4. Преобразователи для электроприводов постоянного тока. Преобразователи для электропривода


4. Преобразователи для электроприводов постоянного тока

4.1. Преобразователи с фазовым управлением

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения представляет собою электрическую машину, которая имеет силовую обмотку, расположенную на вращающемся якоре машины, и обмотку возбуждения, создающую основной магнитный поток машины и расположенную на ее полюсах. Каждая из указанных обмоток в общем случае получает напряжение питания от независимых источников постоянного тока, что образует два канала управления двигателем постоянного тока. По ним выполняется регулирование скорости, момента двигателя путем изменения с помощью полупроводниковых преобразователей напряжения, подаваемого на указанные обмотки. Эти статические преобразователи электрической энергии переменного тока в постоянный в общем случае состоят: из согласующего трансформатора, блока полупроводниковых управляемых или неуправляемых силовых ключей и выходного фильтра. Согласующий трансформатор необходим для согласования значения входного в преобразователь напряжения с номинальным значением обмотки якоря используемого двигателя. Блок полупроводниковых неуправляемых силовых ключей используется для получения наибольшего значения выпрямленного напряжения, блок полупроводниковых управляемых силовых ключей используется для получения изменяющегося по значению выпрямленного напряжения вплоть до наибольшего его значения. Выходной фильтр применяется для уменьшения пульсаций напряжения на выходе преобразователя или тока в нагрузке. Полупроводниковые преобразователи имеют:

– высокий КПД, обусловленный высоким быстродействием силовых ключей и незначительным падением напряжения на ключах в открытом их состоянии;

– незначительную инерционность;

–высокую надежность при использовании быстродействующей защиты и модульно-блочного конструктивного исполнения преобразователя.

К недостаткам относят:

– низкий коэффициент мощности при большом диапазоне регулирования выходного напряжения преобразователя;

– искажения формы входного питающего преобразователь напряжения, вызванные коммутацией его силовых ключей;

– повышенный уровень излучаемых радиопомех.

Преобразователи классифицируются по мощности, по напряжению, по числу фаз питающего напряжения, по схеме выпрямления, по способу управления силовой частью. Классификация по мощности достаточно условная. Преобразователи до 5 кВт считают маломощными, до 20 кВт – средней мощности, свыше 20 кВт – мощные. Преобразователи имеющие выходное напряжение до 250 В принято называть низковольтными, до 1000 В – среднего напряжения и выше 1000 В высоковольтными. По числу фаз входного напряжения преобразователи подразделяются на однофазные и трехфазные. По схеме выпрямления различают однофазные двухполупериодные со средней точкой, однофазные мостовые несимметричные и симметричные, трехфазные со средней точкой, трехфазные мостовые несимметричные и симметричные схемы. Системы управления силовой частью преобразователя по способу построения подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

В электрооборудовании полиграфических машин имеют место маломощные и средней мощности электроприводы с низковольтными преобразователями. Преобразователи этих электроприводов построены в основном по однофазной мостовой несимметричной и симметричной схемам для электроприводов малой мощности, трехфазные по мостовой несимметричной и симметричной схемам для электроприводов средней мощности. В основу получения регулируемого по значению выходного напряжения преобразователя положен фазовый способ, т. е. изменение времени включения силового ключа (времени подачи импульса управления) по отношению к точке перехода синусоидального напряжения, прикладываемого к этому ключу, через ноль. Это значение угла и определяет запаздывание в работе преобразователя, длительность работы преобразователя на нагрузку в течение полупериода входного напряжения. В пособии будут рассмотрены преобразователи, наиболее часто встречаемые в электрооборудовании полиграфических машин.

Остановимся на некоторых особенностях работы выпрямительных преобразователей на примере нулевой схемы преобразователя, рис. 4.1. В данной схеме используется только один полупериод входного напряжения питания в зависимости от того, как включены полупроводниковые ключи. В рассматриваемой схеме используются положительные полупериоды ЭДС, которые присутствуют в фазах вторичных обмоток согласующего трансформатора и которые сдвинуты относительно друг друга на угол 2π/m, где m – число фаз питающего напряжения. Падением напряжения на включенном ключе пренебрежем, и тогда указанные ЭДС могут рассматриваться как потенциалы концов обмоток относительно нулевой точки, т. е. это потенциалы на входе ключей, которые будем считать безинерционными.

