Высоковольтные многоуровневые преобразователи частоты «ЭРАТОН-В»

Преобразователи частоты серии «ЭРАТОН-В» предназначены для применения в регулируемом электроприводе насосов, вентиляторов, конвейеров и т.п. с высоковольтными электродвигателями переменного тока. «ЭРАТОН-В» представляет собой многоуровневый транзисторный преобразователь переменного тока, подключаемый к сети через многообмоточный согласующий трансформатор. Силовая схема «ЭРАТОН-В» представлена на рис. 1.

Рис. 1 – Силовая схема «ЭРАТОН-В»

Каждая силовая ячейка состоит из неуправляемого выпрямителя, звена постоянного напряжения и Н-моста, состоящего из IGBT транзисторов (рис. 2). Н-мосты ячеек образуют многоуровневый автономный инвертор. Для регулирования выходного напряжения используется широтно-импульсное управления транзисторами.

Рис. 2 – Силовая схема ячейки

Использование данной силовой схемы обеспечивает следующие преимущества:

  1. Высокое качество выходного напряжения и тока;
  2. Высокий коэффициент мощности по входу (за счет фазового сдвига вторичных обмоток трансформатора);
  3. Высокий КПД преобразователя частоты;
  4. Реактивный ток электродвигателя замыкается через ПЧ и не нагружает питающую сеть.

«ЭРАТОН-В» обеспечивает плавный разгон по линейному закону или S-кривой и регулирование частоты вращения электродвигателя в первой и второй (до 60 Гц при сохранении мощности) зоне регулирования и может работать в следующих режимах:

  1. Частотное управление электродвигателем U/f;
  2. Регулирование частоты вращения с использованием векторного управления без датчика частоты вращения;
  3. Регулирование частоты вращения с использованием векторного управления с датчиком частоты вращения;
  4. Работа в качестве станции группового управления (опция) электродвигателями с безударным переводом электродвигателя на питание от сети (на рис. 3)

    Рис. 3 – Станция группового управления
  5. Работа нескольких ПЧ в составе многодвигательного электропривода (опция) с выравниванием токовой нагрузки электродвигателей (на рис. 4 представлен вариант двухдвигательного электропривода).
    Рис. 4 – Двухдвигательный электропривод
  6. Динамическое торможение электродвигателя (опция). При данном способе торможения в статоре формируется постоянный ток, и энергия торможения выделяется в роторе электродвигателя.
  7. Рекуперативное торможение электродвигателя (опция). При данном виде торможения энергия торможения может выделяться либо в резисторах торможения (риc. 5) либо передаваться в питающую сеть через активные выпрямители напряжения (АВН), которые питают звенья постоянного тока вместо неуправляемого выпрямителя (рис. 6). Использование в ячейках активных выпрямителей напряжения существенно повышает стоимость преобразователя и рекомендуется для спецприменений, где требуется частое торможение.

    Рис. 5 – Двухдвигательный электропривод

    Рис. 6 – Схема ячейки при питании от АВН
  8. Режим байпас (опция) – при аварии произвольной ячейки в любой из фаз происходит ее автоматическое бесконтактное шунтирование с одновременным переводом электропривода в режим байпаса. При этом происходит незначительное снижение задающего воздействия на частоту вращения контура регулирования скорости, которое для 6 кВ асинхронного двигателя в зависимости от вида нагрузки будет составлять (5...7)% от нормальной величины. При специальном исполнении возможна работа двигателя без какого-либо снижения оборотов вала и потери мощности.

Основные параметры «ЭРАТОН-В» базового исполнения представлены в таблице

Параметры «ЭРАТОН-В»:

Наименование параметра Значение
Номинальное выходное линейное напряжение, кВ 3, 6, 10
Номинальный выходной ток, А
Номинальная выходная частота 50 Гц
Диапазон регулирования (U/f и без датчика частоты вращения) 2÷60 Гц
Номинальное входное линейное напряжение частотой 50 Гц, кВ 3, 6, 10
Коэффициент мощности на входе в номинальном режиме, не менее 0,95
КПД в номинальном режиме, не менее, % 97

«ЭРАТОН-В» имеет все необходимые виды защит для обеспечения его безопасного отключения в аварийных и нештатных режимах работы:

  • максимально и интегрально токовые защиты,
  • защиты от снижения и превышения напряжения в звеньях постоянного тока ячеек,
  • защита от пропажи напряжения во вторичных обмотках согласующего трансформатора,
  • защита от перегрева силовых элементов преобразователя и трансформатора,
  • защита от обрыва сигнала задания (4-20 мА),
  • защита от заклинивания механизма,
  • защита от обрыва фазы электродвигателя.

В «ЭРАТОН-В» установлен пульт местного управления, позволяющий редактировать и настраивать параметры управления и режимы преобразователя, осуществлять запуск и останов электродвигателя.

По желанию Заказчика может быть поставлено программное обеспечение и необходимые адаптеры (USB/RS-485). Данное программное обеспечение позволяет редактировать и настраивать параметры управления и режимы работы преобразователя, осуществлять пуск, реверс, останов электродвигателя, изменять заданную частоту вращения, просматривать в режиме реального времени все параметры преобразователя, строить временные диаграммы их изменения, формировать подробный архив аварий.

Примеры использования

Отзывы

Опыт внедрения высоковольтного высокочастотного преобразователя частоты «ЭРАТОН-В-6-5600»

Уважаемый Владимир Алексеевич!

Руководство ОАО «Красмаш» выражает благодарность ЗАО «ЭРАСИБ» за плодотворное сотрудничество по изготовлению, поставке и внедрению преобразователя частоты «ЭРАТОН-В-6-5600».

