Вентилятор главного проветривания ВЦД-47,5У с роторными транзисторными преобразователями частоты «ЭРАТОН-ФР»

Исторически электропривод главной вентиляционной установки (ГВУ) типа ВЦД-47,5 строился по известным схемам асинхронных вентильных каскадов (АВК) с переключением схем соединения статорных обмоток асинхронных электродвигателей с фазным ротором (АДФР) и изменением структуры роторных цепей АВК в процессе пуска вентилятора. В последние годы с появлением быстродействующих микропроцессорных систем управления наметилась тенденция замены устаревших систем электропривода ГВУ типа АВК на более современные системы электропривода с использованием асинхронных тиристорных каскадов (АТК). ЗАО "ЭРАСИБ" выполняет модернизацию ГВУ с заменой электропривода типа АВК на электропривод АТК с использованием роторных тиристорных преобразователей собственного производства типа "ЭРАТОН-ФР(АТК)". Достоинством таких установок является возможность плавного пуска и регулирования скорости вентилятора без изменения структуры силовых цепей электропривода, а также относительно низкая цена тиристорных преобразователей частоты. Основным недостатком ГВУ на базе АТК является потребление из сети значительной реактивной мощности и несинусоидальный ток в питающей сети. Этих недостатков лишена ГВУ с сохранением асинхронных электродвигателей с фазным ротором (АДФР) и роторными транзисторными преобразователями частоты типа «ЭРАТОН-ФР». Такие установки обеспечивают в сети синусоидальный ток, могут потреблять из сети только активную мощность, а также, при необходимости, могут дополнительно генерировать в сеть значительную реактивную мощность.

Однолинейная структурная схема электропривода для плавного пуска и регулирования скорости вентилятора главного проветривания ВЦД47,5У с двумя электродвигателями АКН2-18-53-12УХЛ4 (2000 кВт, 495 об/мин) и роторными транзисторными преобразователями типа «ЭРАТОН-ФР» показана на схеме 1. Обмотки статоров электродвигателей соединены последовательно в треугольник (ВЯ2 включена, ВЯ3 отключена) и подключены к сети 6 кВ 50 Гц. Схема соединения обмоток статоров не изменяется при регулировании скорости вентилятора. В цепи ротора каждого электродвигателя включен транзисторный преобразователь частоты типа «ЭРАТОН-ФР». Преобразователи частоты «ЭРАТОН-ФР» выполнены с цифровой микропроцессорной системой управления на оригинальных компонентах надежных зарубежных производителей.

Преобразователь частоты в роторе одного электродвигателя содержит два транзисторных инвертора напряжения. Трехфазная цепь одного инвертора напряжения подключена к ротору электродвигателя (роторный инвертор), а второго инвертора (сетевой инвертор) - к вторичной обмотке согласующего трансформатора через «синусный» силовой LC-фильтр. Цепи постоянного тока роторного и сетевого инвертора соединены друг с другом и подключены к накопительным конденсаторам относительно большой емкости, образуя тем самым промежуточное звено постоянного тока. Каждый инвертор (роторный и сетевой) управляется по закону синусоидальной широтно-импульсной модуляции. За счет последовательного соединения двух инверторов напряжения с промежуточным звеном постоянного тока преобразователь частоты в цепи ротора осуществляет двухсторонний обмен энергией между цепью ротора электродвигателя и питающей сетью, что обеспечивает регулирование тока ротора, момента и скорости электродвигателя в широком диапазоне.

Роторный инвертор (РИ) представляет собой автономный транзисторный инвертор напряжения с высокочастотной синусоидальной широтно-импульсной модуляцией. Роторный инвертор формирует в цепи ротора электродвигателя трехфазный ток синусоидальной формы и обеспечивает передачу активной мощности как из ротора АД ФР в промежуточное звено постоянного тока, так и в обратном направлении. За счет этого регулируется момент и скорость электродвигателя и вентилятора. Кроме передачи активной мощности роторный инвертор позволяет передавать и регулировать реактивную мощность в цепи ротора электродвигателя, возбуждая тем самым электродвигатель по цепи ротора и снижая реактивный ток статора электродвигателя. Роторные инверторы двух двигателей ГВУ обеспечивают выравнивание загрузки двигателей по току и моменту на этапе запуска электропривода и при работе в установившемся режиме.

