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1、2021/6/13,1,北京天华博实电气技术有限公司,6RA70直流调速器使用技术,主讲人：张红,2021/6/13,2,一 直流电机工作原理,在介绍6RA70直流调速器之前，先了解一下直流电机的工作原理。 直流电机工作原理演示:特点：每个磁极下的线圈元件边中电流方向固定不变。,2021/6/13,3,一 直流电机工作原理,2021/6/13,4,三相全控桥式整流电路,可以采用与分析三相半波可控整流电路时类似的方法，假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角=0o时的情况。此时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极
2、所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。,2021/6/13,5,三相全控桥式整流电路,1.带电阻负载时的工作情况电路工作波形如图2所示。=0o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。在分析ud的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 ud1为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压ud2
3、为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud = ud1ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。直接从线电压波形看由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大（正得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最多）的相电压，输出整流电压 ud为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。为了说明各晶闸管的工作的情况，将波形中的一个周期等分为6段，每段为60o，如图2所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见，6个晶闸管的导通顺序为VT1VT2VT3VT4VT5VT6。,
4、2021/6/13,6,从触发角=0o时的情况可以总结出三相桥式全控整流电路的一些特点如下： 1） 每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中1个晶闸管是共阴极组的，1 个是共阳极组的，且不能为1相的晶闸管。2） 对触发脉冲要求：6个晶闸管的脉冲按VT1VT2VT3VT4VT5VT6的顺序，相位依次差60o；共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120o，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120o；同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180o。3） 整流输出电压ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路
5、。4）在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60o（一般取80o 100o），称为宽脉冲触发。另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20o 30o，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉冲变压器饱和，需将铁心体积做得较大，绕组匝数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对于晶闸管串联使用不利。虽可用去磁绕组改善这种情况，但又使触发电
6、路复杂化。因此，常用的是双脉冲触发。5）0o时晶闸管承受的电压波形如图2所示。图中仅给出VT1的电压波形。将此波形与三相半波中的VT1电压波形比较可见，两者是相同的，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也与三相半波时一样。图2中还给出了晶闸管VT1流过电流iVT的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120o处于通态，240o处于断态，由于负载为电阻，故晶闸管处于通态时的电流波形与相应时段的ud波形相同。,2021/6/13,7,三相全控桥式整流电路,当触发角改变时，电路的工作情况将发生变化。图3给出了=30o时的波形。从t1角开始把一个周期等分为6段，每段为60o与0o时的情况相比，一周期中u
7、d波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表1的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了30o,组成ud的每一段线电压因此推迟30o，ud平均值降低。晶闸管电压波形也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器二次侧a相电流ia的波形，该波形的特点是，在VT1处于通态的120o期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120o期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。,2021/6/13,8,三相全控桥式整流电路,图4 给出了=60o时的波形，电路工作情况仍可对照表1分析。ud波形中每段线电压的波形继续向后移，ud平均值继续降低。60o时
