Универсальная станция плавного пуска «ЭРАТОН-В-СПП»

Станции плавного пуска высоковольтных синхронных и асинхронных электродвигателей типа «ЭРАТОН-В-СПП» предназначены для плавного безударного пуска и регулирования скорости механизмов с большими моментами инерции и тяжелыми условиями пуска (мельницы, дробилки и т.д.). Станции плавного пуска «ЭРАТОН-В-СПП» построены на базе высоковольтных транзисторных преобразователей частоты «ЭРАТОН-В» с использованием высоковольтных ячеек, вакуумных контакторов, токоограничивающих реакторов (ТР), возбудителей синхронных машин, пультов дистанционного управления и промышленных управляющих контроллеров.

Причины использования высоковольтных преобразователей частоты для плавного пуска

Высоковольный транзисторный преобразователь частоты с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией типа "ЭРАТОН-В" обеспечивает плавный частотный пуск механизмов с приводными высоковольтными синхронными и асинхронными электродвигателями при плавно нарастающем токе в питающей сети (ток нарастает пропорционально скорости электродвигателя без реактивной составляющей) с последующим безударным переходом на питание электродвигателя от сети.

Применение преобразователей частоты типа "ЭРАТОН-В" для пуска и регулирования скорости приводных электродвигателей рудных мельниц тонкого помола позволяет повысить производительность мельниц и качество помола сырья. При сохранении питания электродвигателя от преобразователя частоты "ЭРАТОН-В" после достижения номинальной скорости возможна оптимизация производительности и качества помола сырья за счет подрегулирования и оптимизации оборотов мельницы.

Использование высоковольтного транзисторного преобразователя частоты на базе инвертора напряжения с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией типа «ЭРАТОН-В» позволяет создать универсальное устройства плавного пуска, так как позволяет осуществлять частотный пуск от одного пускового устройства высоковольтных электродвигателей разного типа (синхронных и асинхронных) и разной мощности, приводящих во вращение механические устройства как с «тяжелыми», так и с «легкими» условиями пуска. Такой возможности нет при использовании альтернативных тиристорных устройств плавного пуска, широко применяемых в настоящее время.

Например, тиристорное устройство плавного пуска на базе ведомого сетью инвертора тока позволяет пускать только синхронные электродвигатели, а устройство на базе тиристорного квазичастотного или фазового регулятора позволяет пускать только асинхронные электродвигатели и только с нагрузкой вентиляторного типа, создающей «легкие» условия для пуска высоковольтных электродвигателей. Поэтому для плавного пуска механизмов с различными типами электродвигателей и с различными по тяжести условиями пуска приходится использовать несколько разнотипных тиристорных устройств плавного пуска на одном предприятии и даже на одной подстанции, питающей разнотипные электродвигатели.

Структура станции плавного пуска

Типовая структурная схема станции «ЭРАТОН-В-СПП» для последовательного пуска пяти механизмов с пятью высоковольтными электродвигателями показана на рис. 1.

Применение станции плавного пуска электродвигателей на базе транзисторного инвертора напряжения с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией типа «ЭРАТОН-В» позволяет решить задачу плавного пуска от одного устройства всех электродвигателей, получающих питание на предприятии от одной подстанции, независимо от типа электродвигателя и механической характеристики приводного механизма.

Порядок работы станции плавного пуска

Станция «ЭРАТОН-В-СПП» на базе транзисторного преобразователя частоты «ЭРАТОН-В» обеспечивает плавный безударный пуск механизмов за счет последовательного кратковременного прохождения пяти режимов:

• подключение одного электродвигателя к преобразователю частоты высоковольтным   контактором и плавное частотное повышение момента электродвигателя для исключения ударов в механических передачах до начала трогания;
• частотное увеличение скорости от нуля до номинальной с заданным темпом за счет векторного регулирования момента электродвигателя с помощью преобразователя частоты без датчиков положения вала электродвигателей;
• выравнивание амплитуд, частот и фаз напряжения сети и преобразователя частоты за счет фазо-частотного регулирования преобразователя на номинальной скорости электродвигателя;
• замыкание контактора высоковольтной обводной ячейки, кратковременное параллельное питание электродвигателя от сети и от преобразователя частоты;
• выключение преобразователя частоты, подготовка к пуску следующего электродвигателя.

