Мощные низковольтные системы частотного регулирования.
High-power low-voltage frequency control systems.
Мощные низковольтные преобразователи частоты, как правило, строятся по модульному принципу. Это обеспечивает гибкость архитектуры систем частотного регулирования и высокую ремонтопригодность оборудования преобразовательного звена. Подключение модулей может выполняться по схеме:
- с общей шиной переменного тока;
-
с общей шиной постоянного тока.
При стандартной комплектации низковольтных преобразователей частоты с воздушным охлаждением мощность единичного привода достигает 2,5 мВт. Переход на водяное охлаждение позволяет создавать приводы единичной мощностью более 3 МВт.
Просто спросить...?
Сборка низковольтного преобразователя частоты с водяным охлаждением мощностью 3,2 МВт (690 В).
В составе частотно-регулируемого привода с общей шиной постоянного тока применяются модули разного типа и назначения.
Выпрямитель без функции рекуперации (NFE).
Этот модуль работает как диодный мост, передавая энергию из питающей сети в звено постоянного тока преобразователя частоты. Модули NFE большой мощности могут содержать дополнительные цепи заряда конденсаторов звена постоянного тока и панель для контроля параметров работы выпрямителя. На входе модуля, со стороны питающей сети, обычно устанавливается трехфазный дроссель.
Активный выпрямитель (AFE, Active Front End)).
Представляет собой двунаправленный преобразователь мощности для передачи энергии из питающей сети в звено постоянного тока и обратно. На входе модуля, со стороны питающей сети, устанавливается LCL фильтр. Модуль AFE имеет дополнительные цепи заряда конденсаторов звена постоянного тока, контроллер и панель для настройки параметров.
Модуль инвертора (INU)
Инвертор предназначен для подачи питания на двигатель переменного тока и управления этим двигателем. Мощные инверторы, в свою очередь, могут состоять из двух силовых модулей, работающих параллельно под управлением одного контроллера. Сигналы на управление силовыми ключами второго модуля передаются по оптоволоконным связям.
|
|
| Структура инвертора с двумя силовыми модулями. | Преобразователь частоты мощностью 800 кВт с инвертором из двух силовых модулей. |
Модуль тормозного прерывателя (BCU).
Тормозной прерыватель – это однонаправленный преобразователь мощности для выдачи избыточной энергии от звена постоянного тока на резисторы, в которых энергия рассеивается в виде тепла. Обычно требуется использование внешних резисторов.
|
|
| Тормозной прерыватель. | Тормозные резисторы. |
На модулях BCU большой мощности устанавливается панель для контроля и настройки защиты звена постоянного тока.
Структура преобразователя частоты мощностью 1300 кВт, включающего два выпрямителя без функции рекуперации, двухмодульный инвертор и модуль тормозного прерывателя.
На фото ниже - преобразователь частоты мощностью 1300 кВт (690 В).
Модули выпрямителей и модуль тормозного прерывателя имеют индивидуальные панели для контроля и настройки параметров.
|
|
| Шкаф 01 – двухмодульный выпрямитель. | Шкафы 02 и 03 – инвертор с двумя силовыми модулями; шкаф 04 – модуль тормозного прерывателя. |
Преобразователь частоты с четным числом одинаковых выпрямителей может быть подключен к трансформатору с двумя вторичными обмотками по схеме 12- пульсного питания.
В мощных низковольтных системах частотного регулирования на базе ПЧ Vacon NXP применяется быстродействующая оптоволоконная связь System Bus. С ее помощью создаются:
- СЧР для параллельной работы преобразователей на отдельные электродвигатели, связанные общей механической передачей (Standard system);
- СЧР для параллельной работы преобразователей на общий электродвигатель (DriveSynch system).
DriveSynch system позволяет объединить и синхронизировать работу до четырех преобразователей частоты. Один преобразователь частоты является ведущим, на него подаются сигналы управления от внешних устройств. Остальные являются ведомыми и выдают выходное напряжение, синхронизированное с напряжением ведущего преобразователя. Система осуществляет также распределение нагрузки и выравнивание токов силовых модулей.
Для включения преобразователей частоты на параллельную работу с использованием DriveSynch system надо установить дополнительную плату связи и загрузить в контроллер прикладную программу APFIFF09 MARINE или APFIFF40 SIA II (System Interface application 2 версия).
Для снижения уравнительных токов на выходе каждого преобразователей частоты необходимо установить дроссели или фильтры du/dt.
Схема подключения двух ПЧ к одному двигателю с объединением оптоволоконной связью DriveSynch system.
СЧР на базе двух ПЧ по 1300 кВт (на заднем плане) с объединением оптоволоконной связью DriveSynch system для испытания частотно-регулируемого асинхронного электродвигателя мощностью 2000 кВт (на переднем плане).
Графики переходных процессов двух ПЧ по 1300 кВт, объединенных связью DriveSynch system. Фрагмент испытаний электродвигателя мощностью 2 МВт при пуске и разгоне на частоту 50 Гц с последующим изменением нагрузки на двигатель от 0 до 1,64 МВт.
При использовании DriveSynch system возможно организовать управление мощными многообмоточными электродвигателями со сдвигом фаз между трехфазными обмотками. Каждая трехфазная обмотка в этом случае питается от отдельного преобразователя частоты. Необходимый сдвиг фаз обеспечивается в настройках преобразователей частоты.
Предложения Инженерного центра «АРТ»:
- поставка мощных систем частотного регулирования на базе низковольтных преобразователей с воздушным и с водяным охлаждением (для электродвигателей мощностью до 2 – 3 МВт);
- разработка комплектных электроприводов с общей шиной переменного тока;
- разработка комплектных электроприводов с общей шиной постоянного тока;
- гарантийное и послегарантийное обслуживание в течение всего срока полезного использования оборудования.
