a x . A lp h a S te p 1 0 d e c .
= 0
A lp h a 1
= 0
&
R e le a s e
R u n n in g
R u n M o d e
A lp h a
F IR IN G P U L S E G E N E R A T O R
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Abbildung 5-7 Generierung des Zündwinkels
5-5
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Steuerungslogik und Status Bedienung vor Ort/ Fernsteuerung
Digitaleingänge
Die DSU wird über digitale Eingänge gesteuert. Die Anstiegsflanke des Signals aktiviert die Befehle. Die Fernsteuerung kann mit dem 8-Wege-DIP-Schalter S1 (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit) auf der Steuerkarte eingestellt werden. Die übergeordnete Steuerung kann den von den digitalen E/As ausgegebenen EIN-Befehl entweder freigeben oder sperren. Der RESET-Befehl kann über die DDCS-Verbindung an die übergeordnete Steuerung übermittelt werden. DI1
DI2
DI3
FAN&MAIN_CONT_ACK 0
Lüfter ist nicht EIN oder Hauptschütz ist geöffnet
1
Lüfter ist EIN und Hauptschütz ist geschlossen
ON/OFF 0
STOP-Befehl
1
RUN-Befehl mit der Anstiegsflanke
RESET 1
Digitale Ausgänge
Fehler-RESET mit der Anstiegsflanke
DO1
FAULT
0
Kein Fehler
1
Fehler
DO2
RUNNING
0
DSU ist gestoppt oder ist im Ladezustand
1
DSU arbeitet als Diodenbrücke
DO3
MAIN_CON_ON
0
Hauptschütz ist geöffnet
1
Hauptschütz ist geschlossen
DO4
ALARM (dieser Relaisausgang liegt auf der Netzteilkarte)
0
Kein Alarm
1
Alarm
RDY_ON
5-6
0
Fehler
1
Kein Fehler
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
RDY_RUN 0
EIN-Befehl, Hauptschütz ist geöffnet
1
EIN-Befehl, Hauptschütz ist geschlossen
RUNNING 0
STOP oder Laden
1
Normalmodus
ALARM 0
Kein Alarm
1
Alarm ist aktiv
FAULT 0
Kein Fehler
1
Fehler
ON/OFF MAIN CONT. CONTROL
FAN ACK.
DI2
DO3
DI1
CHARGING
RUNNING
DO2
Abbildung 5-8 Einschaltfolge der DSU
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-7
RUNNING DO2
FAULT DO1 ALARM DO4
TcRes
CscRdyRef
MAIN_CONT_ON DO3 9
DS10/O1
RunEN_WithoutFan
CscRun
&
&
Run
FAULT
FAULT
>1
>1
R
S
CscOn S
R
RunMode
Release U/Uc Ratio reference handling
ALARM Fault handling
FAULT
50 ms
RESET DI3
FAN&MAIN_CONT_ACK DI1
RemoteSel S1
ON / OFF DI2
3
7
t
RESET
ON 0 CONTROL_WORD
DS10/I1
1
APC2 or AC80
8
RUN
&
1
&
>1
Reset
RunEnable
1
200 ms
CscOn
OnEnable
&
On
1
OR
t 50 ms
1
t 50 ms
MainsOn
&
RDY_ON
RDY_RUN
REMOTE
7
3 ALARM
0 RDY_ON
RDY_RUN
RUNNING 1 2 FAULT
MAIN_STATUS_WORD
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Abbildung 5-9 Steuerungslogik und Status
Fehlerdiagnose
Die Fehlermeldungen können von der 7-Segment-Anzeige, die Fehlerund Alarmtexte über die DDCS-Verbindung ausgelesen werden. Falls kein Fehler ansteht, zeigt die 7-Segment-Anzeige den Dezimalpunkt an. Ein Fehler setzt DO3 auf 1. Hinweis: Die Karte verfügt über keine Fehlerprotokollierung. Schaltet das Netzteil die Karte ab, ist die Fehlerinformation verloren.
