ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ РОССИЙСКИХ ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ
Корпорацией «Триол» (РФ) разработаны частотно-регулируемые электроприводы серии АТ (асинхронный транзи - < торный). Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока имеют IGBT- или GTO-инвертор напряжения с ШИМ и оснащены многофункциональной микропроцессорной системой управления. В качестве элементной базы используются полупроводниковые приборы фирмы «Semikron», возможно применение модулей фирм «Toshiba», «Fuji» и др. В качестве формирователей управляющих сигналов для транзисторов IGBT-модулей в различных исполнениях АТ применены специальные интегральные драйверы разных фирм «Toshiba», «Mitsubishi», «Motorolla», IR, «Semikron».
Алгоритм ШИМ управления обеспечивает регулирование частоты с целью обеспечения синусоидальной формы кривой тока электродвигателя во всем диапазоне регулирования.
Блоки электроники выполнены по технологии, применяемой в авиационной промышленности, и рассчитаны на высокий уровень вибрационных и ударных нагрузок.
В зависимости от назначения электроприводы Триол АТ реализуют различные способы частотного управления приводных электродвигателей: скалярное, векторное в разомкнутых или замкнутых системах автоматического управления.
В электроприводах серии АТ могут использоваться практически все виды и типы асинхронных электродвигателей (АД) общепромышленных и специальных серий: с короткозамкнутым и фазным ротором; с различной кратностью пускового и максимального момента;
широкого спектра мощностей (от единиц до сотен киловатт) и частот вращения, в том числе многоскоростные, высокочастотные;
низковольтные класса напряжения 0,4 кВ и высоковольтные класса напряжения 3; 6; 10 кВ;
различного конструктивного исполнения, степени защиты и назначения.
В электроприводах серии АТ в основном реализованы принципы построения силовой части электропривода и системы управления, выполняемые функции, система защиты и сигнализации, изложенные в 7.1.
В зависимости от мощности электропривода выпрямитель силового канала ПЧ может быть:
неуправляемый диодный — в электроприводах малой мощности;
управляемый диодно-тиристорный — в электроприводах большой мощности;
диодно-транзисторный — в электроприводах с рекуперативным торможением.
Шкафы электроприводов Триол АТ выпускаются со степенями защиты IP21 (основное исполнение) и IP54 (для эксплуатации в «жестких» внешних условиях).
В электроприводах Триол АТ реализована эффективная защита ПЧ и АД от:
токов недопустимой перегрузки;
токов короткого замыкания (к. з.) в том числе от замыкания на землю;
недопустимых перенапряжений;
недопустимых отклонений и исчезновения напряжения питающей сети;
неполнофазного режима работы сети и АД; недопустимого отклонения технологических параметров, в том числе по сигналам блокировок; перегрева ПЧ и АД;
стопорения и разрушения элементов механизма; сбоев и отказов отдельных узлов и систем.
Встроенная система диагностики и сигнализации идентифицирует и сохраняет информацию о срабатывании защит и отказах элементов электропривода.
Серия АТ электроприводов включает несколько рядов типов исполнений электроприводов различного назначения, характеризующихся разными техническими характеристиками, шкалой мощностей, режимами работы и функциональными возможностями.
В состав серии входят:
низковольтные (0,4 кВ) электроприводы рядов АТ04, АТ05, АТ06;
электроприводы повышенного напряжения (0,66 кВ) ряда АТ08;
высоковольтные класса 6(10) кВ трансформаторные электроприводы рядов АТОЗ, АТ09;
высоковольтные класса 6(10) кВ электроприводы прямого преобразования (бестрансформаторные) ряда АТ07.
Триол АТ04 — универсальный электропривод содержит 15 моделей мощностью от 5,5 до 315 кВт для управления широким спектром рабочих машин и механизмов с различными режимами работы и высокими требованиями к статическим и динамическим характеристикам. Элементная база (IGB-транзисторы), схематические и конструктивные решения силовой части, микроконтроллер на основе цифрового сигнального процессора (DSP), интерфейс являются базовыми для большей части электроприводов серии АТ. В АТ04 может быть реализовано скалярное и векторное управление АД.
Триол АТ05 предназначен для управления рабочими машинами и механизмами, работающими в режимах пуска, торможения, реверсирования с высокими значениями ускорения (замедления), а также с широким диапазоном изменения нагрузки. Обладает широкими функциональными возможностями, обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости и момента с высокой точностью и быстродействием. Реализует 4-квадрантное управление АД, в том числе режим рекуперации энергии торможения в сеть. Ряд содержит 14 типоисполнений электроприводов мощностью от 7,5 до 315 кВт.
Триол АТ06 объектно-ориентированный электропривод насосов и вентиляторов, по сравнению с АТ04 имеет ограниченные функциональные возможности и характеризуется простотой в наладке и эксплуатации. Предназначен для автоматического управления производительностью насосных агрегатов и легко адаптируются в существующие системы автоматического управления и АСУ ТП. Имеет встроенный ПИД-регулятор. Ряд содержит восемь моделей, шкала мощностей от 5 до 37 кВт.