Сетевой инвертор (СИ) позволяет передавать активную мощность из звена постоянного тока в питающую сеть и обратно при синусоидальной форме тока в питающей сети, а также регулировать реактивную мощность в питающей сети. В зависимости от установленной мощности сетевого инвертора и согласующего трансформатора преобразователь частоты «ЭРАТОН-ФР» может:

  • передавать в сеть (и обратно) только активную мощность ротора (режим регулирования активной мощности ротора);
  • регулировать активную мощность ротора и передавать в сеть реактивную мощность, потребляемую асинхронным электродвигателем (режим регулирования активной мощности и компенсации реактивной мощности электродвигателя);
  • регулировать активную мощность ротора и передавать в сеть реактивную мощность, превышающую реактивную мощность асинхронного электродвигателя (режим регулирования активной мощности и генерирования в сеть реактивной мощности, потребляемой другими нагрузками).

Схема 1 - Однолинейная структурная схема электропривода вентилятора с ПЧ «ЭРАТОН-ФР»

За счет способности регулировать реактивную мощность электропривод на базе транзисторного преобразователя «ЭРАТОН-ФР» позволяет регулировать скорость электродвигателя с фазным ротором без потребления реактивной мощности и мощности искажений из питающей сети, а также компенсировать реактивную мощность и мощность искажений других потребителей. Эти свойства могут иметь важное положительное значение при работе ГВУ в «слабых» промышленных сетях, когда ГВУ удалена от мощных источников электроэнергии на большие расстояния и когда требуются мощные фильтокомпенсирующие устройства для улучшения баланса реактивной мощности в питающей сети.

При модернизации ГВУ с электроприводом на базе АВК существует возможность сохранить действующий электропривод АВК в качестве резервного. Структурная схема электропривода вентилятора с резервированием показана на схеме 2. Возможность резервирования электропривода вентилятора обеспечивается введением в цепи роторов электродвигателей переключателей П1, П2, с помощью которых цепи роторов электродвигателей подключаются к старым преобразователям АВК, либо к новым ПЧ «ЭРАТОН-ФР». Переключение роторных цепей выполняется при остановленном вентиляторе. Переключатели П1, П2 расположены в шкафу коммутационных аппаратов (ШКА). ШКА выдает сигналы в виде «сухих контактов» (блок-контактов), сигнализирующих о текущем положении переключателей.

Схема 2 - Однолинейная структурная схема электропривода вентилятора с резервированием

Роторные преобразователи частоты «ЭРАТОН-ФР» обеспечивают:

  • плавный разгон, регулирование и поддержание частоты вращения роторов электродвигателей на заданном уровне (вниз от номинальной);
  • короткое замыкание обмоток роторов путем включения короткозамыкателей (на схеме не показаны) при выходе на частоту вращения, близкую к номинальной;
  • обратный перевод работы электродвигателей с короткозамыкателей на ПЧ (время обратного перехода и скорость вращения, при которой ПЧ «подхватывают» электродвигатели определяются при наладке);
  • выравнивание моментов двух электродвигателей, работающих на общую нагрузку;
  • режим работы электродвигателей S1 без перегрузки;
  • торможение вентилятора с рекуперацией энергии скольжения электродвигателей в питающую сеть;
  • регулирование величины реактивной мощности в питающей сети;
  • следующие виды защит: максимально-токовую, время-токовую, от перегрева силовых модулей ПЧ и от обрыва фазы электродвигателя.

Управление ПЧ осуществляется как с пульта местного управления (ПМУ), установленного на двери шкафа, так и дистанционно. ПМУ осуществляет индикацию состояния ПЧ и также отображает следующую информацию:

  • текущее значение тока ротора;
  • текущее значение напряжения ротора;
  • реактивная мощность сетевого инвертора;
  • частоту вращения;
  • код аварии (защиты).