5-8
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Fehler- und Alarmtabelle Tabelle 5-1: Fehlermeldungen Fehlerbeschreibung
Anzeige-Code
Fehlerwort Bit-Nr.
Kurzschluss
F 12
0
Überstrom
F 02
1
Hilfsunterspannung
F 01
2
Übertemperatur Umrichter
F 04
3
Erdschluss
F 05
4
Umrichterlüfter nicht quittiert
F 50
5
Codierungsfehler
F 17
8
DDCS Kommunikationsstörung
F 20
10
Keine Synchronisierung
F 31
13
Anzeige-Code
Alarmwort Bit-Nr.
Umrichter Übertemperatur
A 105
4
DDCS-Kommunikation
A 120
5
Netzunterspannung
A 118
10
Netzunsymmetrie
A 117
11
Hilfsunterspannung
A 132
14
Uc Welligkeit
A 116
15
* Stromunsymmetrie
A 119
13
Tabelle 5-2: Alarmmeldungen Alarmbeschreibung
(* ab REV. C) Fehler- und Alarmlogik Netzunterspannung
Die Zündimpulse werden gesperrt, wenn die Speisespannung I2 I2
25 ms
MainsOn
&
AlarmWord1 NetUnderVoltage
BC / bit 3
Abbildung 5-10 Alarm bei Unterspannung Uac ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-9
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Überwachung der Hilfsspannung
Die übergeordnete Steuerung überwacht zwei Hilfsspannungssignale. MPFS ist das Signal, das den Status der Hilfsspannungen auf der NDSC-Steuerkarte anzeigt. Ist der Pegel dieses Signals niedrig, wird ein Fehler generiert und die DSU schaltet ab. MPFP ist das Überwachungssignal der Netzteilkarte SDCS-POW-1. Bei Ausfall der Spannungsversorgung der Karte wird das MPFP-Bit gesetzt. Ist die DSU in Betrieb, wenn MPFP 1 gesetzt wird, wird ein Fehler generiert und die DSU schaltet ab. Ist die DSU nicht in Betrieb, wenn MPFP 1 gesetzt wird, wird nur ein Alarm angezeigt.
t
t = 25 ms
MPFS 1
t
MPFP
1
FaultWord1
PFailFact S
& t = 25 ms
TcRes
&
R
Bc / Bit12
CscRdyRef &
PFailWact
AlarmWord1
Abbildung 5-11 Fehler, Alarm und Abschalten der Hilfsspannung Tabelle 5-3: Überwachung der Hilfsspannung
5-10
Versorgungsspannung
Unterspannungsgrenze
+5V
+4,55V
+15V
+12,4V
-15V
-12,0V
+24V
+19V
+48V
+38V
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Kurzschlussprüfung des DC-Zwischenkreises
Zu Beginn des Ladevorgangs wird eine Kurzschlussprüfung durchgeführt. Im Verlauf der Prüfung werden die Thyristoren 15 mal mit einem Winkel von 170° gezündet. Falls die Spannung Uc während der Kurzschlussprüfung nicht über die 2% Grenze ansteigt, wird ein Fehler generiert und die DSU schaltet ab. Hinweis: Kurzschlussprüfungen können nicht verhindern, dass Sicherungen durchbrennen.
ShortCircuitTest UratioFloat
I1
URatioSCTLim1
I1 < I2
I2
t
&
OR
ShortCircuitFact
t = 15 current pulses
Bc
FaultWord1
S R
=0
TcRes
&
Bc / Bit1
t
Charging_ON
t=3s
Abbildung 5-12 Kurzschlussprüfung der DC-Verbindung zu Beginn des Ladevorgangs Hauptschütz Rückmeldung
Der Status von Hauptschütz oder Leistungsschalter und Lüfterschütz wird überwacht. Nach Schließen des Hauptschützes muss innerhalb von 12 Sekunden eine Rückmeldung von Hauptschütz und Lüfter erfolgen. So lange das Signal FAN&MAIN_CONT_ACK = 0 ist, sind die Zündimpulse gesperrt. Beträgt das Signal nach 0 Sekunden immer noch 12 oder wird das Signal 0 während des Betriebs zurückgesetzt, werden die Zündimpulse gesperrt, ein Fehler wird generiert und die DSU schaltet ab.
