Преобразователь частоты серии ЭСН (ЭКРА НПП, ООО)

Область применения

Преобразователи предназначены для плавного пуска и длительной или повторно-кратковременной работы с регулированием частоты вращения электродвигателей, ЭСН — с асинхронными и синхронными, а ШПТУ-ВИР — с синхронными электродвигателями.

Преобразователь частоты серии ЭСН — один из немногих электроприводов, разработанных исключительно российскими специалистами с учетом специфики эксплуатации. Преобразователь соответствует самым жестким мировым стандартам качества потребления электроэнергии. Электропривод является идеальным решением для управления скоростью вращения асинхронных и синхронных электродвигателей на напряжения до 10 кВ и мощности 5 МВт. Регулирование скорости позволяет экономить электроэнергию, а высокий КПД преобразователя во всем диапазоне скоростей позволяет успешно решить эту задачу.

Технические характеристики

* — возможны исполнения на любые напряжения (до 11 кВ) по согласованию с заказчиком

** — по требованию до 120 Гц.

Принцип действия.

Преобразователь частоты серии ЭСН выполнен по топологии многоуровневого инвертора напряжения.

Входной трансформатор с первичной обмоткой подключается к трехфазной сети переменного напряжения 6 или 10 кВ промышленной частоты 50 Гц. Трансформатор изготовлен в сухом исполнении, имеет воздушное принудительное охлаждение, обладает продолжительным ресурсом и не требует обслуживания. Вторичные обмотки соединены по схеме «треугольник», при этом группа вторичных обмоток отличается фазовым смещением трансформируемого напряжения. Фазовый сдвиг напряжения вторичных обмоток относительно фазы напряжения предыдущей группы вторичных обмоток определяется результатом деления 60-ти угловых градусов на количество силовых ячеек в фазе. Каждая из силовых ячеек преобразователя запитана от вторичных обмоток трехфазного переменного напряжения 710 В и состоит из полууправляемого выпрямителя, пленочных конденсаторов фильтра и инвертора напряжения на IGBT транзисторах. При этом многопульсная (6 кВ — 30-ти кратная пульсность; 10 кВ — 54-х кратная пульсность) схема выпрямления

переменного тока формирует более сглаженную характеристику потребляемого из сети тока. Путём последовательного соединения силовых ячеек организована работа преобразователя в режиме многоуровнего модулированного широтно-импульсного преобразования.

Такой режим позволяет снизить амплитуду пульсаций выходного напряжения пропорционально количеству силовых ячеек в фазе без использования выходного фильтра. Для получения выходного линейного напряжения 6 кВ используется 5 ячеек на фазу или 15 ячеек в преобразователе. На выходное линейное напряжение 10 кВ применяется 9 ячеек на фазу или 27 ячеек в преобразователе. Управление ячейками осуществляется по оптоволоконным линиям связи, благодаря чему достигается гальваническая развязка силовой ячейки от системы управления и высокая помехозащищённость системы управления.

Преобразователи изготавливаются в виде составных частей: шкафа трансформатора и шкафа инвертора напряжения, объединённых в единую конструкцию.

Все двери шкафов имеют электромагнитную блокировку, препятствующую открыванию дверей преобразователя в рабочем состоянии, либо при отсутствии оперативного напряжения. Подвод силовых кабелей осуществляется в шкаф трансформатора. В шкафу трансформатора размещен многообмоточный высоковольтный трансформатор и предохранители, защищающие силовые ячейки от короткого замыкания. В электроприводах ЭСН используется векторное управление асинхронными и синхронными двигателями.

Использование векторного управления обеспечивает создание простой в использовании системы, которая сравнима с производительностью двигателя постоянного тока. При этом обеспечиваются наилучшие характеристики момента и скорости с минимальными пульсациями. Быстродействие и точность регулирования скорости в сочетании с низким потреблением энергии обеспечивают в результате высокую производительность.

По сравнению с двухтрансформаторной схемой преобразования электропривод серии ЭСН позволяет работать на низких скоростях с номинальным моментом, а также обладает более высоким КПД за счет того, что отсутствуют потери в выходном трансформаторе.

Основные преимущества.

практически чистая синусоида на выходе преобразователя позволяет:

а) не использовать выходной фильтр;

б) не иметь ограничений по длине кабеля (до 25 км);

в) полностью использовать электродвигатель на 100% мощности;

г) работать с любым асинхронным двигателем любого исполнения, а также с синхронными двигателями;

практически чистая синусоида тока на входе преобразователя позволяет:

а) не использовать входной фильтр;

б) использовать электропривод в сетях слабой мощности без риска искажения сетевого напряжения (позволяет снизить заявленную мощность, потребляемую предприятием);

коэффициент мощности, близкий к 1, позволяющий не использовать устройства компенсации реактивной мощности, а также снижает потери в линиях передача электроэнергии;

высокий коэффициент полезного действия (более 97%).

входной согласующий трансформатор с медными обмотками в комплекте поставки обеспечивает гальваническую развязку с питающей сетью;

простая модульная конструкция на основе большого числа низковольтных преобразовательных ячеек существенно улучшает ремонтопригодность преобразователя простой заменой неисправных ячеек;

снабжен микропроцессорной системой контроля и обслуживания, которая обеспечивает безопасный доступ к преобразователю;

надёжные компоненты

простота ввода в эксплуатацию и понятное управление.

Электропривод серии ЭСН может связываться с помощью аппаратных интерфейсов с устройствами коммуникаций промышленного стандарта, системами управления технологических процессов и потребления энергии, и другими цифровыми устройствами по промышленной сети, включая следующие типы сетей: ModiconModbus или Modbus-Plus, DeviceNet, PROFIBUSDP и др.

Электроприводы обеспечивают каскадное управление двигателями с переключением двигателя на питающую сеть или переключением двигателя работающего от сети на работу от преобразователя частоты. При этом система управления обеспечивает синхронный переход без динамических бросков тока на питающую сеть и электродвигатель и при отсутствии бросков динамического момента на механизм. Синхронный переход осуществляется при соответствии электродвижущей силы электродвигателя и питающей сети.