Если положить, что ключи выпрямителя (IGBT) работают как диоды, то каждый из них будет пропускать ток тогда, когда потенциал эмиттера выше потенциала его коллектора. В промежутке времени t1…t2 ток пропускает только ключ VT1, поскольку ЭДС фазы А, приложенная к ключам VT2, VT3 превышает ЭДС других фаз, тем самым запирая эти ключи (рис. 12). В момент t2 ЭДС фазы В становится равной ЭДС фазы А, а затем превышать ее. С этого момента начинает пропускать ток ключ VT2, а ключи VT1, VT3 будут заперты. Процесс перехода тока с одного ключа на другой под действием ЭДС вторичных обмоток трансформатора называется естественной коммутацией ключей. Время t2…t3 носит название интервал естественной коммутации, характеризующийся углом коммутации γ. В этом режиме среднее значение выпрямленной ЭДС

. (4.1)

За начало координат при интегрировании принимается точка

ωt = π/2, а Е2 – действующее значение ЭДС вторичной обмотки трансформатора. Максимальное значение выпрямленной ЭДС в нулевой схеме составляет Е0 = 1,17Е2, в мостовой – Е0 = 2,34Е2.

Управляемые ключи преобразователя позволяют регулировать напряжение на его выходе, что достигается открыванием их (например, IGBT) в соответствующие моменты времени относительно точки естественного открывания t2. Смещение импульса управления ключом относительно этой точки, т. е. изменение фазового угла управления α, задерживает вступление в работу очередного ключа и продлевает работу предыдущего. В этом режиме среднее значение выпрямленной ЭДС будет пропорционально углу управления α:

. (4.2)

В рабочих режимах электропривода напряжение на обмотке якоря меньше среднего значения выпрямленной ЭДС преобразователя. Это объясняется падением напряжения на эквивалентном активном сопротивлении преобразователя току нагрузки, падением напряжения, связанным с процессом коммутации ключей, падением напряжения на включенных ключах. Падение напряжения на включенных ключах считается постоянным равным ΔUкл= 0,4…0,8 В. Падение напряжения на эквивалентном активном сопротивлении преобразователя Rэкв току нагрузки Iнагр пропорционально этому току

, где . (4.3)

Здесь ,, аR1, x1, w1 – активное, индуктивное сопротивления и количество витков первичной обмотки трансформатора, R2, x2, w2 – активное, индуктивное сопротивления и количество витков вторичной обмотки трансформатора, Rсх – активное сопротивление соединений схемы преобразователя, m – количество пульсов выпрямленного тока. Падение напряжения в преобразователе в процессе коммутации самое значительное. Процесс коммутации не мгновенный, что объясняется действием индуктивности рассеяния вторичных обмоток трансформатора. Она поддерживает ток в вентиле, выходящим из работы, и уменьшает ток в вентиле, входящим в работу, что создает период, когда ток проходит через два вентиля. Фазовый угол, соответствующий этому периоду, называют периодом коммутации.

При естественной коммутации ключей (α = 0) в ее контуре (на рис. 4.1 он обозначен пунктиром) действует разность ЭДС eB – eA, эпюра которой обозначена на рис. 4.2 пунктиром. ЭДС, образующие эту разность синусоидальны и сдвинуты друг относительно друга по фазе на угол 2π/m. Тогда эту разность можно представить в виде

(4.4)

Разность ЭДС уравновешивается ЭДС самоиндукции в контуре, составленном из обмоток фаз А и В трансформатора и вентилей VT1 и VT2:

, (4.5)

где iк – ток контура коммутации.

Для вентиля VT2 ток iк является реальным током, а для ранее работавшего вентиля VT1 этот ток направлен навстречу существующему току и представляет собой ту часть, на которую уменьшается ток iтр1. Общий ток в нагрузке (в обмотке якоря двигателя) составит iЯ= iтр2+ iтр1. Когда в вентиле VT2 ток станет равным iЯ, ток в вентиле iтр1 уменьшится до нуля и процесс коммутации закончится. Проинтегрируем уравнение (4) в пределах t2 – t3 и получим значение тока в этот период

. (4.6)

Отсюда определяется угол коммутации

. (4.7)

В период коммутации потенциал общей точки вентилей, который должен иметь значение eB, равен полусумме ЭДС двух фаз (eA+ eB )/2. В конце процесса коммутации, когда вентильVT1 закрывается, этот потенциал скачком увеличивается до значения, определяемой ЭДС фазыВ. В результате среднее значение напряжения уменьшится на

. (4.8)

В регулируемом преобразователе α ≠ 0 и угол коммутации изменяется не только в функции тока нагрузки, но и в функции угла управления. В этом режиме период коммутации сдвигается на угол α и выражения тока здесь запишется так

. (4.9)

Это выражение называют уравнением коммутации. Из этого выражения определяется угол коммутации при регулировании напряжения на выходе преобразователя

. (4.10)

В принципе максимальный угол коммутации γmax≈ 15…18 эл. град.

Таким образом, определив все падения напряжения в схеме управляемого преобразователя, можно считать, что среднее выпрямленное напряжение на его выходе составит

. (4.11)

Выражение (4.11) представляет собой внешнюю характеристику преобразователя, которая показывает, что с увеличением тока нагрузки (тока якоря) напряжение на выходе преобразователя уменьшается.