MONO Enable firing pulses
t = 200 ms CscOn
Enable fan supervision
t
& NetVoltageON
&
S
FaultWord1
t = 12 s R FAN&MAIN_CONT_ACK DI1
t
TcRes
&
t = 50 ms Enable firing pulses
OR CscOn
&
RDY_RUN
Abbildung 5-13 Überwachung von Hauptschütz und Lüfter
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-11
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Temperaturüberwachung
Die Temperatur des Brückenkühlkörpers wird mit einem NTC-Sensor gemessen. Die Abschaltgrenze liegt bei 95°C, die Alarmauslösegrenze bei 85°C.
10 bit 0...1023
temp [C]
BridgeTemp A
BridgeTemp I1
D
I1 > I2
resist. Filter = 100 ms
BridgeTmpFact
FaultWord1 S
I2 R
Temp [C]
22 30 52 58 67 77 88 99 110
resist. [ohm] conv.res
1921 2055 2407 2505 2676 2865 3072 3307 3538
MAX_BRIDGE_TEMP
476 493 534 544 561 578 596 614 630
TcRes
&
BridgeTemp
I1
AlarmWord1
I1 > I2
X
I2
0.9
Abbildung 5-14 Temperaturüberwachung Erdschluss-Strom
Das Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers beträgt 400/1 A. Der Messkreis ist so abgestimmt, dass ein Strom von 4 A auf der Primärseite des Wandlers am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers eine Spannung von 0,5 V erzeugt. Falls die DSU an eine übergeordnete Steuerung (AC80) angeschlossen ist, können Abschaltgrenze (EarthFaultLvl) und Verzögerungszeit (EarthFaultDly) geändert werden.
Grenzwerte EarthFault Lvl = 4...30 EarthFault Dly = 10...10 000
(== 4...30 A) (== 10...10 000 ms)
EarthFault Lvl = 4 EarthFault Dly = 20
(==4 A) (== 20 ms)
Werkseinstellung
Hinweis: Diese Funktion spricht stark auf die kapazitiven Ströme an, die von ACS 600 MultiDrive Wechselrichtern erzeugt werden!
5-12
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Execution interval (50 Hz -> 3,3 ms / 60 Hz -> 2,8 ms) 10 bit A/D converter 0...5 V == 0...1023 EarthCurr
AVG 1/6 Cycle time
A D
I1 I1 > I2 I2
EarthFaultLvl [A]
Out Down I
X
512
Counter Up I1 0
I1 > I2
EarthFaultFact
S
FaultWord1
I2 R
1/6 Cycle time
20
TcRes
EarthFaultDly [ms]
&
1/6 Cycle time
Abbildung 5-15 Überwachung des Erdschluss-Stroms Synchronisierung
Die dreiphasigen Spannungen werden mit hochohmigen Widerständen gemessen. Die gemessenen Signale durchlaufen Filter mit 60° und 120° und die Synchronisierung wird mit dem NMI-Eingang des Prozessors verdrahtet. Das Verfahren ist in der Lage, die Phasenfolge des Netzes zu erkennen. Die Synchronisierungsunterbrechung wird gesperrt, wenn das Netz nicht angeschlossen ist. Die Software überwacht die Synchronisierungssignale sowie die Länge des Zyklus. 1. Fällt die Synchronisierung im AUS-Status aus, wird die Freigabe der Zündimpulse gesperrt (Bc / Bit14 = 1). 2. Fällt die Synchronisierung im Betriebszustand (RUNNING) aus, werden die Zündimpulse mit einer Verzögerung von 100 ms gesperrt. Hierdurch kann die DSU bei kurzzeitigen Netzausfällen (Bc / Bit13 und Bit = 1) durchlaufen. 3. Falls die Längen von vier aufeinanderfolgenden Zyklen um mehr als 8° abweichen, werden die Zündimpulse gesperrt. 4. Wenn eine der obengenannten Bedingungen erfüllt ist, das Hauptschütz geschlossen ist und an der Haupteinspeisung keine Unterspannung auftritt (Main_Supply_Undervoltage), wird der eigentliche Synchronisierungsfehler generiert (siehe Abbildung 5-16 ).
