6. Частотно-регулируемые электроприводы российских изготовителей

Корпорацией «Триол» (РФ) разработаны частотно-регу­лируемые электроприводы серии AT (асинхронный транзи­сторный). Преобразователи частоты с промежуточным зве­ном постоянного тока имеют IGBT- или GTO-инвертор на­пряжения с ШИМ и оснащены многофункциональной мик­ропроцессорной системой управления. В качестве элемент­ной базы используются полупроводниковые приборы фирмы «Semikron», возможно применение модулей фирм «Toshiba», «Fuji» и др. В качестве формирователей управляющих сигна­лов для транзисторов IGBT-модулей в различных исполнениях AT применены специальные интегральные драйверы разных фирм «Toshiba», «Mitsubishi», «Motorolla», IR, «Semikron».

Алгоритм ШИМ управления обеспечивает регулирование частоты с целью обеспечения синусоидальной формы кри­вой тока электродвигателя во всем диапазоне регулирования.

Блоки электроники выполнены по технологии, применяе­мой в авиационной промышленности, и рассчитаны на высо­кий уровень вибрационных и ударных нагрузок.

В зависимости от назначения электроприводы Триол AT реализуют различные способы частотного управления при­водных электродвигателей: скалярное, векторное в разомкну­тых или замкнутых системах автоматического управления.

В электроприводах серии AT могут использоваться прак­тически все виды и типы асинхронных электродвигателей (АД) общепромышленных и специальных серий:

• с короткозамкнутым и фазным ротором;

• с различной кратностью пускового и максимального мо­мента;

• широкого спектра мощностей (от единиц до сотен кило­ватт) и частот вращения, в том числе многоскоростные, вы­сокочастотные;

• низковольтные класса напряжения 0,4 кВ и высоковольт­ные класса напряжения 3; б; 10 кВ;

• различного конструктивного исполнения, степени защиты и назначения.

В зависимости от мощности электропривода выпрямитель силового канала ПЧ может быть:

1. Неуправляемый диодный — в электроприводах малой мощности;

2. Управляемый диодно-тиристорный — в электроприводах большой мощности;

3. Диодно-транзисторный — в электроприводах с рекупера­тивным торможением.

В электроприводах Триол AT реализована эффективная защита ПЧ и АД от:

• токов недопустимой перегрузки;

• токов короткого замыкания (к.з.) в том числе от замыка­ния на землю;

• недопустимых перенапряжений;

• недопустимых отклонений и исчезновения напряжения питающей сети;

• неполнофазного режима работы сети и АД;

• недопустимого отклонения технологических параметров, в том числе по сигналам блокировок;

• перегрева ПЧ и АД;

• стопорения и разрушения элементов механизма;

• сбоев и отказов отдельных узлов и систем.

Встроенная система диагностики и сигнализации иден­тифицирует и сохраняет информацию о срабатывании защит и отказах элементов электропривода.

Серия AT электроприводов включает несколько рядов ти­пов исполнений электроприводов различного назначения, ха­рактеризующихся разными техническими характеристиками, шкалой мощностей, режимами работы и функциональными возможностями.

В состав серии входят:

• низковольтные (0,4 кВ) электроприводы рядов АТ04, АТ05, АТОб;

• электроприводы повышенного напряжения (0,66 кВ) ряда АТ08;

• высоковольтные класса 6(10) кВ трансформаторные элек­троприводы рядов АТ03, АТ09;

• высоковольтные класса 6(10) кВ электроприводы прямого преобразования (бестрансформаторные) ряда АТ07.

Триол АТ04 — универсальный электропривод содер­жит 15 моделей мощностью от 5,5 до 315 кВт для управле­ния широким спектром рабочих машин и механизмов с различными режимами работы и высокими требованиями к статическим и динамическим характеристикам. Элементная база (IGB-транзисторы), схематические и конструктивные решения силовой части, микроконтроллер на основе цифро­вого сигнального процессора (DSP), интерфейс являются ба­зовыми для большей части электроприводов серии AT.

Триол АТ05 предназначен для управления рабочими ма­шинами и механизмами, работающими в режимах пуска, торможения, реверсирования с высокими значениями ускорения (замедления), а также с широким диапазоном изменения нагрузки. Обладает широкими функциональными воз­можностями, обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости и момента с высокой точностью и быстродействи­ем.