Вышеизложенное относится к режиму непрерывных токов, эпюры напряжения которого приведены на рис. 4.3.

При уменьшении напряжения на выходе преобразователя определенное соотношение индуктивности и тока нагрузки приводят к режиму прерывистых токов, эпюры напряжения которого приведены на рис. 4.4.

Режим прерывистых токов может наступить при незначительной индуктивности и небольших токах нагрузки, а если пренебречь падением напряжения в преобразователе, то эта ситуация возникает при углах управления α > π/2 – π/m.

Среднее значение выпрямленной ЭДС в таких режимах определяется по формуле

(4.12)

В режиме прерывистых токов ток нагрузки вызывает значительно большее уменьшение напряжения, чем в режиме непрерывного токов. Результатом такого действия является уменьшение модуля жесткости внешних характеристик преобразователя.

Имеется определенная связь между углом регулирования α и граничным током нагрузки, разделяющим два этих режима. По мере уменьшения напряжения холостого хода значение граничного тока увеличивается, и режим прерывистых токов распространяется до больших значений тока нагрузки. Указанная зависимость определяется формулой

. (4.13)

На рис. 4.5 приведены внешние характеристики регулируемого преобразователя при различных углах управления α. Штриховой линией обозначена граница между зонами (слева) прерывистых и (справа) непрерывных токов, которая представляет собой дугу эллипса.

Преобразователи, собранные по мостовым схемам, принципиально работают так же, как и собранные по нулевым схемам, только они обеспечивают более высокое выпрямленное напряжение, меньшую переменную составляющую, более высокую частоту пульсаций напряжения и тока, лучшее использование мощности согласующего трансформатора.

Управляемый преобразователь может работать не только в выпрямительном режиме, но и в инверторном, когда возникает ситуация рекуперативного торможения электропривода, т. е. возврата запасенной электроприводом электромеханической энергии в источник питания – в управляемый преобразователь. На рис. 4.6 приведена упрощенная схема электропривода, соответствующая выпрямительному режиму работы преобразователя. Его регулировочные свойства учитываются источником регулируемой ЭДС Е0cosα, а односторонняя проводимость полупроводниковых ключей – вентилемVвыпр. В этом режиме угол управления α < π/2 и положительное значениеЕ0cosαпревышает ЭДС двигателя.

На рис. 4.7 приведена упрощенная схема электропривода, соответствующая инверторному режиму работы преобразователя.

Здесь для получения отрицательного значения Е0 cosα угол управления должен быть α > π/2, а ЭДС двигателя должна быть больше среднего значения ЭДС преобразователя, т. е. возврат энергии происходит в отрицательные полупериоды напряжения питающей сети. Переход от одного отрицательного полупериода к другому осуществляется с периодичностью, обусловленной частотой напряжения питающей сети, что называется естественной коммутацией силовых ключей преобразователя, а сам он – инвертором, ведомым сетью. При выполнении режима инвертирования угол α увеличивают, и, исходя из равенстваЕ0cosα < 0, его максимальное значение не должно превышать π. Однако для надежного запирания силовых ключей в положительный полупериод это значение угла должно быть уменьшено на угол коммутации, а также следует учесть и время восстановления ключами своих запирающих свойств. Этот учет оценивается углом δ, максимальное значение которого не превышает δmax≈ 2 эл. град. Таким образом, максимальный допустимый угол управления в инверторном режиме составит α = π – (γ+δ). Это ограничивает ЭДС на выходе преобразователя, а, следовательно, значение максимальной скорости двигателя, при которой схема может быть переведена в инверторный режим. Для реверсивных управляемых электроприводов постоянного тока необходимы преобразователи, позволяющие изменять на своем выходе полярность напряжения. Это двухкомплектные схемы преобразователей, в которых комплекты могут соединяться по перекрестной или встречно-паралельной схемам. В первом случае каждый комплект вентилей питается от отдельной вторичной обмотки согласующего трансформатора, во втором – оба комплекта присоединены к одной вторичной обмотки такого трансформатора. Наибольшее применение получили преобразователи с встречно-паралельной схемой, рис. 4.8. В приведенном примере каждый управляемый преобразовательUZ1,UZ2 собран по мостовой схеме, в каждом плече которой имеетсяIGBT–транзистор. Каждый комплект транзисторов управляется индивидуальной системой управления СИФУ1 и СИФУ2. Управление комплектами может быть раздельным или совместным. При раздельном управлении комплекты транзисторов работают поочередно. Для получения механических характеристик электропривода, например вIи IV квадрантах, используется один комплект, а для II III квадрантов – другой. Поэтому для работы достаточно иметь одну систему управления выпрямительными комплектами. В этом случае внешние характеристики каждого преобразователя совпадают с такими же характеристиками однокомплектного нереверсивного электропривода. Однако при переходе изI-го воII-ой и изIII-го вIV-й квадранты появляется неоднозначность характеристик, связанная с возникновением зоны прерывистого тока и изменением модуля жесткости механических характеристик. Появляется и фактор, уменьшающий динамические свойства такого электропривода, вызванный тем, что необходима выдержка времени при переходе работы системы управления с одного комплекта на другой. При совместном управлении каждый комплект преобразователя имеет собственную систему управления, как в приведенном примере. Управляющие импульсы на транзисторы обоих комплектов подаются одновременно. При этом один комплект работает в выпрямительном режиме, второй подготовлен к работе в инверторном режиме. Углы управления транзисторами комплектов связаны соотношением α1+ α2= π.

