AFE西门子培训资料全

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LF
L
CF
pre- L-C filter
charging
circuit clean power filter AFE inverter
230Vac
Control voltage transformers
for all auxiliary supplies， control circuits， cooling fans etc。
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 7
版本: V1.0
AFE的配置
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 8
版本: V1.0
由AFE整流/逆变器做前端的变频器示意图
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R -K2
Complete AFE inverter
AFE unit
control section 6
工作原理： 在3 相末端，一个主电源面向角度的高速矢量控制服从于直流母线电压控制且外加一 个几乎是正弦的电流在网络上，以便借助于接着连接的净化滤波器去使系统的扰动变 为最小。 矢量控制也可设定功率因数cos phi，因而可补偿无功功率，但运行电流的需求有优先 权。 VSB 模块(Voltage Sensing Board) 的功能同网络角度传感器类似，类似于编码器的 工作原理。 为安全起见，一台AFE 整流/回馈单元应通过一台主接触器接到电网上。
由于AFE整流/逆变器前端的电压与电流波形均已滤波成正弦波形，电压与电流正 弦波形间的相位差角可以按需要在一定范围内设定，因此功率因数可调。它甚至 可以对供电系统进行有源的功率因数补偿。
由于直流母线电压可在一定范围内设定，设定值即为稳压值，故AFE整流器抵抗电 源电压偏低的能力很强，特别适合于供电电压长期偏低的情况作用。
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 5
版本: V1.0
使用 AFE 做为AC/DC环节的变频器系统(630kW )
contactors fuses
isolating switch
L-C filter
课程代号:SFAE_D_B_01
AFE inductor AFE inverter
Page: 5- 6
AFE整流/逆变器
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 1
版本: V1.0
第五部分: 6SE70 AFE 整流器单元
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 2
版本: V1.0
AFE整流/逆变器的特点 (1)
AFE变流器是随着全控式开关器件（例如IGBT）的实用化而发展起来的斩控式可逆变 流器。系统的交－直环节与直－交环节的结构完全相同，均采用正弦脉宽调制模式 （SPWM）。其控制结构包括直流母线电压的电压调节器；提供变频器系统输入电流 瞬时值指令模式信号的功率因数调节器；与电流模式信号成正比的控制输入电流的 调节器；以及对变流器交流输入电压进行斩波控制的SPMW控制器。
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 3
版本: V1.0
AFE整流/逆变器的特点 (2)
AFE整流/逆变器为新一代交－直流环节。它采用自关断器件IGBT作为功Hale Waihona Puke Baidu器件， 并且采用正弦波的脉宽调制技术。从而避免了可控硅类功率元件的整流/回馈单元 ，由于电网侧故障而容易发生的逆变颠覆的弊端，使AC－DC环节的可靠性大幅度 提高。
AFE整流/逆变器前端部分的开关与滤波、储能元件安装要求较高，一般均采用西 门子公司供货的总成，其前端集成了正弦波的电压/电流滤波器。但需注意， AFE 前端模块的接地结构对IT电网与TT/TN电网而言是不同的，错用会引起问题。
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 4
版本: V1.0
AFE变流器能将直流母线电压保持在恒定的给定值上。它既可以作为整流器工作，也 可作用逆变器工作，为电源侧的4象限运行。由于采用了自关断器件IGBT，通过恰当 的SPWM模式，可对交流电流的大小和相位进行控制，并通过前端的各滤波、储能环 节使交流输入电流接近正弦波。并且功率因数以1为中点而正负可调。在电机侧的制 动能量通过逆变器返回而使直流母线电压升高时，可以使交流输入电流的相位与电 源电压相位相反，实现再生发电运行，并将再生功率回馈到交流电网去，这时斩控 整流器工作在有源逆变状态。
AFE整流/逆变器的特点 (3)
VSB模块是AFE整流/逆变器的重要部件，它实时检测AFE整流器前端的进线电压相位 信号，其工作原理类似于编码器测量电机轴的角位移，作为控制的基本依据之一。
AFE为四象限运行的整流/回馈单元，由于采用SPWM方式，与可控硅的整流/回馈单元 的工作原理完全不同。它在回馈运行时不必有自耦变压器配合。
motor inverter
版本: V1.0
AFE
直流母线电压工作范围： 最小：1.5 倍的所使用的电源电压有效值。 说明：AFE 变流器的直流母线电压至少大于所使用的交流电源电压的峰值整流 值，以确保通过IGBT 开关的续流二极管使功率系统不再受控制。 最大：对于400 V 主电源范围： 740 V DC 500 V 主电源范围： 920 V DC 690 V 主电源范围： 1100 V DC
motor inverter motor M ~
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 9
版本: V1.0
用AFE做前端直流母线的变频器系统示意图
课程代号:SFAE_D_B_01
Page: 5- 10
版本: V1.0
主动前端控制技术AFE(Active Front End)
•采用IGBT功率元件及进线电流控制技术 •再生能量可反馈给电网 •功率因数可依据设定值或动态值而得到控制, 功率因数可被参数设定在-0.8~1.0~+0.8的范围内, 可以是导前或是滞后。 确保整机功率因数大于0.98（当主驱动系统功率因数设定在“1”并与辅机系统同时工作时） •采用AFE主动前端整流技术的驱动系统，谐波可被忽略, 其大小不受电网质量或负载轻重影响， 总的谐波不超过1％。 •不受电网波动的影响，直流母线电压保持稳定。AFE可以将弱电网上的低电压相应提高, 在电网电压瞬时下降到额定电压的65%时而平稳过渡，确保电机输出特性不受影响。 AFE能进行准确选择以致能量回馈给弱电网时而产生电压上升也会毫无问题，弱电网问题已无足轻重。