Триол АТ06 объектно-ориентированный электропривод насосов и вентиляторов, по сравнению с АТ04 имеет ограни­ченные функциональные возможности и характеризуется простотой в наладке и эксплуатации. Предназначен для авто­матического управления производительностью насосных аг­регатов и легко адаптируются в существующие системы ав­томатического управления и АСУ ТП. Имеет встроенный ПИД-регулятор.

Триол АТ08 — электропривод рабочих машин и механиз­мов с приводными АД на напряжение 0,66 кВ. Отличается от АТ04 элементной базой силового канала ПЧ (диоднотиристорные и транзисторные IGBT-модули с более высо­ким напряжением 1700, 1800 В). Режимы работы, алгоритмы управления и микроконтроллер те же, что и у АТ04.

Триол АТОЗ — высоковольтный 6(10) кВ трансформатор­ный электропривод на основе низковольтных (0,4 кВ) IGBT — транзисторных ПЧ с входным (сетевым) понижающим и вы­ходным повышающим силовыми трансформаторами. Такая структура электропривода с низкочастотным ПЧ и высоко­вольтным двигателем позволяет использовать стандартное оборудование. Наращивание мощности АТОЗ осуществляется параллельным соединением групп низковольтных ПЧ. Пред­назначен для регулирования скорости насосов и вентилято­ров, приводимых АД с напряжением 3, 6 и 10 кВ. В электро­приводе реализовано частотное управление АД, заключаю­щееся во взаимосвязанном регулировании частоты и напря­жения. Закон изменения напряжения и частоты программи­руется.

Функциональная схема электропривода Триол АТОЗ пока­зана на рис. 1.

Рис. 1. Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода Триол АТОЗ:

В — силовой тиристорно-диодный выпрямитель; ФС — силовой LC-фильтр звена постоянного напряжения; ДН — датчик напряже­ния; АИН — транзисторный (IGBT) автономный инвертор напряжения; ДТ — датчик тока; ИП — источник питания; МК — микропроцессорный контрол­лер; ФИ — формирователь управляющих сигналов транзисторов (драйвер); ПУ — пульт управления; УВВ — устройства ввода(вывода) (внешний интер­фейс); TV1, TV2 — входной (понижающий) и выходной (повышающий) сило­вые трансформаторы; L — реактор; Ф2В — выходной фильтр.

Триол АТ07 — мощный (от 2 до 5 МВт) высоковольтный (6 кВ) бестрансформаторный электропривод с высоковольт­ным ПЧ. В схеме ПЧ использованы комбинированные сило­вые ключи, состоящие из GTO-тиристоров и коммутирующих МОП-транзисторов. Охлаждение силовых элементов ПЧ мас­ляное или воздушное. Применяется для электропривода насо­сов, вентиляторов, компрессоров и других рабочих машин в целях энергосбережения за счет регулирования скорости взамен дросселирования.

Триол АТ09 — высоковольтный 6(10) кВ трансформатор­ный электропривод структуры АТОЗ с использованием ПЧ на напряжение 0,66 кВ. Предназначен для регулирования произ­водительности насосов, вентиляторов и других турбомашин. Выполнен на основе транзисторного (IGBT) ПЧ с входным (сетевым) понижающим и выходным повышающим транс­форматорами. Использование напряжения 660В обеспечило возможность увеличить мощность единичного модуля транзи­сторного преобразователя до 450 кВт. Благодаря этому преоб­разовательная часть АТ09 имеет лучшие по сравнению с АТОЗ массогабаритные показатели.

Триол СТ10 — высоковольтный синхронный электропри­вод с промежуточным низковольтным ПЧ и согласующими сетевым понижающим и выходным повышающим трансфор­маторами. ПЧ электропривода СТ10 выполнен на базе тран­зисторного (IGBT) инвертора и оснащен микропроцессорной системой управления. Напряжение ПЧ —380, 660 либо 1140В в зависимости от типа электропривода. Наращивание мощно­сти электропривода осуществляется параллельным соедине­нием ряда однотипных низковольтных модулей. Для управле­ния возбуждением синхронного двигателя СТ10 содержит низковольтный тиристорный выпрямитель с системой авто­матического регулирования тока возбуждения. Система управления СТ10 обеспечивает взаимосвязанное регулирова­ние частоты и напряжения на статоре и постоянного тока обмотки возбуждения синхронного двигателя.