Особенностью совместного управления является наличие уравнительного тока во внутреннем контуре, составленном из встречновключенных комплектов. Этот уравнительный ток снижает КПД электропривода, однако, позволяет избежать зоны прерывистых токов при малых токах нагрузки настройкой определенного значения начального угла управления. В результате этого переход из выпрямительного режима в инверторный облегчается, а внешние характеристики реверсивного преобразователя становятся прямолинейными.

Повысить энергетические показатели электропривода можно использованием при согласованно управлении датчика проводимости вентилей ДВП каждого комплекта преобразователя (рис. 4.9). Указанный датчик контролирует проводящее ток состояние вентилей комплектов и через логическое переключающее устройство ЛПУ разрешает работу одной системы управления, например СИФУ1, управляющей комплектом UZ1, находящимся в выпрямительном режиме, и запрещает работу другой системы СИФУ2, управляющей комплектом UZ2, подготовленным к работе в инверторном режиме. Переход преобразователя из выпрямительного режима в инверторный произойдет только тогда, когда ток через все вентили комплекта UZ1 станет равным нулю, и они закроются. Тогда ЛПУ снимет запрет на работу СИФУ2 и комплект UZ2 обеспечит работу электропривода в рекуперативном режиме. Работа схемы ДВП основана на контроле напряжения на силовых ключах выпрямителя: в непроводящем состоянии напряжение на силовых ключах высокое, в проводящем состоянии – низкое, на уровне 0,4…0,8 В (рис 4.9). Таким образом, ДПВ определяет бестоковую паузу в работе комплектов преобразователя и с помощью ЛПУ передает управление силовыми ключами с одного комплекта на другой, меняя полярность напряжения Ud на обмотке якоря двигателя, что позволяет двигателю поменять направление вращения или, если ЭДС вращения двигателя больше значения выпрямленного напряжения преобразователя, пере-вести один комплект выпрямителя в инверторный режим.

Рассмотрим работу ДПВ, который состоит: из трех двухполярных нуль-органов на транзисторах V1…V4; V2…V5; V3…V6; из схемы ИЛИ на транзисторах V7, V8, V9; транзисторного ключа V10; узла гальванической раз-вязки на оптроне V11; выходного транзистора V12. Гальваническая развязка предотвращает проникновение контролируемого на силовом ключе напряжения в слаботочную часть схемы управления. При проводящем состоянии хотя бы одного из контролируемых вентилей (транзисторов, тиристоров), например VT2, соответствующий двухполярный нуль орган (V2…V5) фазы В закрыт. Транзистор V8 схемы ИЛИ открыт, а транзисторный ключ V10 закрыт. Оптрон V11 находится в непроводящем состоянии. За счет создавшегося смещения базы транзистор V12 открыт и на его выходе имеется логический нуль, запрещающий переключение логическим устройством импульсов на управление вентилями другого комплекта. При закрытых вентилях всех трех плеч преобразователя нуль-органы открыты, транзисторы VT7…VT9 сборки ИЛИ закрыты, транзисторный ключ V10 открыт, светодиод оптрона V11 включен, а выходной каскад V12 закрыт, на выходе появляется логическая единица, разрешающая переключение логическим устройством импульсов на управление вентилями другого комплекта. ДВП имеет индивидуальный источник питания транзисторной схемы, выполненный на трансформаторе TV и трехфазном выпрямителе UZ.

Все значения тока при работе электропривода контролирует датчик тока ДТ, включенный на стороне переменного тока, т. е. на входе преобразователя. При превышении током предельных значений, определенных настройкой систем управления, ЛПУ накладывает запрет на работу СИФУ1 и СИФУ2, тем самым выводя преобразователь из работы. Задание скорости, интенсивности ее нарастания определяется управляющим устройством УУ.

studfiles.net

Современные преобразователи частоты в системе электропривода

Преобразователи частоты или, как их называют в профильной среде частотники,  относительно недавно появились на рынке. Постепенно развитие элементной базы, а также совершенствование алгоритмов управления снизили стоимость данных преобразователей, что значительно увеличило количество частотно-регулируемых электроприводов во всех сферах промышленности.