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-13
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Timeout watch dog If there are no NMI interrupts during 30 firing cycles, the output of the watchdog block (NoSynchSignal) is set to ON state.
NoSynchSignal
t 1
Bc / Bit13
Bc / Bit14 Net synchronization software cannot synchronize
MainContOn
&
SyncFaultFact
S
FaultWord1
MAIN_SUPLY_UV
NoSynchronous
R TcRes
&
Bc /Bit14
Abbildung 5-16 Überwachung der Synchronisierung Alarm bei Netzunsymmetrie
Der Mittelwert der Netzspannung wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündimpulsen gemessen. Ist die Differenz zwischen den beiden Messungen größer als 10% und wurde diese Differenz mehr als 5 mal während eines 200 ms langen Zyklus gemessen, wird ein Netzunsymmetrie-Alarm generiert.
Alarm bei Uc Welligkeit
Der Mittelwert der Spannung Uc wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündimpulsen gemessen. Ist die Differenz zwischen den beiden Messungen größer als 10% und wurde diese Differenz mehr als 5 mal während eines 200 ms langen Zyklus gemessen, wird ein Uc-Welligkeits-Alarm generiert. Der Uc-Welligkeits-Alarm wird unter den folgenden Bedingungen generiert: 1. DSU ist in Betrieb (RUNNING) 2. Uc-Welligkeit liegt über 10% 3. Kein Netzunsymmetrie-Alarm Ein möglicher Grund für Uc Welligkeits-Alarm kann eine durchgebrannte Zweigsicherung in einem Zweig der Einspeisebrücke sein.
Alarm bei Stromunsymmetrie (ab REV. C)
5-14
Zweck dieser Funktion ist es, bei 12-Puls-Konfigurationen durchgebrannte Zweigsicherungen der Einspeisebrücken anzuzeigen. Die Anzeige basiert auf der Unsymmetrie des gleichgerichteten Netzstroms („Stromlücken“). Wenn eine Zweigsicherung in einem Zweig der Brücke durchbrennt, entsteht im gleichgerichteten Phasenstrom ein 120° „Loch“ (siehe Abbildung 5-17 ). In der DSU wird der Gleichstrom als Mittelwert von 1/6 der Netzperiode (ConCurrAct_A) und der gesamten Netzperiode (ConCurrActAVG_A) gemessen.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Abbildung 5-17 Gleichstrom bei einer durchgebrannten Zweigsicherung. Zwei Stromimpulse fehlen. Alarmbedingungen für die Stromunsymmetrie: • DSU befindet sich im Normalmodus (RUNNING) • der durchschnittliche Iststrom (ConCurrActAVG_A) beträgt > 25% des Stromwandler-Nennstroms • einer der Stromimpulse (1/6) liegt 6 mal in einem 200 ms langen Zyklus unter 5% des Stromwandler-Nennwerts. DDCS Kommunikation
Die Überwachung der Kommunikation wird mit einem 8-Wege-DIPSchalter S1 auf der NDSC-Steuerkarte aktiviert (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit). Ein Kommunikationsfehler wird generiert, wenn die Diodeneinspeiseeinheit die erste quittierte DataSet-Meldung erhalten hat und wenn danach für die Dauer von 2 Sekunden keine weiteren DataSet-Meldungen empfangen werden. Kommunikationsalarm wird ausgelöst, wenn 1. nach Einschalten der Spannungsversorgung der Karte, die Initialisierung des DDCC+ASIC nicht erfolgreich war, 2. die Überwachung aktiviert ist und kein Datensatz empfangen wurde.
