DCS800系列变流器原始电流数据的缺陷分析

朱安远，朱玲，王珂

（1.北京金自天正智能控制股份有限公司，北京100070；2.四川省川威集团有限公司成渝钒钛科技有限公司，四川内江642469）

1 引言

ABB 公司DCS800 系列低压全数字直流调速装置（以下简称为DCS800系列变流器）是其主导直流传动产品，它包括DCS800-S 系列模块型变流器（其防护等级是IP00，外形尺寸有D1～D7 7种）和DCS800-A系列柜体成套型变流器（其防护等级是IP20/21/31/41）两大类，其输入电压范围是三相AC 230（1±0.10）～1 200（1±0.10）V，频率是50（1±0.02）/60（1±0.02）Hz，输出电压范围是DC 240～1 380 V，单模块最大输出电流达5 200 A，柜体成套型最大可实现5 200 A 2并，实际应用最大可到5 200 A 4并。

作者在系统地研究分析DCS800系列变流器电流过载能力指标的过程中，发现其原始数据（主要是各种输出电流值）存在某些错误、缺陷或瑕疵，现特就此问题展开讨论。

2 DCS800系列变流器的原始数据勘误表

表1～表3是针对DCS800系列变流器额定容量和基本负载电流方面的勘误表。

表1 DCS800-S系列变流器额定容量勘误表注1Tab.1 Rated capacity errata of DCS800-S series converters

表2 DCS800-S/A系列变流器基本负载电流勘误表Tab.2 Basic load current errata of DCS800-S/A series converters

表3 DCS800-A系列变流器基本负载电流勘误表注1Tab.3 Basic load current errata of DCS800-A series converters

3 DCS800系列和6RA70/6RM70系列变流器所存在的第1类和第2类缺陷分析

首先需要介绍DCS800系列变流器对各种基本负载电流的定义，此定义与6RA70/80 系列变流器的定义是完全一致的，它们之间的唯一区别是前者未定义北美标准下的IDCUS，见表4。

表4 DCS800系列变流器基本负载电流的定义Tab.4 Definitions of basic load current of DCS800 series converters

基于变流器电流过载能力指标所存在的第1类缺陷和第2类缺陷的定义参见文献［5］：过载电流I1＜IdN的不合理情况称之为第1类缺陷，I1=IdN的临界情况也是一种缺陷（属瑕疵）；过载电流I1＞Imax的不合理情况称之为第2 类缺陷，I1=Imax的临界情况则不是缺陷或瑕疵。

文献［6］已阐明DCS800-S 系列变流器不存在第1 类缺陷，DCS800-S/A 系列变流器不存在第2类缺陷，DCS800-A系列变流器所存在第1类缺陷（即1.5IDCⅢ＜IdNC）的情况见表5。

表5 DCS800-A系列变流器所存在的第1类缺陷Tab.5 The 1st kinds of defects of DCS800-A series converters

经验证，基于6RA70/6RM70和6RA80/6RM80系列变流器的基本负载电流IDCⅡ、IDCⅢ和IDCⅣ，它们都不存在第1 类缺陷［7-8］。但是基于北美标准（NEMA/UL/IEEE）的IDCUS，6RA70/6RM70 系列变流器所存在第1类缺陷的情况见表6。

表6 6RA70/6RM70系列变流器所存在的第1类缺陷Tab.6 The 1st kinds of defects of 6RA70/6RM70 series converters

6RA80/6RM80 系列变流器做为6RA70/6RM70系列的升级版，它已修正了表6中所反映出来的几个错误的电流值IDCUS（见表7，此举可消除因IDCUS而存在的第1 类缺陷）以及作者在文献［7-8］中所论及的几个其他差错。这也从一个侧面说明作者所提出的基于变流器电流过载能力指标的缺陷理论（包括对第1～第3 类缺陷的定义）是正确的和具有实用价值的。

表7 6RA80/6RM80系列变流器的ⅠDCUS更新正确值Tab.7 Update IDCUSof 6RA80/6RM80 series converters

文献［7-8］已分别阐明6RA70/6RM70 和6RA80/6RM80系列变流器都不存在第2类缺陷。

4 DCS800系列变流器所存在的第3类缺陷分析

根据DCS800 系列变流器对各种基本负载电流的定义可知（见表4）：IDCⅠ（IdN）＞IDCⅡ＞IDCⅢ＞IDCⅣ，违背此关系式我们称之为第3 类缺陷，出现等号时的临界情况则属于瑕疵。DCS800-S/A 系列变流器基本负载电流所存在第3 类缺陷的情况见表8和表9。

