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转换器换相保护器 SIMOREG CCP 用于在逆变器运行模式下当发生逆变器换相故障时保护线换相的 SINAMICS DC MASTER 转换器。

对于线换相逆变器，需要设置合适的线路侧反向电压，以便对各独立的功率半导体之间的电流进行换相。开关操作失控、线路供电下降（弱线路供电、雷暴等）都会导致换相无法完成（换相故障）。这样一来在重新生成的反馈方向上，会有高电流流过供电线路或在变频器中出现横流。这会导致保险烧毁，或者在某些情况下可能会摧毁半导体。

SINAMICS DC MASTER 的软件会识别出是否将要出现逆变器换相故障，然后向 SIMOREG CCP 发出关闭变频器中的功率半导体的命令。然后 SIMOREG CCP 会关闭功率半导体，确保在电机中存在降低电流的条件，并吸收存储在点集中的磁能，将其转换成电能。

SIMOREG CCP 可以在发生逆变器换相故障时将电流限制在一个安全值，从而保护晶闸管和相关的超快速保险。这就避免了需要在逆变器发生换相故障后更换保险的麻烦和时间消耗。

尽管不能防止逆变器换相故障，但是却可以减轻它的影响。

• 在发生故障时，可以通过在电流达到可能的最大值之前及时的关断电流来保护开关装置和驱动机械不受到不允许的高转矩浪涌的破坏。

• 对于系统额定电流非常高情况，目前为止还是使用高速直流断路器来防止保险烧断。通过使用 CCP，即使对于更低的线路电流，现在保护也可以经济有效了，因此即使是在高电流等级的情况下，与高速直流断路器相比，SIMOREG CCP 也具有以下优点：

• 保护也可以针对环流

• 降低了系统成本

• 降低了空间要求

• 无需附加空心扼流圈去在发生故障时降低电流上升速率

• 由于不需要维护，因此降低了运行成本

• 高可用性等级

SIMOREG CCP 由于具有紧凑而节省空间的外形设计而*于其它产品。

线路供电电压、线路电流以及电枢电压都可以在 SINAMICS DC MASTER 持续感测。

可以从这些数值量探测可能出现的通讯故障（逆变器换相故障 - 逆变器直通），从而可以启动以下措施：

1. 在 SINAMICS DC MASTER 内立即禁止触发脉冲。

2. 转换器向 SIMOREG CCP 发出“关断命令"（通过串口）。

3. SIMOREG CCP 会通过连接与所有晶闸管反并联的预充电遏止电容器来关闭晶闸管。这样一来，电流会从变频器换相输送给 SIMOREG CCP。遏止电容器开始通过收到的电流放电，而后会利用反极性充电。当遏止电容器的电压达到电机 EMF 的值时，电枢电流开始下降。但是，电枢电压会持续升高。当它达到极限值时，电阻器会切入，它会在电流下降的剩余阶段吸收从电机反馈回来的能量。

4. SINAMICS DC MASTER 会发出故障信息。

5. SIMOREG CCP 会利用反极性对遏止电容器重新充电，这样就可以进行新的遏止运行了。

每次接入线路供电电压时（例如通过线路接触器）SIMOREG CCP 需要等待大约 3 秒钟时间，必须等待遏止电容器充电才能使用。

遏止运行之后，SIMOREG CCP 也会等待需要一个特定的时间才能再次使用。时间长度取决于遏制过程期间以及之后瞬间的运行情况一方面，SIMOREG CCP 上的遏止电容器必须利用反极性充电到所需的值（大约 10s）。另一方面，在电枢电流降低时把电能变为热的斩波器电阻需要一定的冷却时间，该时间可以使用软件中的算法计算。根据需要消耗的电能量，这需要大约 20 分钟。

SINAMICS DC MASTER 具有针对试运行、运行、监视和SIMOREG CCP 诊断的设置和监视参数。SIMOREG CCP 的状态通过连接器发送，而它的触发和故障状态信息使用故障和报警信息发出。