Конкурентные преимущества станции плавного пуска «ЭРАТОН-В-СПП»

• плавное нарастание момента электродвигателя без ударов и рывков до начала трогания;
• синусоидальная форма тока электродвигателя и, как следствие, отсутствие пульсаций момента электродвигателя, рывков вала и ударов механических передач во время пуска;
• высокая точность задания тока статора, момента электродвигателя и темпа разгона механизма при пуске;
• управление разгоном электродвигателя и механизма без вибрации за счет пропуска резонансных частот;
• синусоидальная форма тока в питающей сети во время пуска электродвигателя;
• плавное нарастание тока в питающей сети во время пуска электродвигателя;
• потребление из сети при пуске только активной мощности, незначительно превышающей плавно нарастающую при пуске мощность на валу электродвигателя;
• возможность пуска с помощью одной СПП «ЭРАТОН-В-СПП» возбужденных синхронных электродвигателей в синхронном режиме и асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором без установки датчиков положения (энкодеров) на валу электродвигателей;
• снижение стоимости оборудования СПП за счет запуска разнотипных электродвигателей от одного транзисторного преобразователя частоты, поскольку альтернативные тиристорные устройства плавного пуска высоковольтных электродвигателей обеспечивают плавный пуск электродвигателей только одного типа (синхронных или асинхронных) и требуют применения двух разнотипных пусковых устройств для запуска синхронных и асинхронных электродвигателей на одной подстанции.

Примеры применения станции плавного пуска «ЭРАТОН-В-СПП»:

1. Станция плавного пуска и регулирования скорости трех мощных электродвигателей с высоковольтным транзисторным преобразователем частоты «ЭРАТОН-В-6-5600» (номинальная мощность 5600 кВА, частота выходного напряжения до 333 Гц) с 2009 года успешно работает на предприятии ФГУП «Красмашзавод» (г. Красноярск). СПП с транзисторным преобразователем частоты «ЭРАТОН-В-6-5600» осуществляет поочередный плавный частотный пуск трех высоковольтных асинхронных электродвигателей с разной номинальной мощностью (5570 кВА, 3235 кВА и 1040 кВА), с разными номинальными частотами вращения и напряжением статора.
2. Станция плавного пуска двух шаровых мельниц с высоковольтным транзисторным преобразователем частоты «ЭРАТОН-В-450-6-50-О-0-1-IP54-УЗЛ3.1» (номинальная мощность 4000 кВА, выходное напряжение 0 – 6000В, частота выходного напряжения 0 - 50 Гц, ток нагрузки до 450А) в 2019 году поставлена на горно-добывающее предприятие ОАО «Южуралзолото Группа Компаний» (ОАО «ЮГК» г. Челябинск). СПП с транзисторным преобразователем частоты «ЭРАТОН-В-450-6-50-О-0-1-IP54-УЗЛ3.1» осуществляет поочередный плавный частотный пуск двух высоковольтных синхронных электродвигателей типа СДМ-2-21-91-40УХЛ4 (4000 кВт, 6 кВ, 446А, 150 об/мин) в синхронном режиме без датчика положения вала электродвигателя с последующей синхронизацией с сетью и переключением на питание от сети 6 кВ 50 Гц. Преобразователь частоты «ЭРАТОН-В-450-6-50-О-0-1-IP54-УЗЛ3.1» содержит 18 силовых ячеек (по 6 ячеек в фазе), обеспечивает байпас ячеек, имеет степень защиты шкафов IP54 (вентиляционные отверстия IP21), усиленную защиту от пыли, воздушное охлаждение.