На момент заключения контракта специалистами нашего предприятия был проведн анализ рынка преобрзвоателй частоты, изучена система менеджмента качества на ЗАО «ЭРАСИБ» и сделан вывод, что Ваша продукция наиболее конкурентоспособна.

Внедрение преобразователя частоты «ЭРАТОН-В-6-5600» на испытательных стендах позволило:

  1. Отказаться от громоздкого и устаревшего электропривода системы Г-Д.
  2. Устранить посадки напряжения в общей электросети предприятия, негативно влияющих на прботу станков ЧПУ и другого сложного электронного оборудования.
  3. Устранить повышенный шум от системы Г-Д.
  4. Значительно снизить расход электроэнергии в связи с отсутствием необходимости в запуске системы Г-Д до рабочей смены на предприятии.
  5. Снизить трудоемкость обслуживания испытательных стендов.
  6. Отказаться от содержания штата редких специалистов по сложным электромашинным агрегатам.
  7. Выходить быстрее на заданные характеристики испытываемых изделий, что принципиально важно для сохранения их ресурса.

Освоение преобразователя частоты произошло без осложнений, сотрудники использующие стенды быстро обучились работе с новой техникой и уже в процессе пусконаладочных работ отказались от применения системы Г-Д.

Опыт эксплуатации преобразователя частоты показал высокую надежность устройства. Несмотря на сложность системы в целом, модульная конструкция преобразователя частоты позволяет быстро обучить обслуживающий персонал.

В процессе эксплуатации устройства Вами по собственной инициативе проводилась модернизация элементов оборудования без требований о вознаграждении за выполненные работы.

Желаем Вам не терять завоеванных позиций в изготовлении современной, технически сложной продукции и брать новые рубежи.

Л.Н. Кайчук
Технический директор ОАО «Красмашзавод»

Отзыв о работе преобразователя частоты «ЭРАТОН-В-3-1300» производства ЗАО «ЭРАСИБ» (г. Новосибирск) в цехе №6 ОАО «НЗХК»

В цехе №6 Новосибирского завода химконцентратов в составе вентиляционного агрегата в октябре месяце 2007 года введен в эксплуатацию высоковольтный транзисторный преобразователь частоты «ЭРАТОН-В-3-1300». Приточный вентиляционный агрегат предназначен для поддержания заданной температуры воздуха в помещениях цеха и приводится в движение синхронным высоковольтным двигателем МС-324-6/20 номинальным напряжением 3000В и мощностью 1300кВА. До установки преобразователя частоты производительность вентиляционного агрегата регулировалась направляющим аппаратом при постоянной частоте вращения вала электродвигателя, что приводило к непроизводительным затратам электроэнергии.

Высоковольтный транзисторный преобразователь частоты «ЭРАТОН-В-3-1300» обеспечивает плавный частотный пуск и регулирование скорости синхронного электродвигателя в диапазоне от 50 до 100% номинальной скорости с целью изменения производительности вентиляционного агрегата и экономии за счет этого потребляемой электроэнергии.

Регулирование производительности вентиляционной установки за счет изменения скорости электродвигателя с помощью преобразователя частоты позволило экономить электроэнергию до 100000 кВт х час в месяц. В пересчете на год экономия электроэнергии составляет 1200000 кВт х час. При стоимости электроэнергии 1,634 руб/кВт х час годовая экономия составляет 1956 тыс. руб.

Опытная эксплуатация вентиляционной установки с преобразователем частоты «ЭРАТОН-В-3-1300» на протяжении 4 месяцев показала устойчивую работу электропривода, отказов и сбоев в работе привода не наблюдалось.

оригинал отзыва Размер: 73 Кб
А.Г. Бугаков
Зам. главного энергетика ОАО «Новосибирский завод химконцентратов»

Новости

Высоковольтный преобразователь частоты «ЭРАТОН-В» для регулируемого электропривода запущен в эксплуатацию на Новосибирском заводе химконцентратов (ОАО «НЗХК»). Электропривод предназначен для частотного регулирования скорости вентиляторного агрегата в цехе №6 ОАО «НЗХК». Полная мощность электропривода 1300 кВА, мощность электродвигателя 1 МВт, напряжение 3 КВ. Преобразователь выполнен по схеме с одним входным трансформатором с расщепленными обмотками и высоковольтным инвертором на основе H-мостов.

Прошло четыре месяца с момента начала эксплуатации высоковольтного электропривода «ЭРАТОН-В». Специалисты ОАО «НЗХК» предоставли отзыв по итогам работы вентиляторного агрегата с регулируемым электроприводом.

Высоковольтный высокочастотный векторный преобразователь частоты «ЭРАТОН-В-6-5600», о выпуске которого сообщалось ранее, прошел наладку и сдан в эксплуатацию на объекте заказчика ФГУП «Красмашзавод» (г. Красноярск). Преобразователь заменил громоздкое металлоемкое оборудование многократно превосходящее его по размерам и весу. Система управления преобразователем работает по векторному закону регулирования и обеспечивает оперативную настройку на один из трех высокочастотных асинхронных электродвигателей с различными характеристиками. Входное напряжение преобразователя 6000В, полная мощность 5,6 МВА. Выходная частота преобразователя регулируется до 333 Гц, напряжение до 1850 В, ток до 1740А, обороты электродвигателей регулируются до 20000 об/мин. Преобразователь частоты обеспечивает точность поддержания заданной частоты вращения +-30 об/мин в диапазоне 1:10 без датчика положения и скорости вала.

Статьи

Иванцов В.В., к.т.н., доцент, заместитель генерального директора ЗАО "ЭРАСИБ" (май 2011 года)


Вернуться к списку