Общий вид шкафа ВЧРП

Специалистами Научно-Технического Центра Электропривода "Вектор" совместно с ООО "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" разработан универсальный частотно-регулируемый привод мощностью до 8 МВт с номинальным выходным напряжением 3, 6, 10 кВ. Схемотехника ВЧРП построена по каскадной топологии на основе последовательно соединённых в каждой фазе однотипных ячеек, представляющих собой звено постоянного напряжения с однофазным инвертором. Каждая ячейка получает питание от изолированной обмотки многообмоточного трансформатора. Для 10 кВ 8 инверторных ячеек соединяются последовательно, формируя выход с 17 ступенями выходного напряжения. Многообмоточный трансформатор обеспечивает малые искажения во входной сети.

Каждая ячейка инвертора содержит трехфазный диодный выпрямитель и однофазный IGBT инвертор, объединенные шиной постоянного тока. Ячейка модуля может быть выдвинута из направляющих для обеспечения возможности сервисного обслуживания.

В соответствии с требованиями эксплуатации электропривода предусмотрена система принудительного воздушного охлаждения:

• забор воздуха через дверцы шкафа
• восходящий поток через ячейки-инверторы и трансформатор
• вытяжное устройство наверху шкафа.

Для управления многоуровневым преобразователем разработан векторный алгоритм ШИМ, особенностью которого является снижение коммутационной нагрузки при обеспечении заданных показателей качества электроэнергии. Моделирование и последующее макетирование показало снижение потерь на 43-46% при векторном формировании ШИМ по сравнению традиционной синусоидальной ШИМ при оптимальной частоте модуляции

Обобщенная структура электропривода с высоковольтным преобразователем частоты

В ВЧРП реализована частотная система управления по закону u/f=const с динамической стабилизацией и алгоритмом компенсации небаланса средних фазных напряжений ячеек. Особенностью векторного алгоритма ШИМ в многопроцессорной конфигурации ВЧРП является локализация расчётов управления для всех ячеек в главном контроллере и необходимость выделения ресурсов для передачи управления и информации о напряжениях.

Функциональные возможности ВЧРП

ВЧРП предназначен для преобразования напряжения трехфазной питающей сети постоянной амплитуды и частоты в трехфазное напряжение переменной амплитуды и частоты.  ВЧРП реализует бесступенчатое регулирование скорости асинхронных короткозамкнутых и синхронных двигателей.

• включение, плавный пуск, регулирование скорости, плавный останов и отключение двигателя;
• автоматическое регулирование частоты и напряжения на выходе;
• автоматическое регулирование (стабилизация) технологического параметра по сигналу обратной связи (давление, расход, температура, уровень и т.д.);
• возможность работы по таймеру реального времени;
• автоматическое повторное включение с выходом на заданный режим после отключения от недопустимого повышения или понижения питающей сети;
• автоматический перезапуск двигателя после кратковременных снижений напряжения в сети питания собственных нужд;
• защита преобразователя и двигателя в нештатных и аварийных режимах;
• возможность настройки параметров и режимов работы в соответствии с требованиями объекта управления и подключенного двигателя;
• возможность задания характеристики U/f;
• отображение информации о состоянии и режимах работы;
• параметрирование, диагностика и дистанционное управление - с помощью инструментального ПК по каналу Ethernet.
• режим частотного токоограничения;
• режим ограничения темпа торможения;
• режим торможения постоянным током;
• возможность учета количества потребленной электроэнергии;
• регистрация истории отключений;
• поиск частоты вращающегося двигателя (опция);
• управление с пульта оператора (встроенного/выносного);

Защитные функции:

• защита от исчезновения, недопустимого снижения (более чем на 25%)  или потери фазы питающего напряжения;
• защита от недопустимого кратковременного превышения (более чем на 25%) питающего напряжения;
• защита от межфазных коротких замыканий на выходе преобразователя;
• защита от токов перегрузки двигателя;
• максимально-токовая защита преобразователя;
• защита от пропадания питания цепей управления;
• защита преобразователя от повреждений системы принудительного охлаждения;
• защита от перегрева силовых ячеек и входного трансформатора;
• блокировка преобразователя при незакрытых дверцах шкафов секций.

Основные технические характеристики:

• Мощность до 8 МВт;
• Работа с отклонением питающей сети 25% от номинала 3, 6, 10 кВт;
• Работоспособность при полном пропадании сети в течение 0,3 сек.;
• Сейсмостойкость 9 баллов;
• Высокая степень надежности (средняя наработка на отказ 100 000 часов);
• Внедрение ВЧРП дает возможность реализовать энергосберегающие программы на всех промышленных предприятиях, где используются мощные высоковольтные двигатели;
• Экономия электроэнергии до 25-40 %;
• Экономия ресурсов обслуживаемых двигателей;
• Снижение эксплуатационных и производственных затрат.

Секция управления

Секция силовых ячеек