表8 DCS800-S系列变流器所存在的第3类缺陷Tab.8 The 3rd kinds of defects of DCS800-S series converters

表9 DCS800-A系列变流器所存在的第3类缺陷Tab.9 The 3rd kinds of defects of DCS800-A series converters

经作者仔细验算，Siemens 6RA70/6RM70 和6RA80/6RM80系列变流器均不存在第3类缺陷；因全部IL＞IH，故ABB ACS800 和Siemens SINAMICS S120/G120/G130/G150/S150 系列变流器都不存在第3类缺陷。

5 DCS800系列变流器所存在的其他缺陷分析

文献［2］第67页，DCS800-S01/S02-3000-04/05 的基本负载电流IDCⅣ=2 280 A，DCS800-S01/S02-3300-04/05 的基本负载电流IDCⅣ=2 277 A，后者反而小于前者（尽管差距很小），这是不合常理的缺陷。在这个方面，DCS800-A 系列变流器的缺陷更多些，见表10。

表10 DCS800-A系列变流器所存在的基本负载电流缺陷Tab.10 Defects of basic load current of DCS800-A series converters

对于同电压等级和同容量的柜体成套型和模块型变流器来说，其额定损耗前者小于后者是一种缺陷。见文献［1］第7 页，DCS800-S01-3000-08的额定损耗PLoss=12.7 kW；见文献［3］第5页，DCS800-A01-3000-08-D 的额定损耗PLoss=12.5 kW，后者反而小于前者，此缺陷是DCS-800-A系列变流器中唯一的例外。

对于相同系列和相同电压等级的变流器，其容量越大，则其额定损耗就越大。DCS-800-A 系列变流器中违背此常理的缺陷情况见表11。

表11 DCS800-A系列变流器所存在的额定损耗缺陷注1Tab.11 Defects of rated power loss of DCS800-A series converters

经作者仔细验算，在所有6RA70/6RM70 和6RA80/6RM80系列变流器中，均不存在本节中所论述的各种缺陷。

6 结论

作者在文献［5］中提出基于变流器电流过载能力指标的缺陷理论，定义了第1 类缺陷和第2类缺陷。本文发展了缺陷理论，在对DCS800 系列变流器原始电流数据的各类缺陷进行分析的基础上定义了第3 类缺陷（现只发现DCS800 系列变流器存在该类缺陷）。缺陷理论可用于判断变流器的各种电流过载能力指标是否自洽，各变流器供货商在提供变流器的各种参数（主要指各种电流参数）时应特别注意其系统性、完备性、匹配性（需要考虑到各种约束条件的限制）和协调性，否则就很容易顾此失彼而产生各类不合理的缺陷。Siemens 公司新近推出的6RA80/6RM80系列变流器已成为这方面的典范，未发现该系列变流器存在任何形式的原始数据缺陷（包括第1～第3 类缺陷）。与Siemens 公司相比，ABB 公司所提供的各种原始数据的差错率和缺陷明显偏高，在这方面仍存在着一定的差距。作者希望文中所阐述的各种问题能引起ABB 公司有关部门的重视，在下次技术样本（手册）更新时予以订正，以避免以讹传讹。

［1］ABB.ABB DC Drives DCS800，20 to 5 200 A［Z］.Catalog 3ADW000192R0601，2012.

［2］ABB.DCS800 直流传动（20 至5 200 A）硬件手册［Z］.3ABD00018962，2009.

［3］ABB.ABB DC Drives DCS800-A，18 A to 9 800/19 600 A，Enclosed Converters［Z］.Flyer 3ADW000213R0301，2009.

［4］朱安远.SINAMICS 传动家族变流器电流过载能力指标剖析［J］.电气传动，2012，42（7）：34-40.

［5］朱安远.ACS800系列和SINAMICS传动家族变流器电流过载能力指标的比较研究［J］.电气传动，2012，42（11）：42-50.

［6］朱安远.DCS800系列变流器电流过载能力指标剖析［J］.电气传动，2014，44（6）：14-21.

［7］朱安远.6RA70 系列直流调速装置电流过载能力指标剖析［J］.冶金自动化，2013，37（S1）：507-515.

［8］朱安远.6RA80 系列变流器电流过载能力指标剖析［J］.控制工程，2013，20（S0）：209-217.