SINAMICS DC MASTER 与 SIMOREG CCP 之间的数据交换通过串口实现。

SINAMICS DC MASTER – SIMOREG CCP

下表列出了使用用于特殊的 SINAMICS DC MASTER 的 SIMOREG CCP 装置。

此信息基于组件的额定数据（考虑到了特殊限制值），另一方面，西门子直流电机的典型额定数据见目录 DA 12 • 2008。

注：
对于具有更低额定值的工厂和系统配置（如直流额定值、美国额定值、电压降额），在特定情况下，可以找出表中没有列出的恰当装置组合。

如果需要详细的工程数据，或者正在选择合适的 CCP，我们的技术支持人员可以通过您当地的西门子办事处为您提供帮助。请以下的工厂和系统数据：

• 线路供电电压和电源部分

• 电源部分所需的欠压范围

• 额定电机电枢电压

• 额定电机电流

• 必要时需要详所需的过流数据（幅度、周期时间）

• 负载的自感（电机、电缆，以及是否需要平波电抗器）

• 概述

• 确定动态过载能力

  功能概述

  允许在运行时超过装置额定铭牌上的额定直流（最大允许连续直流电流）。但是超过的程度和持续时间要受到特定的限制，这在下面进行详细说明。

  过载电流的绝对上限是 1.8 倍的额定直流电流。最高过载持续时间取决于过载电流的时间特性，以及该装置的过载历史，还取决于具体的设备情况。

  每次过载都必定跟随有欠载（过载相的负载电流小于额定直流电流）。一旦达到最高允许过载持续时间，负载电流必须返回到至少绝对值 ≤ 额定直流电流。

  通过对电源部分进行热监视可以确定动态过载持续时间（I²t 监视）。I²t 监视使用实际负载电流的时间特性计算环境温度以上晶闸管损耗层温度上升的替代值的时间特性。在这种情况下，要把具体的设备特性（例如热阻和时间常数）加入到计算中。当转换器打开时，计算过程从初始值开始，该初始值在关断/线路供电故障之前确定。在设置参数时必须把环境条件（环境温度和安装高度）考虑进来。

  计算获得的替代消耗层温度上升超过允许值时，I²t监视会发出响应。作为响应，有两种选择可以被参数化：

  可以禁用 I²t 监视功能。在这种情况下，电枢电流最高限制为额定直流电流。

  动态过载能力的组态

  组态单包含以下信息：

  备注：如果计算获得的替代损耗层温度上升不超过最高允许值的 5%，则认为电源部分处于“低温"状态。该状态可以使用二进制可分配输出查询。

  带过载间歇运行时具有极限特性的磁场结构

  具有极限特性的磁场是指具有总持续时间 300s 的间歇过载运行的负载循环。这种负载循环包括两个时间部分——基本负载持续时间（电枢电流实际值 ≤ 额定直流电流）和过载持续时间（电枢电流实际值 ≥ 额定直流电流）。

  每个极限特性会把一个特定装置的最大基本负载电流表示成针对最小负载持续时间（极限基本负载电流）的过载系数（极限基本负载电流，按额定直流电流的 a% 计算）。对于负载循环的剩余持续时间，最大允许过载电流通过过载系数确定。如果对于所需的过载系数没有极限特性，则要遵守针对下一个最高过载系数的极限特性。

  极限特性的励磁对于 300s 负载循环有效。使用基本计算算法，负载循环可以长于或短于 300s 的负载循环持续时间组态。现在使用两个基本任务显示。

• 最长负载持续时间t_an从低温电源部分和恒定负载时算起，

• 最长零电流间隔t_ab（最长冷却时间）直到电源部分达到“低温"热状态，以及

• 极限特性的磁场，用于确定热稳定、过载间歇运行期间的过载能力（周期性工作循环）

• 电枢电流设置值下降到额定直流电流报警，或

• 设备关机故障