Timeout watch dog
RemoteSel & FirstInMessage
SupervisionActive If there are no Data Set DDCSLinkFault messages during 2s, the output of the watch dog block (DDCSLinkFault) is set to ON state. TcRes
&
S
FaultWord1
R
&
DDCSLinkWact
AlarmWord1
Abbildung 5-18 DDCC-Kommunikationsüberwachung
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-15
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Überstromfehler
Die Strommessung ist optional. Das Steuerungssystem benötigt den Stromwert nicht. Der Nennwert der Wandler wird mit dem 8-Wege-DIPSchalter S1 auf der NDSC-Steuerkarte eingestellt. Überstromfehler werden generiert, wenn der Stromwert den Nennwert des Wandlers um das Dreifache übersteigt. ConCurrAct_A
I1 I1 > I2
OverCurrLim
S
FaultWord1
I2
(=3 * CurrTrans_A)
R
TcRes
&
Bc / Bit0
Abbildung 5-19 Überstromfehler und Abschaltung Codierungsfehler
DDCS-Kommunikation
5-16
Die 8-Wege-DIP-Schalter S1 und S2 auf der NDSC-Steuerkarte konfigurieren die Steuereinheit auf die gesamte Einspeiseeinheit. Die 8Wege-DIP-Schalter dürfen nur im AUS-Status eingestellt werden. Die Codes werden während des Hochfahrens bei der Initialisierung eingelesen. Das Einlesen wird so lange wiederholt, bis fünf aufeinanderfolgende Ablesewerte ähnlich sind. Nach 50 Einlesevorgängen wird die Aufzeichnung unterbrochen und ein Codierungsfehler wird generiert. Das DDCS-Protokoll (Distributed Drives Communication Circuit) verwendet Datensätze. Das Programm der Diodeneinspeiseeinheit verwendet die nachfolgend beschriebenen Datensätze. Die Knotenadresse wird mit DIP-Schalter S2 auf der NDSC-Karte festgelegt (siehe Überprüfung im spannungsfreien Zustand in Kapitel 2 – Inbetriebnahme der DSU-Einspeiseeinheit).
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
MainControlWord
DS 10 / 11 I1 O1 I2
O2
I3
O3
DS 22 / 23
MainSatusWord UcActAVG_V ConCurrActAVG_V
O2
I3
O3
AuxStatusWord
I1
O1
I2
O2
UNetActAVG_V
I2
O2
I3
O3
NetCurrActAVG_A
I3
O3
I1
O1
DS 14 / 15 I1
DS 26 / 27
FaultWord1
O1
I1
O1
I2
O2
I2
O2
I3
O3
I3
O3
AlarmWord1
O1
I2
O2
I3
O3
DiStatusWord
UNetAct_V
O1
I2
O2
I3
O3
UActScaled ConCurrAct_A
Data1 RequestAddr. Data2 RequestAddr. Data3 RequestAddr.
O1
I2
O2
I3
O3
O1
I2
O2
I3
O3
NetFrequency NetStatusWord Bc
I1
O1
I2
O2
I3
O3
Data1 Data2 Data3
DS 32 / 33
DS 20 / 21 I1
I1
DS 30 / 31
DS 18 / 19 I1
SW Revision
DS 28 / 29
DS 16 / 17 I1
EarthFaultDelay
O1
I2
DS 24 / 25
DS 12 / 13
EarthFaultLvl
I1
P_Kw BridgeTemp EarthCurr
I1
O1
I2
O2
I3
O3
Abbildung 5-20 DDCS-Datensätze Signale an die DSU Tabelle 5-4:Signale von der übergeordneten Steuerung an die DSU Signalname
Ein- Datensatz Datenheit satz Nr. E/A-Nr.