 

Содержание:

Как правило,  довольно огромное количество преобразователей частоты работают в связке с другими элементами, таким как – электродвигатели переменного тока, трансформаторы, автоматические выключатели и другими распространенными элементами силовых цепей. Такие связки в совокупности составляют системы, которые имеют название «система электропривода». Однако сами частотники существенно отличаются от своих «коллег по работе». В отличии от тех же автоматических выключателей или трансформаторов, они имеют довольно сложную электронную систему управления, которая реализует алгоритм управления силовыми вентилями.  Более того, такая система позволяет воплощать и интеллектуальные сервисы, которые могут реализовать не только управления силовыми ключами (транзисторами или полностью управляемыми тиристорами), но и выполнять такие функции как самодиагностика, управление скоростью вращения вала электрического двигателя или рабочего органа, углом поворота ротора, контролем температуры, обработкой сигналов обратных связей и выдачей управляющих сигналов внешним элементам и многими другими функциями. Это очень удобно, так как многие частотные преобразователи имеют компактную модульную структуру и могут размещаться не только в силовых шкафах:

Модульные преобразователи частоты

 Обслуживание преобразователей частоты

Основную долю обслуживания частотников занимает реактивное обслуживание – порядка 60%. За ним идет превентивное 30% и прогнозирующее 10%. Реактивное (или корректирующее) обслуживание подразумевает под собой выполнения работ по устранению аварийных ситуаций или неожиданно возникших проблем в процессе эксплуатации. Превентивное – это систематический осмотр оборудования для выявления потенциальных проблем до их возникновения. Прогнозирующее – разновидность превентивного обслуживания, которое выполняется с помощью математической оценки и прогнозирования состояния оборудования в течении времени. Выполняются данные действия для оценки рисков простоев и повреждений оборудования.

Обслуживание преобразователей частоты

Сигнализация частотного преобразователя

Для полноценного выполнения преобразователем частоты своих функций в сфере оповещения обслуживающего персонала и сигнализации о случившихся или возможных поломках в системе электропривода он должен быть правильно подключен. Современные устройства с интеллектуальными сервисами позволяют использовать для связи как WEB сервисы, так и локальные сетевые протоколы. Соответственно управление системой электропривода может осуществляться как локально (по месту установки), так и дистанционно, в зависимости от системы автоматизации. Информирование оператора о сбоях или предупреждениях в работе системы может осуществляться с помощью посылки письма на электронный адрес с информацией о проблеме, или же отправлена по SMS.

Техническая поддержка на расстоянии

Небольшое количество отказов частотных преобразователей и текучка кадров на крупных производствах приводят к тому, что все более часто работы по диагностике и ремонту частотников передают на аутсорсинг.

В работе по ремонту и обслуживанию частотных электроприводов все чаще используют QR (quick response) код  для частотных приводов не интегрированных в коммуникационные сети предприятий, а также используют сервис удаленного контроля для частотников, имеющих доступ к Интернет. Такие специалисты проходят специальное обучение и проходят сертификацию для решения таких сложных задач как пуско-наладочные работы, диагностика, устранение неполадок и подбор запасных частей, а также других операций.

Для примера можно рассмотреть жизненный пример, произошедший в США. После мощного торнадо крыша производственного здания была повреждена, в результате дождя из строя были выведены пять насосов, управляемых преобразователями частоты ПЧ. Буквально на следующий день новые частотники уже стояли в цеху и готовы были приступить к работе, но оказалось, что у предприятия отсутствуют специалисты, которые могли бы произвести пуско-наладочные работы, по причине, что ранее никогда этим не занимались. К счастью для компании ПЧ были снабжены QR кодом. С помощью этого кода сотрудники компании смогли связаться со службой поддержки производителя ПЧ. Через час все преобразователи были в работе.

Простой доступ к документации

Для улучшения качества и скорости проведения технического обслуживания не маловажным фактором является и доступ к необходимой технической документации. Современные частотные электроприводы с интеллектуальными сервисами позволяют реализовывать онлайн доступ к нужной документации, такой как инструкции по параметрированию устройств, инструкций по эксплуатации, обслуживанию или файлов параметров. Наиболее распространенные инструменты, применяемые при работе с ПЧ:

  • Статический QR код – реализует сканирование метки ПЧ и предоставляет доступ к необходимым файлам;
  • Динамический QR код – при сканировании таких меток, как правило, получают прямые ссылки на интересующие разделы в документации;
  • Специальное сервисное программное обеспечение ПО – позволяет специалисту по обслуживанию и ремонту получить доступ к необходимым файлам и документам;
  • Облачное хранилище данных – данное хранилище может содержать в себе всю информацию об изделии – начиная от чертежей и принципиальных схем и заканчивая условиями гарантии, сертификатами, различного рода инструкциями (по эксплуатации, ремонту и прочие).

