
- •Современные силовые преобразователи мощных электроприводов
- •Общие сведения о современных частотно-регулируемых электроприводах
- •Область применения частотно-регулируемых электроприводов в горной промышленности
- •Основные законы скалярного управления частотно-регулируемых электроприводов
- •Эффективность применения частотно-регулируемых электроприводов
- •Частотно-регулируемый электропривод с вентильным двигателем
- •Частотно-регулируемые электроприводы российских изготовителей
- •Преобразователи частоты концерна abb
- •Серии acs600 на напряжение 380, 400 или 415 в
- •Серии acs1000 на напряжение 3,3 кВ
- •Серии acs800 на напряжение 400 в
- •Преобразователи частоты фирмы «siemens»
- •Серии midimaster
- •Серии micromaster
- •Преобразователи частоты компании «schneider electric»
- •Частотно-регулируемый электропривод технологических установок магистрального транспорта углеводородного сырья
- •По схеме вентильного двигателя мощностью 25 мВт
- •Серии sami megastar
- •Преимущества устройств плавного пуска по сравнению с традиционными пусковыми устройствами
- •Принцип действия и система управления
- •Диаграмма изменения напряжения на зажимах статора двигателя. Основные способы управления
- •Критерии выбора устройства плавного пуска
- •Особые случаи применения
- •Функции защит устройства плавного пуска и двигателя
- •Функции контроля
- •Программные средства настройки
- •Современная элементная база силовой электроники
- •Выпрямители
- •Инверторы
- •Преобразователи частоты
- •Реверсивные тиристорные преобразователи
- •Системы управления полупроводнковыми преоразователями
- •Драйверы igbt - транзисторов
- •Защита полупроводниковых преобразователей
- •Защита перегрузок по току
- •Ограничение скорости нарастания анодного тока
- •Ограничение скорости изменения анодного напряжения
- •Теплоотвод
- •Защита цепи управляющего электрода.
- •Схемная защита
- •Реверсивные электроприводы постоянного тока по системе тиристорный преобразователь - двигатель
- •Реверс по цепи якоря
- •Реверс по цепи обмотки возбуждения
- •Способы повышения коэффициента мощности элетропривода с полупроводниковыми преобразователями
- •Поочередное управление последовательно соединенными преобразователями.
- •Восьмиразрядные микроконтроллеры компании freescale semiconductor в корпусах с малым числом выводов
- •Модельный ряд мк
- •Три процессорных ядра hc08
- •Подсистема реального времени
Серии micromaster
Параметры |
MICROMASTER 430 |
MICROMASTER 440 |
Напряжение сети, В |
3x380-480 ± 10% |
3x380-480 ± 10 % |
Частота тока сети, Гц |
47-63 |
47-63 |
Диапазон мощности, кВт |
7,5-250 |
0,37-200 |
Выходная частота, Гц |
0-650* |
0-650' |
Коэффициент мощности, не менее |
0,95 |
0,95 |
КПД, не менее |
0,96 |
0,96 |
Пусковой ток |
Не более расчетного входного тока |
Не более расчетного входного тока |
Законы управления |
Линейный U/f, квадратичный U/f, программируемый U/f, прямое управление потоком (FCC), режим энергосбережения |
Векторный с (без) датчика скорости, управление моментом, линейный U/f, квадратичный U/f, программируемый U/f, прямое управление потоком (FCC) |
Частота ШИМ, кГц |
2—16 (изменение с шагом 2 кГц) |
2—16 (изменение с шагом 2 кГц) |
Число параметрируемых дискретных входов (потенциально развязанных и переключаемых PNP/NPN) |
6 |
6 |
Число параметрируемых аналоговых входов (0-10 В, 0-20 мА) |
2 |
2 |
Число параметрируемых релейных выходов |
3 (постоянный ток 30 В/ 5 А, омическая нагрузка; переменный ток 250В/ 2А, индуктивная нагрузка) |
3 (постоянный ток 30 В/ 5 А, омическая нагрузка; переменный ток 250 В/ 2 А, индуктивная нагрузка) |
Число параметрируе-мых аналоговых выходов (4 - 20 мА) |
2 |
2 |
Интерфейс |
RS485 (опция RS232) |
RS485 (опция RS232) |
*Выходная частота зависит от закона управления и номинальной мощности преобразователя. |
При построении ПЧ в качестве элементной базы используются высоковольтные IGBT модули. Выпрямительный блок ПЧ выполняется по 12- или 24-пульсной схеме. Предусматривается исполнение ПЧ с двумя преобразователями, один из которых со стороны сети (активный буфер) используется для рекуперации энергии торможения в сеть, а другой — для регулирования скорости двигателя. С помощью активного буфера становится возможным реализация привода с механическими характеристиками в четырех квадрантах (двигательный и генераторный режим в обоих направлениях вращения привода).
Активный буфер вместе с
фильтром дает возможность получения
не только
=
1, но и частичной компенсации реактивной
мощности других потребителей. Кроме
того, обеспечивается режим работы
практически с отсутствием высших
гармоник.
Высокотехнологичный электропривод с ПЧ серии SIMOVERT MV и оснащенный активным буфером может эффективно эксплуатироваться в слабых электрических сетях с частыми провалами напряжения.
Функциональная схема электропривода с ПЧ серии SIMOVERT MV показана на рис. 4.
