По схеме вентильного двигателя мощно­стью 25 мВт

В цепи промежуточного звена постоянного тока ПЧ вклю­чены сглаживающие дроссели LI, L2 (L3, L4). Преобразовате­лем частоты управляет регулятор R, с помощью которого можно изменить частоту от 0 до 65 Гц. Статорная обмотка электродвигателя имеет две трехфазные обмотки, которые соединены в схему «две звезды» и сдвинуты одна по отноше­нию к другой на 30°. Применение такой схемы позволяет уменьшить пульсации мощности и снизить добавочные поте­ри. Кроме того, наличие сдвоенной трехфазной обмотки ста­тора позволяет в тех же габаритах увеличить номинальный момент и мощность двигателя примерно на 6 %.

Электропривод поддерживает заданную частоту вращения двигателя с точностью ±2%. Пуск электропривода — автома­тический до частоты 2600 об/мин с током, не превышающим номинальное значение.

Технические характеристики электродвигателя типа 4Б284-021

Номинальная мощность, МВт Номинальная частота вращения, об/мин Диапазон регулирования частоты вращения, об/мин Номинальная частота, Гц Номинальный момент, кНм Номинальное напряжение статорной обмотки, кВ Номинальный КПД, % Номинальный коэффициент мощности (опережающий) Номинальный ток статора, А Номинальное напряжение возбуждения, В Номинальный ток возбуждения, А Момент инерции турборотора, кгм2 Критические скорости турборотора, об/мин: первая критическая скорость вторая критическая скорость Масса двигателя, кг

25 3700 2600-3900 61,7 64,6 10 96,3 0,85 925 215 418 750 1900 5500 84000

ОАО «Электропривод», АООТ «ЭНИН» им. Г.М. Кржижа­новского совместно с ОАО «Электровыпрямитель» (г. Са­ранск) разработаны тиристорные ПЧ на напряжения 6; 10; 15,75 кВ серии ПЧ-ТТП. Преобразователи частоты предназначены для пуска и регулирования скорости электроприводов насосов, вентиляторов и ТК с синхронными электродвигате­лями, выполненными по схеме вентильный двигатель.

Технические характеристики преобразователей частоты серии ПЧ-ТТП приведены в табл. 10.

Таблица 10. Технические характеристики преобразователей частоты серии ПЧ-ТТП

Параметры	ПЧ-ТТП-100 6 кВ/10 кВ	ПЧ-ТТП-200 6 кВ/10 кВ	ПЧ-ТТП-500 6 кВ/10 кВ	ПЧ-ТТП-800 15,75 кВ	ПЧ-ТТП-2000 0,4-0,95 кВ
Номинальное входное и выходное напряжение тиристорной (силовой) части преобразователя, В	6000/10000 I*	6000/10000 I	6000/10000 I	15750 I	380-950 II**
Номинальный выходной ток, А	100	200	500	800	3000-1000
Перегрузка по току, А: в течение 5 мин 1,2 в течение 40 с 1,5	120 150	240 300	600 750	960 1200	3600-1200 4500-1500
Макс. выходной ток при работе в качестве пускового уст­ройства в повторно-кратковре­менном режиме, А	200	400	1000	1500	В зависимости от типа тиристора 4500-1500
Габариты блока силового, мм: Высота ширина глубина	Одностор-ее обслуж-ие 2200 2000 600	Одностор-ее обслуж-ие 2200 2400 600	Одностор-ее обслуж-ие 2400 3400 650	Двухстор-ее обслуж-ие 2200 6000 1200	Двухстор-ее обслуж-ие 2200-1800 1200-800 1200-800
Время пуска двигателя в зависи­мости от момента инерции и на­грузки	Не более 5 мин при естественном охлаждении
Количество пусков в час	Не ограничено
Режим работы для пусковых преобразователей	Отключен или в горячем состоянии
*I — высоковольтный вариант. **II — трансформаторный вариант.

Разработанные за последние годы полностью управляемые мощные силовые полупроводниковые приборы (GTO, IGBT, IGCT) в модульном исполнении внесли радикальные измене­ния в системы частотно-регулируемых электроприводов пе­ременного тока. Значительно увеличились предельные мощ­ности, функциональные возможности, диапазон регулирова­ния скорости и улучшились технико-экономические показа­тели частотно-регулируемых электроприводов. Использова­ние в качестве исполнительных двигателей переменного тока открыло возможность значительного увеличения мощности и перегрузочной способности электропривода, недостижимых при применении двигателей постоянного тока, имеющих ог­раничения по условиям коммутации. Отсутствие коллектора, кроме того, значительно расширяет области применения электропривода и обеспечивает экономию меди. Современ­ный уровень развития силовой полупроводниковой техники позволяет создавать частотно-регулируемые электроприводы мощностью до 80 МВт и более, а КПД современных ПЧ мо­жет достигать 98 %.