Ниже показан пример сканирования QR кода:

Чтения QR кода для преобразователей частоты

Маленький жизненный пример.

При выходе из строя дробилки на горно-обогатительном комбинате процесс переработки руды в ней был остановлен. Сработала сигнализация «Высоковольтный выключатель отключен», при этом он был включен. При помощи сканирования QR кода на лицевой панели частотника оператор связался с центром поддержки производителя ПЧ и пригласил инженера по обслуживанию. Инженер диагностировал поломку платы управления, заменил ее, и с помощью того же QR кода загрузил из облачного хранилища необходимый файл конфигурации ПЧ. В результате дробилка была запущена в кратчайшие сроки.

Обеспечение постоянного контроля и упрощение ремонтов ПЧ

В зависимости от выпуска количества продукции и убытков при простое оборудования возникает необходимость в создании склада запасных частей. Как правило, современные частотные преобразователи с интеллектуальными сервисами обладают таким свойством как «легкость обслуживания». Разработанная модульная структура устройства позволяет быстро заменить вышедший из строя модуль на новый и в кратчайшие сроки запустить систему.  Также в ПЧ с интеллектуальными сервисами включена система постоянного контроля и диагностики. Данная система генерирует предупреждения в случае скорого износа какой-то части системы, необходимости технического обслуживания или окончания срока гарантии.

Ввод в эксплуатацию

В результате неправильного проведения пуско-наладочных работ могут возникать простои оборудования незапланированные. Выполнение таких работ лучше поручать специалистам, поскольку они имеют опыт проведения данного вида работ, имеют все необходимое диагностическое и измерительное оборудование, что делает запуск системы электропривода безболезненным и плавным. При этом происходит снижение времени пуско-наладки технологических линий, а также снижаются риски некорректной работы оборудования.

Использование ПЧ с интеллектуальными сервисами предлагает высокоэффективный механизм ввода в эксплуатацию. Обратная связь отражает информации о работе системы соответствию необходимым техническим требованиям. Более того, она обеспечивает максимально быстрый доступ к необходимой информации. С самого ввода в эксплуатацию составляется отчет по обслуживанию и таким образом формируется история работы и обслуживания, которая документируется с первого дня.

Планирование предсказывающего и превентивного обслуживания

Механические и электромеханические устройства, например, такие как трансформаторы, электродвигатели, автоматические выключатели, редуктора, муфты, отличаются предсказуемым поведением, что и позволяет составлять планы по их обслуживанию. На данный момент существует довольно много различных математических моделей, описывающих поведение этих элементов. Именно с их помощью стало возможным вычисление времени работы, моментов, температурных режимов и прочих свойств. После анализа устройства с помощью математической модели становится возможным планирование действий  по обслуживанию, а также определение вероятности выхода из строя данных механизмов. Но преобразователь частоты есть электронное устройство состоящим из большого числа компонентов и поэтому применение к нему аналогичных алгоритмов не является таким же четким.

Пожалуй, главным плюсом частотного преобразователя будет то, что он может выступать «мозгом» всей системы электропривода. Он может собирать множество данных от электропривода в качестве датчиков обратных связей (ток, напряжение, скорость, температура, положение и так далее) и вычислять возможные результаты для предсказуемых компонентов, и проводить статистический анализ для непредсказуемых.

Проведенные относительно недавно исследования показали, что глобальные потери в промышленности в случае незапланированных простоев составляют порядка 20 млрд. USD ежегодно. А это примерно 5% от оборота. Данные простои влияют как на эффективность, так и на прибыльность производств.

Преобразователь частоты с интеллектуальными сервисами представляет собой новое поколение устройств, которые благодаря новым функциям позволяют значительно сократить время простоев оборудования. Главной концепцией современных частотных преобразователей есть переход от реактивного обслуживания к «предвиденью», которое является ключевым практически для всех отраслей промышленности.

elenergi.ru

СЭЛТ » Преобразователи для привода постоянного тока

Преобразователи для электропривода

Преобразователи для привода постоянного тока

Агрегаты тиристорные серии ТЕ, ТЕР, ТП, ТПР предназначены для питания якорных цепей электродвигателей постоянного тока в электроприводах станкостроительной и других отраслей промышленности;