Управление магнитным потоком двигателя проводится с помощью надежной и эффективной системы с запоминанием модуля и частоты тока статора TRANSVECTOR, а применение цифровой системы управления ПЧ серии SIMADYN MV с использованием 32-битового сигнального процессора обеспечивает:
возможность применения универсального и гибкого стандартного программного обеспечения;
удобную систему управления и визуализации;
возможность проведения всесторонней диагностики как на месте эксплуатации, так и через модем.
Система диагностики позволяет контролировать силовой выключатель, напряжение сети, режим работы входного трансформатора, выход из строя вентилятора, режим работы двигателя и модулей IGBT, напряжение промежуточного звена постоянного тока, состояние изоляции и др.
Рис. 4. Функциональная схема электропривода с преобразователем частоты SIMOVERT MV:
QF — сетевой выключатель; Т — трансформатор; В — выпрямитель; ДН — датчик напряжения звена постоянного тока; И — инвертор; ДНД — датчик напряжения на зажимах двигателя; ДТ — датчик тока двигателя; М — асинхронный или синхронный двигатель
Панель управления, включающая в себя устройство отображения информации, кнопки и функциональные клавиши с двойными функциями, предлагает пользователю максимальные удобства по управлению электроприводом.
Электропривод имеет следующие характеристики: коэффициент мощности при использовании в ПЧ 12-пульсного выпрямителя > 0,96, а при использовании активного буфера — регулируемый; номинальный КПД 98,5 %; максимальная выходная частота 150 Гц; диапазон регулирования скоростей 1:1000.
Электромагнитная совместимость с сетью электроснабжения обеспечивается либо традиционными способами, такими как увеличение фазности сетевого выпрямителя, либо применением в качестве сетевого выпрямителя активного буфера, выполненного на полностью управляемых ключевых элементах с использованием ШИМ.
Технические характеристики ПЧ серии SIMOVERT MV приведены в табл. 6.
Таблица 6. Технические характеристики преобразователей частоты серии SIMOVERT MV
Номинальное напряжение двигателя, кВ |
Номинальный выходной ток преобразователя частоты, А |
Номинальная выходная мощность Преобразователя частоты, MBA |
2,3 |
200 250 300 350 400 450 500 550 600 |
0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2.4 |
3,3 |
180 230 260 315 370 400 460 510 550 |
1,0 1,3 1,5 1,8 2,1 2,3 2,6 2,9 3,1 |
4,16 |
180 240 280 320 370 400 460 510 550 |
1,3 1,7 2,0 2,3 2,6 2,9 3,3 3,7 4,0 |
Преобразователи частоты серии SINAMICS разработаны на базе последних достижений в области силовой и информационной электроники. Система управления ПЧ обеспечивает:
векторное управление и регулирование момента (с датчиком скорости или без него);
U/f -управление с различными характеристиками;
анализ прохождения сигналов; «подхват на ходу» вращающегося двигателя;
автоматический самозапуск двигателя после кратковременного исчезновения напряжения сети и др.
Все соединения силовой части электропривода с системой управления выполнены по оптоволоконной технологии. Устройства управления оснащены ЖК-дисплеями с функциями отображения графики и имеют следующие особенности:
вывод текстовых сообщений и графиков наблюдения за параметрами процессов;
вспомогательные функции, описывающие причины и способы устранения неисправностей и др.
Преобразователь частоты SINAMICS GM150 предназначен для применения в однодвигательных электроприводах с квадратичным или постоянным моментом нагрузки, в которых не требуется рекуперация энергии в сеть. Основная область применения таких ПЧ — это электроприводы насосов, вентиляторов и компрессоров.
ПЧ Sinamics SMI50 — более сложный преобразователь. Основная его особенность — это возможность рекуперации энергии в сеть благодаря наличию управляемого выпрямителя. Инвертор ПЧ выполнен на IGC тиристорах. Кроме того, ПЧ имеет общий промежуточный контур постоянного тока для подключения группы инверторов, каждый из которых работает на свой двигатель. Преобразователь частоты Sinamics SMI50 ориентирован на применение в электроприводах, к которым предъявляются высокие требования при работе в динамических режимах, на низких частотах и тормозных режимах с рекуперацией энергии в сеть.
Технические характеристики преобразователей частоты серии SINAMICS приведены в табл. 7.
Таблица 7. Технические характеристики преобразователей частоты серии SINAMICS
Параметры, характеристики |
SINAMICS GM150 |
SINAMICS SMI 50 |
|
Тип силового полупроводникового прибора инвертора |
IGBT |
IGCT |
IGCT |
12-пульсный выпрямитель |
Стандартно |
Стандартно |
Нет |
24-пульсный выпрямитель |
Стандартно для 6,0-7,2 кВ |
Стандартно для 6,0-7,2 кВ |
Нет |
Активный выпрямитель (рекуперация) |
Нет |
Нет |
Стандартно |
Диапазон напряжений на выходе инвертора, кВ |
2,3-7,2 |
3,3 |
3,3 |
Диапазон мощности, MB A |
0,6-10 |
10-28 |
5-28 |
Тип нагрузки и охлаждение |
|||
Асинхронный двигатель |
Стандартно |
Стандартно |
Стандартно |
Синхронный двигатель |
Нет |
Опция |
Стандартно |
Несколько инверторов на общей шине постоянного тока |
Нет |
Нет |
Стандартно |
Синус-фильтр |
Опция |
Нет |
Нет |
Воздушное охлаждение |
Стандартно |
Нет |
Нет |
Водяное охлаждение |
Стандартно |
Стандартно |
Стандартно |