Конструкция

Трансформатор
Изолирующий трансформатор: обеспечивает сдвиг фазы силовых ячеек и снижает гармонические помехи в энергосети.

Шкаф с силовыми ячейками
Контроллер: Осуществляет векторную широтно-импульсную модуляцию, измерение сигналов и управление силовым оборудованием; связь между контроллером и силовыми ячейками поддерживается посредством оптоволоконной сети.

Силовые ячейки: Отличаются модульной конструкцией и простотой в обслуживании и замене. Плата ввода-вывода Имеет цифровые и аналоговые интерфейсы для различных условий эксплуатации. Человеко-машинный интерфейс ЖК-экран с интерфейсом на нескольких языках обеспечивает удобство оборудования в эксплуатации, позволяя легко вводить необходимые параметры, следить за статусом работы ЧРП и диагностировать ошибки.

Шкаф ручного/автоматического байпаса (опционально)
Для поддержания бесперебойной работы оборудования в случае выхода из строя частотно-регулируемого электропривода используется шкаф байпаса, который позволяет двигателю продолжать работать от энергосети.

Система управления приводом типа "ведущий-ведомый" (опционально)
Исользуется для мультиприводных систем, позволяя поддерживать баланс частоты вращения и крутящего момента между приводами (двиагетлями), которые в свою очередь синхронно управляются при помощи оптоволоконной сети.

Система синхронной коммутации (опционально)
Данная система состоит из- распределительных шкафов, электрического реактора и синхронного контроллера. Таким образом, когда выходное напряжение ЧРП сохраняет последовательность чередования фаз, и напряжение соответствует тнребованиям энергосети, двигатель может работать на промышленной частоте, переключившись с ЧРП на энергосистему.

Принцип работы

Топология системы

Метод коммутации напряжения
Частотно-регулируемые приводы среднего напряжения используют многочисленные силовые ячейки, соединенные последовательно. Сдвиг фазы для каждой ячейки обеспечивается разделительным трансформатором. Изменив количество силовых ячеек в каждой фазе можно получить различную величину выходного напряжения. не ограничив способность компонента выдерживать различные напряжения. Например, частотно-регулируемый электропривод на 6кВ имеет по 5 силовых ячеек в каждой фаз с номинальным напряжением в 690В. Это означает, что фазовое напряжение составляет 345В (напряжение на линии - 6кВ).

---

Топология силовой ячейки
Силовые ячейки работают в режиме "AC-DC-AC", подобно низковольтному инвертору с трехфазным и однофазным выходом. Все ячейки обладают одинаковыми электическими и механическими свойствами, что облегчает их обслуживание и замену.

---

Внутренняя конструкция силовой ячейки продемонстрирована выше. Подводы мощности R, S и T соединены с выходами трехфазного низкого напряжения вторичной обмотки трансформатора. Тнрехфазный диоджный двухполупериодный выпрямитель заряжает конденсатор постоянной емкости. Напряжение с конденсатора затем передается однофазному мостовому инвентору, состоящему из БТИЗ.

Каждый инвентор генерирует синусоидальные волны. . Все амплитуды и частоты выходного напряжения устройств N в каждой фазе являются идентичными, но в то же время возникает разность фаз при определенных углах сдвига ( с разницей в 1/n период). Таким образом, форма волн фазного напряжения, генерируемого устройствами n, сокединенными последовательно, имеет (2n + 1) уровней. Как результат, гармоническая составляющая сигнала существенно уменьшается, и волна приобретает практически идеальную синусоидальную форму. На изображении ниже продемонстрирована форма волны, образованной тремя последовательно соединенными устройствами. Напряжение нагрузки измерено.

Характеристики

Благодаря технологиям оптимизации магнитного потока и векторной широтно-импульсной модуляции, разработанным инженерами из Германии, обеспечивается точность частоты вращения двигателя в пределах 2%. Время отработки скачка составляет < 10 мс. Разрешение выходной частоты достигает 0, 01Гц.