  • обеспечивает построение электроприводов с однозонным регулированием частоты вращения электродвигателя в диапазоне:
    • 1:1000 с обратной связью по скорости,
    • 1:20 с обратной связью по ЭДС двигателя;
  • имеют климатическое исполнение — УХЛ и О категории 4 по ГОСТ 15150;
  • имеют исполнение по степени защищенности — IP21 и IP20. Агрегаты незащищенного исполнения разрабатываются по согласованию с заказчиком;
  • могут быть изготовлены в экспортном исполнении в т.ч. для стран с тропическим климатом.
Технические характеристики
Тип агрегата Параметры питающей сети Выходные параметры Габаритные размеры, мм Масса, кг Напряжение, В Частота, Гц Номин. выпр. ток, А Максим. ток, А Номин. выпр. напр., В
Нереверсивные
ТЕ4-63/230Н-1-2УХЛ4 220 50 63 141,75 230 500х400х1200 80
ТЕ4-63/460Н-2-2УХЛ4 380 50 63 141,75 460 500х400х1200 80
ТЕ4-100/230Н-1-2УХЛ4 220 50 100 225 230 500х400х1200 80
ТЕ4-100/460Н-2-2УХЛ4 380 50 100 225 460 500х400х1200 80
ТП4-160/230Н-1-2УХЛ4 220 50 160 360 230 500х400х1200 95
ТП4-160/460Н-2-2УХЛ4 380 50 160 360 460 500х400х1200 95
ТП4-200/230Н-1-2УХЛ4 220 50 200 450 230 500х400х1200 95
ТП4-200/460Н-2-2УХЛ4 380 50 200 450 460 500х400х1200 95
ТП4-320/230Н-1-2УХЛ4 220 50 320 720 230 600х600х1800 235
ТП4-320/460Н-2-2УХЛ4 380 50 320 720 460 600х600х1800 235
ТП4-500/230Н-1-2УХЛ4 220 50 500 1125 230 600х600х1800 245
ТП4-500/460Н-2-2УХЛ4 380 50 500 1125 460 600х600х1800 245
ТП4-1000/230Н-1-2УХЛ4 220 50 1000 2250 230 1200х800х2000 530
ТП4-1000/460Н-2-2УХЛ4 380 50 1000 2250 460 1200х800х2000 530
С согласующим трансформатором
ТЕ4-63/230НТ-2-2УХЛ4 380 50 63 141,75 230 600х400х1400 220
ТЕ4-100/230НТ-2-2УХЛ4 380 50 100 225 230 600х400х1400 260
ТП4-160/230НТ-2-2УХЛ4 380 50 160 360 230 700х600х1400 400
ТП4-200/230НТ-2-2УХЛ4 380 50 200 450 230 500х400х1200*650 х 400 х 600** 75*330**
ТП4-320/230НТ-2-2УХЛ4 380 50 320 720 230 600х600х1400*730 х 450 х 815** 150*500**
Реверсивные
ТЕР4-63/230Н-1-2УХЛ4 220 50 63 141,75 230 500х400х1400 90
ТЕР4-63/460Н-2-2УХЛ4 380 50 63 141,75 460 500х400х1400 90
ТЕР4-100/230Н-1-2УХЛ4 220 50 100 225 230 500х400х1400 90
ТЕР4-100/460Н-2-2УХЛ4 380 50 100 225 460 500х400х1400 90
ТПР4-160/230Н-1-2УХЛ4 220 50 160 360 230 500х400х1400 105
ТПР4-160/460Н-2-2УХЛ4 380 50 160 360 460 500х400х1400 105
ТПР4-200/230Н-1-2УХЛ4 220 50 200 450 230 500х400х1400 105
ТПР4-200/460Н-2-2УХЛ4 380 50 200 450 460 500х400х1400 105
ТПР4-500/230Н-1-2УХЛ4 220 50 500 1125 230 600х800х1800 300
ТПР4-500/460Н-2-2УХЛ4 380 50 500 1125 460 600х800х1800 300
ТПР4-800/230Н-1-2УХЛ4 220 50 800 1800 230 1200х800х2000 630
ТПР4-800/460Н-2-2УХЛ4 380 50 800 1800 460 1200х800х2000 630

* шкаф выпрямительный** согласующий трансформатор

Агрегаты с номинальным напряжением 460В предназначены для непосредственного подключения к сети с линейным напряжением (380, 400, 415, 440)В, частоты 50Гц.

Агрегаты: ТХХ4-Х/230Н-1-2УХЛ4, ТХХ4-Х/230Р-1-2УХЛ предназначены для непосредственного подключения его силовой цепи к сети с линейным напряжением 220В, частоты 50Гц или через согласующий трансформатор к сети (380, 400, 415, 440)В, 50Гц. При этом питание цепей управления осуществляется от сети с напряжением (380, 400, 415, 440)В, 50Гц, если при заказе не указано иное напряжение цепи управления.

Агрегат ТХХ4-Х/230НТ-2-2УХЛ4 предназначен для непосредственного подключения к сети с линейным напряжением 380В 50Гц через встроенный (для токов 63, 100, 160А) или отдельно стоящий (для токов 200, 320, 500А) поставляемый комплектно согласующий трансформатор.