8、ud出现了为零的点。 由以上分析可见，当60o时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形的形状是一样的，也连续。,2021/6/13,9,三相全控桥式整流电路,当60o时，如90o时电阻负载情况下的工作波形如图5所示，此时ud波形每60o中有30o为零，这是因为电阻负载时id波形与ud波形一致，一旦ud降至零，id也降至零，流过晶闸管的电流即降至零，晶闸管关断，输出整流电压ud为零，因此ud波形不能出现负值。图5中还给出了晶闸管电流和变压器二次电流的波形。 如果继续增大至120o，整流输出电压ud波形将全为零，其平均值也为零，可见带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120o
9、,2021/6/13,10,三相全控桥式整流电路,2021/6/13,11,三相全控桥式整流电路,2.阻感负载时的工作情况三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，对于带反电动势阻感负载的情况，只需在阻感负载的基础上掌握其特点，即可把握其工作情况。 当60o时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同，电阻负载时id波形与ud的波形形状一样。而阻感负载时，由于电感的
10、作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图6和图7分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载=0o和=30o的波形。 图6中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流iVT1的波形，可与图2带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见，在晶闸管VT1导通段，iVT1波形由负载电流id波形决定，和ud波形不同。 图7中除给出ud波形和id波形外，还给出了变压器二次侧a相电流ia的波形，可与图3带电阻负载时的情况进行比较。 当60o时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形
11、会出现负的部分。图8给出了=90o时的波形。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等，ud平均值近似为零。这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围为90o。,2021/6/13,12,2021/6/13,13,二 产品概述,6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器为全数字紧凑型整流器，输入为三相电源，可以向直流调速电动机的电枢和励磁供电，额定电枢电流从15A 至2200A。紧凑型整流器可以并联使用，提供高至12000A 的电流，励磁电路的电流取决于电枢额定电流)。 6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器结构紧凑和空间占有小为特色，由于各个的
12、部件容易接近，其紧凑式设计使他们特别容易保养与维护，电子板箱包含基本电子板和任何附加板。 所有SIMOREG DC MASTER 装置均在整流器门上配备一个简易操作面板PMU，面板由一个5 位7 段数码管显示，三个LED作为状态显示和三个参数设置键组成。PMU 还具有根据RS232或RS485 标准同USS 接口的连接器X300。 操作面板PMU可以提供整流器启动所需进行的调整和设定及测量值显示参数。 单象限工作的整流器，电枢由三相全控桥B6C 供电，四象限工作整流器通过两个三相全控B6)A、(B6)C 逻辑无环流反并联连接电路供电。 励磁供电采用2 脉冲单相半控桥方案B2Hz。 电枢和励磁的
13、供电频率可以不相同(在4565Hz 范围之内)。电枢回路的供电没有相序要求。,2021/6/13,14,三 3.1 6RA70系列调速器推荐的原理连接框图,2021/6/13,15,三 3.2 6RA70系列调速器单象限功率单元连接图,2021/6/13,16,三 3.3 6RA70系列调速器四象限功率单元连接图,2021/6/13,17,三 3.4 6RA70系列调速器励磁功率单元连接图,2021/6/13,18,三 3.5 6RA70系列调速器CUD1板端子,2021/6/13,19,三 3.6 6RA70系列调速器CUD2板端子分配图,2021/6/13,20,三 3.7 6RA70系列
14、调速器主电源、励磁端子定义,2021/6/13,21,三 3.7 6RA70系列调速器控制电源端子定义,2021/6/13,22,三 3.8 6RA70系列调速器散热风机端子定义,2021/6/13,23,三 3.9 6RA70系列调速器模拟量输入端子定义,2021/6/13,24,三 3.10 6RA70系列调速器测速机反馈端子定义,2021/6/13,25,三 3.11 6RA70系列调速器脉冲编码器反馈端子定义,2021/6/13,26,三 3.12 6RA70系列调速器温度传感器、模拟量输出端子定义,2021/6/13,27,三 3.13 6RA70系列调速器开关量输入端子定义,202
15、1/6/13,28,三 3.14 6RA70系列调速器安全停车端子定义,2021/6/13,29,三 3.15 6RA70系列调速器开关量输出端子定义,2021/6/13,30,三 3.16 6RA70系列调速器串行接口1端子定义,2021/6/13,31,四 启动,2021/6/13,32,四 启动,2021/6/13,33,四 启动,2021/6/13,34,四 启动,2021/6/13,35,四 启动,P051参数用来设定访问权限,2021/6/13,36,四 启动,复位到工厂缺省值及偏差调整,2021/6/13,37,四 启动,启动步骤,2021/6/13,38,四 启动,2021/6