Высокая надежность конструкции

Высокая надежность и длительный срок службы
Надежность и стабильность являются основными принципами выбора моделей основных компонентов. Рекомендуется использовать БТИЗ, мостовой выпрямитель, приводной модуль, конденсатор и оптоволокно от известных международных брендов. Должна быть обеспечена достаточная избыточная безопасность при выборе мощности, таким образом увеличивается допустимая перегрузка оборудования и гарантируется его надежность и долговечность.
Оперируя понятиями конструкции структуры, мы используем передовые идеи конструкции от международно известных компаний ABB, Siemens и Robicon, что позволяет нам производить полноценное стабильное оборудование с множеством последовательно соединенных блоков. Стандартные установки имеют модульную конструкцию, используется автоматический байпас, обеспечивающий надежность работы оборудования и значительно снижающий возможность возникновения перебоев.
Установленный срок службы составляет 20 лет, среднее время безотказной работы - более 100 тыс. часов, среднее время до восстановления работоспособности - менее 10мин. Хорошая теплоотдача и вентиляция обеспечиваются при помощи вентиляторов известных международных марок, которые устанавливаются в верхней части трансформаторного шкафа, шкафа блока инвентора и шкафа управления. Среднее время безотказной работы системы воздушного охлаждения дольше по сравнению с другими приборами.

Подача питания осуществляется при помощи управляемого источника питания
Подача питания осуществляется при помощи источника питания, управляемого двойной петлей стандартной конфигурации. (1-контурная внутренняя петля с напряжением переменного тока 220В, 1-контурная внешняя петля с напряжением переменного тока 220В) В качестве внутреннего источника питания выступает вспомогательная вторичная обмотка с входной стороны изолирующего трансформера. Управляемый источник питания бесперебойно работает при высоком напряжении. При потере энергии в основном источнике питания внешний источник (220В) продолжает работу в качестве резервного.
Опциональный внешний источник питания (постоянное напряжение 220В или 110В) предназначен для измерения электропитания системы управления распределительной комнаты высокого напряжения для обеспечения стабильного источника питания от системы постоянного тока.
Доступен опциональный источник бесперебойного питания для обеспечения более стабильного резервного электропитания.

Волоконно-оптическая связь
Волоконно-оптическая связь используется в частотно-регулируемом приводе для реализации полной оптической изоляции.
Это также обеспечивает защиту от радиопомех.

Функция автоматического ограничения тока.
Частотно-регулируемый привод Sinopak предполагает пространственный вектор и широтно-импульсный преобразователь последнего поколения, данные технологии позволяют осуществлять автоматическое ограничение по крутящему моменту. В ситуации возникновения нагрузки, превышающей норму или при кратковременном механическом заедании данное оборудование автоматически снижает рабочую частоту, ограничение выходной мощности, крутящий момент и ток, что позволяет избежать перегрузок. После ликвидации чрезмерной нагрузки частотно-регулируемый привод возвращается к нормальной рабочей частоте.

Работа байпаса в источнике питания
Все оборудование данной серии оснащено байпасом для блока питания. При возникновении неполадок источник питания может быть автоматически переключен на байпас, в процессе работы оборудование осуществляется автоматическая стабилизация выходного трехфазного напряжения. . После переключения на байпас регулировка выходного значения осуществляется в соответствии с байпас-режимом, токовая нагрузка поддерживается при высокой выходной мощности.
▲ Контактор является компонентом байпаса, обеспечивающим высокую защиту от помех и безопасность эксплуатации.
▲ Байпас и инверторная схема работают независимо друг от друга, тем самым обеспечивая высокую стабильность.

Надежная конструкция
Электромагнитное экранирование шкафа обеспечивает соответствие электромагнитной совместимости требованиям IEC1000-4 и IEC1800-3. Интегрированная конструкция включает в себя сухой трансформатор (класс изоляции H) высокой надежности. Возможен контроль температуры сердечника и обмоток фазорегулирующего трансформатора. Пороговый коммутатор разработан для трансформаторного шкафа, он обеспечивает воспроизведение системой сигнала при открытии шкафа в процессе работы трансформатора. Нагревательное оборудование, предотвращающее конденсацию при низкой температуре, может использоваться для обеспечения длительной работы трансформатора в условиях холода и влаги.

Абсорбционная способность для защиты по электропитанию.