Дистанционно ПЧ управляется следующими командами:

  • Пуск/Стоп;
  • Аварийный стоп;
  • Сброс защит;
  • Задание частоты вращения (аналоговый сигнал 4…20 мА или комбинация дискретных сигналов).

ПЧ выдает ответные сигналы в виде «сухих контактов»:

  • Готов / Авария (ПЧ готов к пуску / сработала какая-либо из защит ПЧ);
  • Включение короткозамыкателя;
  • Короткозамыкатель включен (от блок-контактов контакторов К1, К2).

А также в виде унифицированных токовых сигналов 4…20 мА:

  • Частота вращения;
  • Текущее значение тока ротора.

В ПЧ предусмотрена связь с компьютером (или контроллером верхнего уровня) по последовательному каналу связи RS-485 с протоколом Modbus RTU для передачи информации о состоянии электропривода.

Вид климатического исполнения ПЧ – УХЛ 3.1 по ГОСТ 15150:

  • высота над уровнем моря не более 1000 м;
  • температура окружающего воздуха от минус 5 °С до плюс 40 °С;
  • относительная влажность воздуха 80% при температуре плюс 25 °С;
  • окружающая среда не должна содержать взрывоопасных и агрессивных газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, и не должна быть насыщена токопроводящей пылью.

Блоки ПЧ конструктивно выполнены в шкафах одностороннего обслуживания. Степень защиты шкафов ПЧ от воздействия окружающей среды IP31 по ГОСТ 14254. Габаритные размеры шкафов (без подставок, высота подставки 300 мм) не более (ВхШхГ) 2200х800х800 мм, масса не более 400 кг.

Группа условий эксплуатации ПЧ в части воздействия механических факторов – М1 по ГОСТ 17516.1.

Гарантийный срок эксплуатации ПЧ – 12 месяцев с даты ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев с даты поставки.

В комплект поставки оборудования для модернизации ГВУ ВЦД-47,5У (в расчете на два электродвигателя) входит:

  1. Преобразователь «ЭРАТОН-ФР-2000» - 2 шт.
  2. Шкаф коммутационной аппаратуры ШКА - 1 шт.
  3. Трансформатор «сухой» типа ТСЗ - 2 шт.

В зависимости от требований к величине реактивной мощности, генерируемой преобразователями «ЭРАТОН-ФР-2000» в питающую сеть, предлагается к поставке три варианта исполнения сетевого инвертора (СИ в составе ПЧ) и согласующего трансформатора (Тр):

  1. Мощность СИ и Тр - 400 кВА.
    (Цена комплекта поставки минимальна, из сети потребляется реактивная мощность, не превышающая реактивную мощность электродвигателей, входной коэффициент мощности ГВУ в номинальном режиме cosφ ≥ 0,86 отстающий);
  2. Мощность СИ и Тр - 1000 кВА.
    (Цена комплекта поставки повышена за счет повышения мощности оборудования, реактивная мощность электродвигателей компенсирована преобразователем, из сети потребляется только активная мощность вентилятора с учетом потерь, входной коэффициент мощности ГВУ cosφ = 1,0);
  3. Мощность СИ и Тр – от 1000 до 2000 кВА.
    (Цена комплекта поставки максимальная, из сети потребляется только активная мощность вентилятора с учетом потерь, в сеть от ГВУ генерируется реактивная мощность до 2000 кВА, входной коэффициент мощности ГВУ в номинальном режиме cosφ = 0,82 опережающий).

Для заказа электропривода главной вентиляционной установки заполните опросный лист. Заполненный опросный лист отправьте по электронной почте по адресу erasib@erasib.ru или по факсу (383) 342 84 90.

За консультацией обратитесь к нашим специалистам по телефонам (383) 344 87 40, 344 88 46 либо по электронной почте erasib@erasib.ru и Вы получите предложение с учетом специфики вашего предприятия и с учетом расходов на доставку, проектные работы, шефмонтаж и пуско-наладочные работы.


Галерея


Товары