16、/13,39,四 启动,2021/6/13,40,四 启动,2021/6/13,41,四 启动,2021/6/13,42,四 启动,2021/6/13,43,四 启动,2021/6/13,44,四 启动,2021/6/13,45,四 启动,2021/6/13,46,四 启动,2021/6/13,47,四 启动,2021/6/13,48,四 启动,2021/6/13,49,四 启动,2021/6/13,50,四 启动,2021/6/13,51,四 启动,2021/6/13,52,四 启动,2021/6/13,53,四 启动,2021/6/13,54,四 启动,2021/6/13,55,四 启动,
17、2021/6/13,56,五 故障和报警,2021/6/13,57,五 故障和报警,2021/6/13,58,五 故障和报警,2021/6/13,59,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,60,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,61,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,62,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,63,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,64,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,65,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,66,六 利用功能图和参数表设置调
18、速器,2021/6/13,67,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,68,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,69,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,70,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,71,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,72,六 利用功能图和参数表设置调速器,2021/6/13,73,七 DriveMonitor的应用,利用DriveMonitor软件可以对调速器进行参数修改，并对调速器进行监控，也可以上传和下载调速器的参数，。,2021/6/13,74,图纸实例,2021/6/13,75
19、,2021/6/13,76,2021/6/13,77,2021/6/13,78,2021/6/13,79,2021/6/13,80,2021/6/13,81,1加电检查 送6RA70装置的工作电源，以下端子的电压是否符合： X34-35 对应DC24V； X2-1 对应DC10V； X3-1 对应DC-10V； X26-27 对应DC15V； X44-45 对应DC24V。 接口检查 开关量输出的检查：各端子输出电压应为DC24V P771=1对应X46-47； P772=1对应X48-47 P773=1 对应X50-51； P774=1 对应X52-53； 开关量输入的检查： 通过硬件连线，
20、对应开关量输入点送DC24V电源，并观察装置参数r010(开关量输入状态的显示)，来确认各个点是否正常。 模拟量输入的检查： 通过装置参数 r001: 端子4 和5 的显示(主给定), r002: 模拟量输入。端子103 和104 (主实际值), r003: 模拟量输入。端子6 和7 (选择输入1), r004: 模拟量输入。端子8 和9 (选择输入2), r005: 模拟量输入。端子10 和11 (选择输入3) 。 模拟量输出的检查：各端子输出电压应为DC10V P750=1 对应X14-15； P755=1 对应X16-17。 其他检查 显示r015:进线电压显示(电枢) 显示是否为0,
21、r016:进线电压显示(励磁) 显示是否为0, r038:实际电枢电压值显示是否为0； 设置 P100=10电动机电枢额定电流(根据电动机铭牌)， P102=2 电动机额定励磁电流(根据电动机铭牌) 观察参数r019电枢电流实际值显示, r035励磁电流调节器实际值显示是否为0； 如果以上参数显示不为0，而是一个小于5%的数值，那么对装置进行初始化操作(P051=21）。,2021/6/13,82,2电枢试验 送6RA70及脉冲放大板(盒)电源，用U840模拟测试各路脉冲，用示波器测量各路脉冲输出，脉冲应为间隔20ms，幅值 为3V左右的双窄脉冲列。 设置装置参数： P051=40 P078.
22、01= P082=0 P083=3 P100=10 P101= P076.01=10 P150=165 P600=401 P601=402 P171=100 P12=0 P401=11.11 P402=5 正桥试验：拔掉反组脉冲放大板电源以及脉冲输入，强制开车（6RA70装置端子X37、X38加入DC24V）。 逐渐减小P150的值(降到120以下时开桥)，并观察r018(电枢触发角显示)及电压表的数值，观察示波器电压波形是否正常 观察r025（速度调节器实际值显示）和r038（实际电枢电压值显示），确认电压反馈是否正确。 用示波器观察6RA70的X12-13端子波形，确认电流反馈是否正确。,
23、2021/6/13,83,可逆系统反组试验。设P402=-5，P171=0，P172=-100，恢复反组脉冲放大板电 源以及脉冲输入，拔掉正组脉冲放大板电源以及脉冲输入，重复以上步骤。 可逆系统正反组试验。设P171=100，P172=-100，恢复正组脉冲放大板电源以及脉冲输入，通过P402实现正反组切换，观察输出波形。,2021/6/13,84,2021/6/13,85,2021/6/13,86,2021/6/13,87,2021/6/13,88,2021/6/13,89,2021/6/13,90,2021/6/13,91,2021/6/13,92,2021/6/13,93,2021/6/13,94,2021/6/13,95,2021/6/13,96,2021/6/13,97,北京天华博实电气技术有限公司,谢 谢！,