Высоковольтные регулируемые электроприводы
производства Siemens

 

 

 

 

1. Комплектные регулируемые электроприводы серии Perfect Harmony на базе автономных преобразователей частоты с IGBT- транзисторами с многоуровневой ШИМ-модуляцией

Принцип действия высоковольных преобразователей частоты (ВПЧ) серии PERFECT HARMONY основан на преобразовании электрической энергии трехфазной сети переменного тока напряжением 3, 6 или 10 кВ с постоянными параметрами частоты и напряжения в трехфазное напряжение 3, 6 или 10 кВ с изменяемыми параметрами частоты и напряжения по закону частотного регулирования.

Диапазон мощностей электроприводов ВПЧ - от 250 кВт до 67 000 кВт.

ВПЧ является полностью цифровыми устройствами, в которых реализвана самая современная схема преобразования энергиина базе отдельных IGBT-транзисторных инвертоных ячеек с многоуровневой ШИМ-модуляцией. В ВПЧ реализованы современные векторные методы управления электрическими двигателями переменного тока: как асинхронными, так и синхронными.
ВПЧ - это изделие, включающее в себя весь комплекс защит и блокировок, обеспечивает частотный пуск/останов и регулирование скорости вращения высоковольтного двигателя от нуля до номинальной (и выше) частоты вращения.

 

Преимущества ВПЧ по сравнению с другими решениями, предлагаемыми на рынке:

• Прямое подключение ВПЧ к питающей высоковольтной сети за счет использования специальной конструкции (с расщепленными вторичными обмотками) входного сухого трансформатора шкафного исполнения.
• В комплект ВПЧ не входит выходной трансформатор - высокое напряжение на выходе ВПЧ получается путем сложения напряжений инверторных ячеек.
• Отличная форма выходного тока и напряжения - синусоидальная, с коэффициентом гармоник не выше 3,5...5%, что позволяет без ограничений использовать ВПЧ со старыми электродвигателями с изношенными статорными обмотками. ВПЧ полностью совместим с любым новым или старым синхронным или асинхронным электродвигателем (стандартная опция для управления возбуждением синхронного электродвигателя).
  Отсутствие высших гармоник и низкий уровень радиопомех позволяют нормально работать с питающим ВПЧ фидером и другим токоприемникам (электродвигателям, контроллерному оборудованию).
• Высокий коэффициент мощности по входу во всем диапазоне частот (cos фи > 0,96), при этом из сети практически не потребляется реактивная мощность.
• Высокий общий (с учетом трансформатора) к.п.д. электропривода (0,95-0.97), достигаемый за счет применения инженерных решений на базе IGBT-ключей.
• Высокая надежность ВПЧ обусловлена примененными схемными и конструкторскими решениями, а также выбором элементной базы (кроме того, IGВТ-транзисторы имеют многократно более высокую надежность по сравнению с тиристорами);
• Одним из основных схемотехнических преимуществ электроприводов ВПЧ является надежность электроснабжения приводного электродвигателя, многократно увеличиченная благодаря следующим решениям:
  - допускается кратковременный обрыв электроснабжения преобразователя при 100%-ной нагрузке без аварийного останова ВПЧ (до 0,1 сек.);
  - допускается существенное понижение питающего напряжения без аварийного останова ВПЧ (до 40%);
  - при выходе из строя одного из силовых инверторных модулей отключение всего ВПЧ не происходит - силовой модуль шунтируется (этим исключаются возможные потери от внезапной остановки двигателя - например, на дымососах конверторов и других ответственных механизмах, где не допускается остановка во время технологического цикла).
• Векторное управление приводным электродвигателем позволяет реализовать глубину регулирования 1:20…1:100. Высокие динамические показатели электропривода, обусловленные высоким быстродействием ШИМ-управления.
• Не предъявляет никаких требований к нагрузке - работает в диапазоне нагрузок от холостого хода до 110% номинальной мощности. Регулируемое время плавного разгона двигателя от долей секунды до 3200 сек без бросков пускового тока.
• Практически отсутствует ограничение по длине кабеля от преобразователя до приводного двигателя (длина может достигать многих километров, что немаловажно, к примеру, в нефте- и горнодобывающей промышленности).
• Не требует установки бетонных реакторов и фильтров со стороны питающей сети для повышения входного коэффициента мощности и предотвращения попадания гармонических составляющих в питающую сеть; не требует дополнительных цепей для искусственной коммутации тиристоров (соответственно, нет потерь мощности в силовой части).

 

Основные технические характеристики ВПЧ

Диапазон мощностей, кВт	250...67000
Частота питающей сети, Гц	45...55
Питающее напряжение	3, 6 или 10 кВ
Выходное напряжение	0...3000 В, 0...6000 В, 0...10000 В
Диапазон регулирования частоты, Гц	0...120
Точность поддержания частоты, Гц	±0,01
Время пуска / останова, сек	10 от 3200 (настраиваемые параметры)
Перегрузочная способность	110% в течение 60сек
Коэффициент мощности	0,96
Аналоговые входы	0~10V / 4~20mA (по выбору)
Аналоговые выходы	0~10V / 4~20mA (по выбору)
Дискретные сигналы (входные/выходные)	24 / 16 (с возможностью расширения количества)
Цифровые и нтерфейсы	RS485, Profibus, Ethernet и т.д.
Органы управления	промышленная панель оператора с сенсорным экраном
Степень защиты	IP31, NEMA1 (воздушное охлаждение), IP52, NEMA12 (водяное охлаждение),
Конструктивное и сполнение	шкафное одностороннего обслуживания, кабельный подвод снизу
Охлаждение	воздушное принудительное, водяное
Рабочая температура	от 0° до +40° Цельсия

 

Конструктивные особенности

Преобразователь частоты состоит из:

• многообмоточного понижающего трансформатора в шкафном исполнении
• шкафа управления
• силовых шкафов, в которые входят ячейки с силовыми инвертоными модулями (на базе IGBT- транзисторов с модулем управления и дрйверами).

