Преобразователи частоты высоковольтные многоуровневые

Общая характеристика

Высоковольтный преобразователь предназначен для пуска и регулирования оборотов высоковольтного двигателя.
Высоковольтный преобразователь по «ячеечной» схеме имеет высокий коэффициент полезного действия и форму выходного напряжения близкую к синусоидальной (рисунок 1).

Форма выходного тока и напряжения преобразователя 6кВ

Данный преобразователь частоты является многоуровневым преобразователем с последовательным соединением 1-фазных мостовых ячеек. Топология силовой схемы преобразователя представлена на рисунке 2. К каждой фазе двигателя подключено 6 ячеек для 6кВ или 9 для 10кВ, соединенные последовательно. Три фазных группы ячеек соединены в звезду с «плавающей» нейтралью. Каждая ячейка питается от изолированной вторичной обмотки входного трансформатора.
Включенные последовательно в каждой фазе шесть ячеек, обеспечивают регулирование выходного линейного напряжения преобразователя от 0 до 6000 В, девять – 0 до 10000В.
Фазное напряжение имеет 13 уровней напряжения для 6кВ и 19 для 10кВ, а линейное – 25 и 37 соответственно. Возможность создавать множество различных уровней напряжения позволяет обеспечить очень точное приближение к синусоидальному выходному напряжению.
Силовой трансформатор имеет 18 трехфазных вторичных обмоток при выходном напряжении 6кВ и 27 – при выходном напряжении 10кВ. Вторичные обмотки сдвинуты относительно друг друга 5эл. градусов. Данная схема эквивалентна 36 пульсной схеме выпрямления и имеет высокие энергетические показатели. Коэффициент мощности преобразователя не менее 0,96, а коэффициент нелинейных искажений потребляемого тока (THD I) не более 5%.

Структурная схема высоковольтного многоуровневогоПЧ

Преобразователь частоты обеспечивает:

  • пуск и регулирование скорости двигателя;
  • ускорение, замедление, остановку;
  • защиту двигателя и преобразователя;
  • «подхват» на ходу;
  • ПИ-регулирование технологического параметра;
  • предварительно заданные скорости;
  • автоматическое повторное включение;
  • линейный или S-образный задатчик скорости.

Система защит

  • от превышения токов на входе преобразователя (внутреннего короткого замыкания);
  • от недопустимых перегрузок и коротких замыканий на выходе;
  • от обрыва фазы сетевого питания;
  • от повышения или понижения напряжения сети питания;
  • от перенапряжений на элементах силовой схемы;
  • от перегрева силовых полупроводниковых приборов;
  • от обрыва фазы входного и выходного напряжений;
  • от коротких замыканий на землю.

Функционально в состав ПЧ входят:

  • Входной многообмоточный понижающий трансформатор;
  • 18 (27) ячеек однофазных преобразователей частоты, в состав каждой из которых входит:
    • входные предохранители;
    • трехфазный диодный выпрямитель;
    • емкостной фильтр в звене постоянного тока;
    • однофазный мостовой инвертор на IGBT;
    • система управления ячейки.
  • Система управления.

Преобразователь не требует установки дополнительных входных фильтров для защиты сети от генерируемых помех, а синусоидальная форма выходного напряжения позволяет производить подключение стандартного электродвигателя, не накладывая ограничений на длину силового кабеля без применения дополнительных выходных фильтров.

Применение преобразователя позволяет:

  • экономить потребляемую из сети энергию в насосных, компрессорных и других агрегатах, работающих с переменной нагрузкой;
  • увеличить срок службы электродвигателя и приводного механизма за счет оптимизации его работы в широком диапазоне изменения нагрузок;
  • устранить при пуске насосного агрегата гидроудар и динамические перегрузки в трубопроводах;
  • снизить эксплуатационные затраты в системах управления насосами, вентиляторами, центрифугами и т.д.;
  • создавать замкнутые системы асинхронного электропривода с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров.

Средства управления унифицированы для всей номенклатуры высоковольтных преобразователей и имеют:

  • встроенную систему диагностики и записи «аварийного следа»;
  • полнофункциональную систему защит;
  • быстродействующие двухпроводные интерфейсы для связи с оборудованием верхнего уровня, в том числе других поставщиков – РгоfiBus DР, САN, другие (по заказу).

Опросный лист

Заполнить Скачать