В составе агрегатов имеется источник питания обмотки возбуждения (БВ) с параметрами на выходе: Ud=220, Id=16A для агрегатов с номинальным выпрямленным током до 500А включительно. В агрегатах с выпрямленным током свыше 500А параметры БВ: Ud=220, Id=25A.

selt.su

Частотные преобразователи для электроприводов

Частотные преобразователи для электроприводов

  • invertorsk

    Перечень интересных публикаций по частотным преобразователям:

    Ремонт частотных преобразователей – алгоритм мероприятий.

  • Окупаемость преобразователей частоты

    На днях Федеральной службой по тарифам были утверждены максимальные тарифы на электроэнергию. Приведенные в этом документе цифры впечатляют и заставляют всерьез задуматься о внедрении преобразователей частоты. Мы решили подготовить ряд публикаций, которые наглядно покажут экономическую эффективность от внедрения преобразователей частоты разных мощностей. Для людей, которые умеют обращать внимание на детали мы постарались учесть в своих расчетах помимо текущих цен на электроэнергию еще и ежегодное увеличение цена на 3-8 %. Что у нас получилось, вы можете посмотреть в приведенных ниже статьях.

  • Выбор преобразователя частоты

    Создавая современные автоматизированные комплексы инженеры сталкиваются с задачей выбра преобразователя частоты. Этот раздел нашего сайта мы всечело посвятим описанию алгоритма выбора преобразователя частоты принятого в зарубежных компаниях специализирующихся на внедрении частотно-регулируемого привода. В разделе мы дадим общее описание алгоритма подбора частотного преобразователя и отдельно проработаем каждый из шагов предложенного алгоритма. Дополнительно мы постараемся дать базу основных формул для расчета физических величин необходимых для оптимального подбора преобразователя частоты.

    Почитать про расчет ЧРП.

  • Частотные преобразователи и двигатели

    Частотный преобразователь для электрического двигателя.

    Подавляющее большинство механизмов и систем, оборудованных электрическими двигателями, требуют регулирования числа оборотов двигателя. Для выполнения этой задачи применительно к асинхронным, синхронным и однофазным двигателям можно использовать частотные преобразователи. Функционал частотных преобразователей разработанных для двигателей состоит в регулировании числа оборотов либо по жестко заданному алгоритму, либо в функции некоторых внешних сигналов. Как правило, использование частотных преобразователей в тандеме с двигателями дает не только технологические преимущества, но и экономию электроэнергии.  Помимо этого частотные преобразователи позволяют использовать для многих задач асинхронные двигатели вместо электродвигателей постоянного тока. Такая замена обеспечивает экономию не только на этапе создания системы за счет более низкой цены асинхронного двигателя, но и на этапе эксплуатации. В этом разделе мы подобрали ряд статей, в которых проанализированы вопросы, касающиеся совместной эксплуатации частотных преобразователей и электрических двигателей.

    Здесь можно найти материалы о выборе частотных преобразователей для двигателей.

    Интересные статьи по теме частотный преобразователь для электродвигателя

  • Частотно-регулируемый электропривод

    Частотно регулируемый электрический привод

    Электрический привод с частотным регулированием представляет собой систему, состоящую из электродвигателя и преобразователя частоты. Как правило, в состав частотно регулируемого привода входят асинхронные трехфазные двигатели. Однако в последнее время, по причине создания эффективных преобразователей частоты с однофазным выходом, стали широко распространяться привода с однофазными двигателями. Гораздо реже, но встречаются и привода с частотным регулированием имеющие в своем составе синхронные трехфазные двигатели. Отдельно надо упомянуть так же о регулируемом приводе с высоковольтными двигателями.

    Для каждого типа двигателей используют свои виды частотных преобразователей. Кроме частотных преобразователей в состав частотно-регулируемого привода могут входить так же силовые и слаботочные опции. Например, для повышения качества синусоиды на выходе частотного регулятора может быть установлен синус-фильтр. Его используют для сглаживания пульсаций выходного напряжения преобразователя.

    В этом разделе специалисты по автоматизации найдут обзорные статьи, посвященные составным элементам приводов с частотным регулированием. Другая часть статей посвящена примерам использования подобных приводов в разных областях.

  • Области применения частотных преобразователей

    Где применять преобразователи частоты?

  • Частотные регуляторы - кабели и провода

    Другие тонкости использования такого оборудования как частотные преобразователи.

  • Частотники и электроснабжение
  • Составные элементы частотно-регулируемых приводов
  • Преобразователи частоты и электрические сети
  • Преобразователи частоты для насосов и вентиляторов
  • Монтаж и подключение частотников

    Современные частотные преобразователи для электродвигателя в условиях промышленности.

www.i380.ru


Смотрите также