MainControlWord
10
I1
Beschreibung
Steuerwort Bit 0 ON 1...2 nicht spezifiziert 3 RUN 4...6 nicht spezifiziert 7 RESET
EarthFaultLvl EarthFaultDly
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
A ms
20 20
I1 I2
8...15 nicht spezifiziert Erdschlussabschaltgrenze Erdschlussverzögerungszeit
5-17
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Signale von der DSU Tabelle 5-5: Signale von der DSU an die übergeordnete Steuerung Signalname
Datensatz Nr.
Datensatz E/A-Nr.
MainStatusWord
10
O1
Beschreibung
DSU Statuswort Bit 0 RDY_ON 1 RDY_RUN 2 RUNNING 3 FAULT 4...6 nicht spezifiziert 7 ALARM 8 nicht spezifiziert 9 REMOTE (0==remote) 10...15 nicht spezifiziert
AuxStatusWord
12
O1
Status von S1, S2 Bit 0...7 Schalter S1 8...15 Schalter S2
FaultWord1
14
O1
DSU-Fehlerwort Bit 0 SHORT-CIRCUIT 1 OVER_CURRENT 2 AUX_UNDER_VOLTAGE 3 BRIDGE_OVER_TEMP 4 EARTH_FAULT 5 NO_C_FAN_ACK 6...7 nicht spezifiziert 8 TYPE_CODING_FAULT 9 nicht spezifiziert 10 DDCS_LINK_COM_ERROR 11...12 nicht spezifiziert 13 NOT_IN_SYNCHRONISM 14...15 nicht spezifiziert
5-18
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
Signalname
AlarmWord1
Datensatz Nr.
Datensatz E/A-Nr.
16
O1
Beschreibung
DSU-Alarmwort Bit 0...3 nicht spezifiziert 4 BRIDGE_OVER_TEMP_ALARM
5...9 nicht spezifiziert 10 MAINS_UNDER_VOLT_ALARM
11 NET_ASYMMETRY_ALARM 13 CURRENT_ASYMMETRY_ALARM
14 AUX_UNDER_VOLTAGE 15 UC_RIPPLE_ALARM DI_StatusWord
16
O2
Status Digitaleingang Bit 0 DI1 1 DI2 2 DI3 3...15 nicht spezifiziert
Bc
28
O3
Internes Statuswort 0 Steuerimpuls freigegeben >0 Steuerimpuls gesperrt Bit 0 OVER CURRENT 1 SHORT CIRCUIT 2 nicht spezifiziert 3 MAIN SUPPLY UNDERVOLT 4...11 nicht spezifiziert 12 POWER FAIL 13 NO SYNC PULSE 14 NO SYNCHRONOUS 15 CONTROL RELEASE
NetStatusWord
28
O2
Status der Synchronisierung 1 = Richtung nicht erkannt 2 = Richtung erkannt, nicht synchron 4 = rechtsdrehend, sync. OK 8 = linksdrehend, sync. OK
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
5-19
Kapitel 5 – Softwarebeschreibung
5-20
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Anhang A – Schaltpläne
Übersicht
Auf den folgenden Seiten werden die Schaltpläne der Dioden-Einspeiseeinheit (DSU) dargestellt. Die Schaltpläne dienen zur Verdeutlichung der Funktion der DSU. Die Pläne entsprechen nicht unbedingt der tatsächlichen Verdrahtung bei Lieferung. Die Verdrahtung ist von der Nennleistung und den gewählten Geräten abhängig. Die jeweils gültigen Schaltpläne werden mit der Dioden-Einspeiseeinheit geliefert.
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
A-1
Anhang A – Schaltpläne
A-2
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Anhang A – Schaltpläne
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
A-3
Anhang A – Schaltpläne
A-4
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
Anhang A – Schaltpläne
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
A-5
Anhang A – Schaltpläne
A-6
ACA 631/633 Dioden-Einspeiseeinheiten
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