Данная серия HVF продукции Sinopak обладает высокой абсорбционной способностью для защиты по электропитанию, что позволяет поглощать наибольший ток для успешного включения питания. Абсорбционная способность для защиты по электропитанию включает в себя:

Антипомпажное регулирование
Входное напряжение источника питания посредством предохранителя проходит через трехфазный выпрямитель, после чего фильтруется с помощью электролитического конденсатора, переходя в постоянный ток. Для предотвращения выброса тока при включенном питании контактор и резистор устанавливаются параллельно, после чего соединяются между трехфазным выпрямителем и фильтрующего электролитического конденсатора. В результате электролитический конденсатор заряжается через силовой резистор при включенном питании.

Антипомпажное регулирование
Основная схема фазорегулирующего трансформатора оснащена антипомпажными резисторами и вакуумным контактором, которые позволяют эффективно сократить ток возбуждения и зарядный ток электролитического конденсатора в момент включения.

Импульсный разрядник для защиты от перенапряжения
Входная клемма высоковольтного источника питания оснащена импульсным разрядником, который поглощает атмосферное перенапряжение и коммутационное перенапряжение в энергосистеме.

Пуск при полном крутящем моменте и низкой частоте вращения

Программное обеспечение для динамической широтно-импульсной модуляции обеспечивает стабильность работы оборудования на низкой частоте (приблизительно 0.1Гц) с наибольшим диапазоном регулировки скорости.
Пусковой крутящий момент частотно-регулируемого привода регулируется. При запуске перегруженного устройства, такого как ленточный конвейер, роликовая мельница или тяговый вентилятор, частотно-регулируемы привод обеспечивает нормальный старт нагрузки при высоком пусковом крутящем моменте и низкой рабочей частоте (приблизительно 0,1Гц).
Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD от Sinopak - это высокоэффективное оборудование, подходящее не только для нагрузок от переменного крутящего момента, но и для нагрузок при постоянном крутящем моменте.

Реверсивный пуск двигателя при низкой скорости вращения

Данный частотно-регулируемый привод оснащен функцией запуска двигателя с обратным вращением на низкой скорости. В оборудовании используется эквивалент технологии торможения постоянным током при запуске двигателя с обратным вращением на низкой скорости. Это позволяет снизить скорость двигателя до нуля и осуществить его запуск с нулевой скорости. Данная функция обеспечивает обратное вращение двигателя в безопасном режиме без тока срабатывания.

Повторный пуск с контролем скорости (запуск с хода)

Данный частотно-регулируемый привод предполагает уникальный алгоритм управления асинхронным электроприводом переменного тока для осуществления автоматического поиска и определения скорости вращения привода. Он запускает роторный электродвигатель при близкой к нулю скорости тока, тем самым обеспечивая безопасный запуск при низком токе. Это позволяет уменьшить воздействие на энергосистему и ослабить влияние на производство в случае перебоев.

Высокие характеристики входной стороны

Для устройств 6кВ: Входной импульсный сигнал 30/36
Для устройств 10кВ : Входной импульсный сигнал 48/54
Низкие гармоники в энергосети Нет необходимости в установке фильтра шумов Коэффициент гармоник входного сигнала соотвествует требованиям IEEE 519-1992 и GB/T14549-2002.
Фактор мощности превышает 0.97 при номинальной нагрузке в диапазоне регулировки нормальной скорости.
Синяя и желтая кривые на диаграмме - это кривая входного тока и кривая входного напряжения соответственно. Обе формы волн близки к синусоидальной волне с незначительным количеством гармоник.

Высокие характеристики выходного сигнала

Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD от Sinopak характеризуется многоуровневой синусоидальной широтно-импульсной модуляцией. Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD 6кВ обеспечивает выходное фазное напряжение 11 или 13 уровня, а также линейное напряжение 21 или 25 уровня; привод 10кВ обеспечивает выходное линейное напряжение 17 или 19 уровня, а также 33 или 37 уровня. Он имеет маленькие значения dt/dv, выходное напряжение и волны тока близки к синусоидальным волнам. Данное оборудование не имеет особых требований к двигателю, оно совместимо с двигателями производства Китая.
Стандартные кабели питания могут использоваться в качестве входных и выходных кабелей. Выходной кабель протягивается на 1500м ( возможен подбор более длинного кабеля). Данный привод работает стабильно при небольшом выходном напряжении и при наличии гармоник, отличается небольшой пульсацией крутящего момента и низким уровнем шума.