Применение микропроцессорных средств управления ра­дикально изменило системы управления, защиты и сигнали­зации. Появились широкие возможности приспосабливания электропривода к конкретным требованиям технологического процесса, сопряжения с управляющей ЭВМ, системой авто­матического управления верхнего уровня, диагностики и др.

Концерном ABB для привода ТК, оснащенных синхронны­ми двигателями, разработана серия частотно-регулируемых электроприводов MEGADRIVE-LCI.

Рассмотрим электропривод ТК мощностью 12,5 МВт. Диа­пазон регулирования скорости 1800 — 3000 об/мин. Функцио­нальная схема управления электроприводом MEGADRIVE-LCI показана на рис. 6.

Рис. 6. Функциональная схема управления электроприводом MEGADRIVE-LCI:

О — сетевой выключатель; Т — трансформатор; В — управляемый выпрями­тель; Д - дроссель; И — инвертор; М — синхронный двигатель; ТН1, ТН2 -трансформаторы напряжения; ДТ, ДТВ, ДН, ДС - датчики соответственно тока, тока возбуждения, напряжения, скорости; СУВ, СУИ — системы управ­ления соответственно выпрямителем, инвертором; PC, РТ, РН, РТВ, РМ — регуляторы соответственно скорости, тока, напряжения, тока возбуждения, мощности; ЗС, ЗН — задатчики соответственно скорости, напряжения; ФПС — функциональный преобразователь сигналов

В качестве элементной базы ПЧ используются GTO-тиристоры. Преобразователь частоты контейнерного испол­нения с явно выраженным звеном постоянного тока включа­ет в себя 12-пульсные управляемый выпрямитель и инвертор тока. Питание ПЧ осуществляется от 3-обмоточного транс­форматора 17 МВА напряжением 10000/2x3600 В. Система охлаждения ПЧ имеет промежуточный водяной контур (вода циркулирует по замкнутому контуру, проходя через двига­тель и теплообменник).

Р ис. 7. Функциональная схема систем защит и текущего контроля ком­понентов электропривода:

1 — трансформатора; 2 — максимально-токовая; 3 — от перенапряжения; 4 — преобразователя частоты; 5 — от замыкания на землю; б — электродви­гателя; 7 — системы возбуждения; 8 — механической части электродвигате­ля; 9 — теплового состояния электродвигателя

Общий номинальный КПД электропривода = 0,95, ко­эффициент мощности = 0,97.

Для привода ТК с асинхронными короткозамкнутыми дви­гателями мощностью1600 – 8000 кВт концерном ABB разработана преобразователи частоты серии SAMI MEGASTAR. Силовая часть ПЧ включает неуправляемый выпрямитель, выполненный в зависимости от требования к гармоническим составляющим в сети по 6-, 12- или 24-пульсной схеме и ШИМ-инвертор напряжения на GTO-тиристорах. Для согла­сования напряжения двигателя и сети используется транс­форматор. В цепь постоянного тока ПЧ включена батарея конденсаторов.

В электроприводе может быть реализовано скалярное и векторное управление. В последнем случае используется об­ратная связь по скорости с помощью тахогенератора.

Система управления электропривода состоит из контрол­лера прикладного программного обеспечения и контрол­лера привода, который подключается к контроллеру приклад­ного программного обеспечения оптико-волоконной линией связи.

Цифровое управление позволяет устанавливать с помощью панели управления следующие параметры: максимальное и минимальное значения частоты вращения двигателя, время разгона и торможения, предельный момент двигателя, часто­ту начала ослабления магнитного потока двигателя, парамет­ры векторного управления (например, коэффициенты ПИ-регуляторы) и др.

В процессе работы электропривода на индикаторе панели управления могут быть отображены следующие параметры: момент, частота вращения и ток двигателя, заданные значе­ния параметров векторного управления, состояния цифровых и аналоговых входов и выходов, ток и напряжение промежу­точного звена постоянного тока ПЧ, индикация неисправно­стей и др.

Тепловое состояние электродвигателя контролируется при помощи терморезисторов, установленных в обмотке статора, подшипниках и системе охлаждения. Охлаждение ПЧ — во­дяное с теплообменником вода-вода.

Технические характеристики преобразователей частоты серии SAMI MEGASTAR приведены в табл. 11.

Таблица 11. Технические характеристики преобразователей частоты