Силовой инверторный модуль с IGBT-транзисторами выполнен по схеме: неуправляемый трехфазный выпрямитель - емкостной фильтр - однофазный инвертор на IGBT-транзисторах.

Высоковольтные выходные напряжения формируются путем суммирования напряжений отдельных силовых модулей. Коэффициент мощности каждого силового модуля с IGBT транзисторами - более 0,97 практически во всем диапазоне выходных частот.

 

Управление и защита

ВПЧ может осуществлять работу в одном из выбранных оператором режимах:

• локальный режим управления;
• дистанционный режим управления (от выносного пульта).

В локальном режиме управления оператору доступны следующие функции:

- управление режимами работы ВПЧ;
- настройка параметров работы ВПЧ;
- управление частотным пуском (остановом) двигателя;
- регулирование скорости;
- просмотр информации о текущем состоянии ВПЧ;
- просмотр архивной информации о работе и неисправностях.

В дистанционном режиме управления оператору доступны следующие функции:

- управление частотным пуском двигателя;
- регулирование скорости;
- просмотр информации о текущих параметрах ВПЧ.

В режиме АСУ оператору доступны следующие функции:

- управление режимами работы ВПЧ;
- настройка параметров работы ВПЧ;
- управление частотным пуском двигателя;
- просмотр информации о текущем состоянии ВПА;
- регулирование скорости;
- просмотр архивной информации о работе и неисправностях.

Основные управляющие функции:

• в ВПЧ предусмотрена возможность местного или дистанционного управления (от выносного пульта);
• ВПЧ имеет возможность управления от автоматической системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), обеспечиваемую по интерфейсу RS 485 (протоколы MODBUS, PROFIBUS, Ethernet и т.д.);
• удобное программное обеспечение для контроля и управления ВПЧ с интерфейсом на русском языке;
• система управления ВПЧ обеспечивает:
  - разгон и торможение двигателей с заданным ускорением в пределах допустимой перегрузки преобразователя частоты;
  - диапазоны времени изменения частоты от минимальной до максимальной в заданных пределах;
  - статическую точность поддержания частоты вращения, определяемую наклоном механической характеристики двигателя;
  • возможность автоматического регулирования параметров в замкнутом и разомкнутом контуре;
  • ограничение значений тока двигателя в динамических режимах и при перегрузках на заданном уровне с заданной точностью.
  
  Система управления ВПЧ реализована на базе промышленного компьютера оснащенного сенсорным экраном.

Окно главного пользовательского интерфейса имеет функциональные кнопки и отображает следующие параметры работы ВПЧ:

- частоту настройки;
- частоту выходной мощности;
- скорость вращения;
- значения контролируемого параметра (давление, температура, момент уровень и т.д.);
- входной ток;
- выходной ток;
- и др.

ВПЧ имеют следующие виды встроенных защит:

• от коротких замыканий и перегрузки в преобразователе частоты;
• от недопустимых перегрузок по току (с интегрально-зависимой защитой);
• от перегрева преобразователя;
• от внешних и внутренних коммутационных перенапряжений;
• от пробоя силовых модулей с IGBT-транзисторами;
• от нарушения коммутации и сбоев в цепях управления преобразователя частоты;
• от неисправности системы принудительного охлаждения;
• от исчезновения напряжения сети;
• от недопустимого понижения напряжения сети;
• от недопустимого повышения напряжения сети;
• от обратной фазировки питающего напряжения;
• от обратного вращения ротора двигателя;
• от неполнофазного режима работы;
• от повышения частоты вращения двигателя сверх допустимой и др.

ВПЧ имеют систему диагностики, позволяющую определить место возникновения неисправности в электроприводе на уровне его функциональных частей.
В ВПЧ предусмотрены средства контроля и измерения выходного тока и напряжения ВПЧ, частоты переменного тока на выходе ВПЧ и частоты вращения двигателя.

Перейти к брошюре по выбору преобразователей частоты Perfect Harmony 2022г.>>>

Перейти к полному каталогу преобразователей частоты Perfect Harmony >>>

Перейти к брошюре Perfect Harmony с водяным охлаждением >>>

Перейти к брошюре Perfect Harmony для нефтегазовой промышленности >>>

Перейти к брошюре Perfect Harmony 1 >>>

Перейти к брошюре Perfect Harmony 2 >>>

Перейти к брошюре Perfect Harmony 3 >>>

 

2. Комплектные регулируемые электроприводы серии SINAMICS GM150/SM150 на базе высоковольтных IGBT- транзисторов

Диапазон мощностей - 800...8000 кВт.
Диапазон входных напряжений - 3,3; 6,0; 6,6 кВ.

 

 

Перейти к каталогу >>> 3,5 Мб, eng

 

 

3. Комплектные регулируемые двухтрансформаторные электроприводы на базе низковольтных преобразователей частоты серии G150 с IGBT- транзисторами

Диапазон мощностей - 75...800 кВт.
Диапазон входных напряжений - 6; 10 кВ.
Диапазон выходных напряжений - 0...6; 0...10 кВ.
Диапазон выходных частот - 10...60 Гц.

Электроприводы выполняются по схеме: входной понижающий трансформатор - низковольный преобразовтатель частоты - выходной фильтр - выходной повышающий трансформатор.

Данное решение обладает минимальными ценовыми показателями и хорошими техническими характеристиками.

Перейти к каталогу низковольтных ПЧ серии G150 >>> 2,7 Мб, eng

 

 

Назад на главную Siemens >>>