Диагностика ошибок

Обладая функциями диагностики и устранения неисправностей частотно-регулируемый привод HVF MVVFD классифицирует и обрабатывает обнаруженные ошибки на основе показателей, выдавая отчет о неисправностях в режиме реального времени.
Данный привод также оснащен функциями защиты от перегрева, входного перенапряжения и недостаточного напряжения, от перегрузки по току, перегрузки двигателя, от короткого замыкания, перегрузки основного агрегата, перебоев в блоке питания, повреждений охлаждающего вентилятора и блокировки дверей высоковольтного распределительного устройства. Некоторые неисправности могут спровоцировать отключение высоковольтного распределительного устройства на входе.

Высокая адаптивность к колебаниям напряжения в энергосети

Данный привод может работать при полной нагрузке в диапазоне напряжения энергосети от -20% до 15%.
Он продолжает работу при сниженной нагрузке с уменьшением напряжения энергосети на 35%.

Предотвращение потерь мощности и быстрое восстановление энергосбережения

Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD поддерживает нормальную работу в течение 10 циклов после отключения электропитания. Более длительный перерыв в подаче электропитания допустим при низкой нагрузке.
При потере мощности на период более 10 циклов оборудование автоматически начинает функционировать в режиме пониженной нагрузки. Частотно-регулируемый привод отключается, когда продолжительность перерыва в подаче энергии превышает 10 сек.
Когда подача питания в энергосети возобновляется, рекомендуется перезапустить оборудование, установив скорость в соответствии с установленными требованиями.

Надежная функция контроля резерва

Управляющая часть сердечника содержит две системы управления с ЧПУ и сенсорным дисплеем на основе панели управления DSP, которая оснащена двойной функцией контроля резерва. Система с ЧПУ используется в качестве внешнего интерфейса, осуществляющего переход от порта внешнего управления к внутренней панели управления DSP. Внешний порт полностью изолирован от платы внутренней панели управления. Это не только значительно увеличивает надежность системы и ее защиту от помех, вызванных внешней системой и оказывающих воздействие на панель управления, но и способствует большему удобству обслуживания и совершенствования системы, а также добавлению функции контроля. Конструкция более надежна по сравнению с конструкцией с панелью управления с однокристальной схемой, используемой большинством аналогичных предприятий в Китае.

Предотвращение резонанса

Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD позволяет пользователям установить 3 блока точек перескока по частоте, для того, чтобы избежать механического резонанса электромеханической системы, тем самым обеспечивая безопасность и надежность эксплуатации системы привода.

Автоматическая оптимизация магнитного потока

Частотно-регулируемый привод HVF MVVFD использует технологию оптимизации магнитного потока в системе регулирования скорости, в том числе двигателей, это повышает эффективность системы на 1-10%, позволяя сэкономить большее количество энергии по сравнению с аналогичным оборудованием.
Автоматическая оптимизация магнитного потока также способствует уменьшению рабочего тока и повышает стабильность устройства. Данные приводы изготовлены на основе общей схемы разработки частот промышленной сети. При работе двигателей на переменной частоте наилучшая напряженность магнитного поля в отличие от номинальной напряженности магнитного поля наблюдается на заданной частоте (особенно в пределах средней и низкой частоты), что может вызвать увеличение рабочего тока и нестабильность работы, если применяется традиционное векторное управление. В таком случае частотно-регулируемый привод HVF MVVFD осуществляет автоматическую оптимизацию магнитного потока в сочетании с алгоритмом пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции для обеспечения соответствия магнитного потока заданному значению, снижения рабочего тока двигателя и повышения стабильности системы.

Высокая производительность

Расчётная мощность привода 10кВ составляет 20000кВт, а привода 6кВ - 12000кВт. Десятки синхронных / асинхронных двигателей мощностью свыше 5000 кВт широко применяются во многих областях применения.

Технические параметры

Применение