Триол АТ08 — электропривод рабочих машин и механизмов с приводными АД на напряжение 0,66 кВ. Отличается от АТ04 элементной базой силового канала ПЧ (диоднотиристорные и транзисторные IGBT-модули с более высоким напряжением 1700, 1800 В). Режимы работы, алгоритмы управления и микроконтроллер те же, что и у АТ04. Конструкция АТ08 имеет более высокую степень защиты в отношении пыле - и влагонепроницаемое™, а также механической прочности. Ряд содержи семь моделей электроприводов, шкала мощностей от 200 до 750 кВт. Электропривод АТ08 является несерийным оборудованием и производится только под заказ.
Триол АТОЗ — высоковольтный 6(10) кВ трансформаторный электропривод на основе низковольтных (0,4 кВ) IGBT — транзисторных ПЧ с входным (сетевым) понижающим и выходным повышающим силовыми трансформаторами. Такая структура электропривода с низкочастотным ПЧ и высоковольтным двигателем позволяет использовать стандартное оборудование. Наращивание мощности АТОЗ осуществляется параллельным соединением групп низковольтных ПЧ. Предназначен для регулирования скорости насосов и вентиляторов, приводимых АД с напряжением 3, 6 и 10 кВ. В электроприводе реализовано частотное управление АД, заключающееся во взаимосвязанном регулировании частоты и напряжения. Закон изменения напряжения и частоты программируется.
Функциональная схема электропривода Триол АТОЗ показана на рис. 7.6.
Рис. 7.6. Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода Триол АТОЗ: В — силовой полууправляемый (тиристорно-диодный) выпрямитель; ФС — силовой LC-фильтр звена постоянного напряжения; ДН — датчик напряжения; АИН — транзисторный (IGBT) автономный инвертор напряжения; ДТ — датчик тока; ИП — источник питания; МК — микропроцессорный контроллер; ФИ — формирователь управляющих сигналов транзисторов (драйвер); ПУ — пульт управления; УВВ — устройства ввода(вывода) (внешний интерфейс); TV1, TV2 — входной (понижающий) и выходной (повышающий) силовые трансформаторы; L — реактор; Ф2В — выходной фильтр |
Силовые трансформаторы могут поставляться сухие, масляные (герметизированные с расширительным бачком), заполненные негорючей экологически чистой жидкостью, имеющие различную степень защиты, обеспечиваемую оболочками. Применение электроприводов АТОЗ эффективно в технологических установках транспорта и переработки нефти. Ряд АТОЗ содержит 12 типоисполнений электроприводов мощностью от 160 до 1600 кВт.
Триол АТ07 — мощный (от 2 до 5 МВт) высоковольтный (6 кВ) бестрансформаторный электропривод с высоковольтным ПЧ. В схеме ПЧ использованы комбинированные силовые ключи, состоящие из GTO-тиристоров и коммутирующих МОП-транзисторов. Охлаждение силовых элементов ПЧ масляное или воздушное. Применяется для электропривода насосов, вентиляторов, компрессоров и других рабочих машин в целях энергосбережения за счет регулирования скорости взамен дросселирования. Могут применяться в качестве регулируемых электроприводов газоперекачивающих агрегатов.
Имеет шесть типоисполнений: 1-й габарит — 1600, 2000, 2500 кВт; 2-й габарит - 3200, 4000, 5000 кВт.
Триол АТ09 — высоковольтный 6(10) кВ трансформаторный электропривод структуры АТОЗ с использованием ПЧ на напряжение 0,66 кВ. Предназначен для регулирования производительности насосов, вентиляторов и других турбомашин. Выполнен на основе транзисторного (IGBT) ПЧ с входным (сетевым) понижающим и выходным повышающим трансформаторами. Использование напряжения 660 В обеспечило возможность увеличить мощность единичного модуля транзисторного преобразователя до 450 кВт. Благодаря этому преобразовательная часть АТ09 имеет лучшие по сравнению с АТОЗ массогабаритные показатели. Преобразователь частоты электропривода АТ09 выполнен на современных мощных транзисторных (IGBT) и диодно-тиристорных модулях повышенного напряжения (1700, 1800 В). За счет использования специальных выходных фильтров решена задача совместной работы IGBT-преобразователей с высокочастотным ШИМ - управлением и серийных высоковольтных трансформаторов. Электроприводы АТ09 являются несерийным оборудованием и производятся только под заказ. Ряд АТ09 содержит шесть моделей электроприводов мощностью от 400 до 2500 кВт.
Триол СТ10 — высоковольтный синхронный электропривод с промежуточным низковольтным ПЧ и согласующими сетевым понижающим и выходным повышающим трансформаторами. ПЧ электропривода СТ10 выполнен на базе транзисторного (IGBT) инвертора и оснащен микропроцессорной системой управления. Напряжение ПЧ — 380, 660 либо 1140 В в зависимости от типа электропривода. Наращивание мощности электропривода осуществляется параллельным соединением ряда однотипных низковольтных модулей. Для управления возбуждением синхронного двигателя СТ10 содержит низковольтный тиристорный выпрямитель с системой автоматического регулирования тока возбуждения. Система управления СТ10 обеспечивает взаимосвязанное регулирование частоты и напряжения на статоре и постоянного тока обмотки возбуждения синхронного двигателя. Электропривод СТ10 предназначен для регулирования скорости и автоматического управления режимами работы насосов и вентиляторов, приводимых синхронными двигателями на напряжение 6(10) кВ мощностью от 320 до 1600 кВт. Ряд СТ10 содержит восемь моделей электроприводов мощностью от 315 до 1600 кВт.