Преобразователи частоты серии ПЧ-ТТП для синхронного электропривода класса напряжения 6 Кв, 10 Кв, 15,75 Кв

Описание и основные характеристики

Эффективность

• Один тиристорный преобразователь частоты (далее ТПЧ) может быть использован для поочередного или группового пуска нескольких электроприводных агрегатов с синхронными двигателями;
• Пуск двигателя осуществляется плавно, с токами меньше номинального значения, что не приводит к перегреву поверхности ротора, ударным механическим воздействиям на обмотки статора и, как следствие, обеспечивает значительное увеличение ресурса двигателя;
• Нет никаких ограничений по количеству частотных пусков электроприводного агрегата с синхронным двигателем от ТПЧ; экспериментально подтверждена возможность 15 пусков в течение одного часа серийных двигателей Лысьвенского завода и более 2000 пусков в течение одного года без какого либо ремонта ротора или статора;
• Остановка электроприводного агрегата за счет рекуперативного электрического торможения обеспечивает возврат электроэнергии в питающую сеть;
• Реализация с помощью ТПЧ режима стационарной точной синхронизации электроприводного агрегата с питающей сетью гарантирует надежное переключение двигателя в сеть без бросков тока и механических ударов;
• Применение ТПЧ позволяет снизить требования к высоковольтной линии, питающей предприятие, поскольку при пуске очередного электроприводного агрегата не происходит просадки напряжения в линии (пусковой ток в 5-10 раз меньше по сравнению с реакторным пуском);
• Мощность ТПЧ, используемого для пуска разгруженного двигателя, составляет (20-30)% от номинальной мощности электроприводного агрегата, что предопределяет высокие технико-экономические показатели пускового ТПЧ;
• Эффективность использования ТПЧ в составе частотно-регулируемого электропривода с синхронными двигателями определяется как вышеперечисленными обстоятельствами, так и значительной экономией электроэнергии и расширением технологических возможностей, особенно в тех случаях, когда требуется значительный диапазон регулирования частоты вращения электроприводного агрегата.

 

Состав и описание работ привода ТПЧ

Принцип действия преобразователя заключается в преобразовании переменного трехфазного напряжения промышленной частоты в переменное напряжение с регулируемой выходной частотой. Функционально силовая схема преобразователя частоты представляет собой тиристорный преобразователь с явно выраженным звеном постоянного тока и инвертором тока, ведомым нагрузкой - синхронной машиной (СМ). Конструктивно преобразователь включает следующие составные части:

• Токоограничивающий реактор - 1 шт.
• Блок силовой - 2 шт.
• Реактор сглаживающий - 1 шт.
• Шкаф управления - 1 шт.

Напряжение сети промышленной частоты подается на токоограничивающий трехфазный реактор, выполненный в виде единой конструкции и предназначенный для ограничения тока преобразователя в аварийных режимах, а также для уменьшения влияния ТПЧ на сеть. Со стороны СМ ограничение токов коротких замыканий в преобразователе осуществляется за счет реактансов синхронной машины.

Шкафы ввода питания служат для измерения входных и выходных параметров преобразователя, защиты преобразователя и СМ от коммутационных перенапряжений (между фазами и относительно земли). В шкафах размещены трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и защитные RС- цепи.

Шкафы тиристорные служат для размещения сетевого управляемого выпрямителя и выходного инвертора тока. Частота выходного напряжения инвертора определяется его системой импульсно-фазового управления (СИФУ), а коммутация тиристорных вентилей инвертора осуществляется под действием ЭДС синхронной машины (в диапазоне 3-60 Гц).

Реактор сглаживающий, установленный между выпрямителем и инвертором, выполняет функции звена постоянного тока и обеспечивает сглаживание пульсаций тока на выходе выпрямителя. Конструктивно включает две симметричные обмотки L1 и L2. Для ограничения уровней межфазных коммутационных перенапряжений в выпрямителе и инверторе и коммутационных перенапряжений относительно земли на обмотках СМ предусмотрена установка демпфирующих RС - цепей на выходе преобразователя, а также параллельно обмоткам сглаживающего реакторам.

Шкаф управления служит для размещения средств управления, измерения, сигнализации и защиты.

Краткая техническая характеристика ТПЧ

Структура условного обозначения преобразователя:

ПЧ-ТТП-ХХХ-Хк-50-УХЛ4

ПЧ - преобразователь частоты

Т - род тока питающей сети: трехфазный

Т - род тока на выходе: трехфазный

П - способ охлаждения: принудительное воздушное

ХХХ - номинальный выходной ток (фазный), А

Хк - номинальное выходное напржение (линейное), кВ

50 - номинальная частота выходного напряжения, Гц

УХЛ4 - вид климатического исполнения и категория размещения по ГОСТ15150

Технические данные

Наименование параметра	ПЧ-ТТП-100-6(10)к-50	ПЧ-ТТП-200-6(10)к-50	ПЧ-ТТП-500-6(10)к-50	ПЧ-ТТП-800-15,75к-50
Напряжение питающей сети, В	6300(10500)	6300(10500)	6300	15750
Частота питающей сети, Гц	50	50	50	50
Номинальная выходная мощность, кВА	1040(1730)	2080(3460)	5200(8660)	21800
Номинальный выходной ток, А	100	200	500	800
Номинальное выходное напряжение, В	6000(10000)	6000(10000)	6000(10000)	15750
Номинальная выходная частота, Гц	50	50	50	50
Число фаз выходного напряжения	3	3	3	3
Коэффициент полезного действия, не ниже	0,97(0,975)	0,97(0,975)	0,97	0,975
Коэффициент мощности на выходе в номинальном режиме, не ниже	0,85	0,85	0,85	0,85
Диапазон изменения выходной частоты, Гц	0-50	0-50	0-50	0-50
Диапазон регулирования выходной частоты, Гц	3-50	3-50	3-50	3-50
Перегрузки по току, А
в течение 5 мин 1,25 I н	120	240	600	960
в течение 60 сек. 1,5 I н	150	300	750	1200
Максимальный выходной ток при работе в качестве пускового устройства в повторно-кратковременном режиме (из холодного состояния)	200	400	1000	1500
Диапазон рабочих температур, ° C	+1 - +35	+1 - +35	+1 - +35	+1 - +35
Технические условия	ТУ16-2000 ИЕАЛ.435000.149 ТУ

 

Габаритные размеры и масса составных частей преобразователей частоты

Составные части преобразователя	Длина, мм	Глубина, мм	Высота, мм	Масса, кг	Кол-во на преобразователь, шт.
ПЧ-ТТП-100-6(10)к-50 УХЛ4
Шкаф тиристорный	1500	600	2200	980	2
Шкаф выхода(ввода)	900	600	2200	570	2
Шкаф управления	600	700	2200	250	1
Реактор токоограничивающий	710	710	1155	230	1
Реактор сглаживающий	935	755	1260	1207	1
ПЧ-ТТП-200-6(10)к-50 УХЛ4
Шкаф тиристорный	1500	600	2200	980	2
Шкаф выхода(ввода)	900	600	2200	570	2
Шкаф управления	600	700	2200	250	1
Реактор токоограничивающий	830	830	1465	615	1
Реактор сглаживающий	1240	1100	1520	2970	1
ПЧ-ТТП-500-6(10)к-50 УХЛ4
Шкаф тиристорный	900	600	2200	500	6
Шкаф выхода(ввода)	900	600	2200	570	2
Шкаф управления	600	700	2200	250	1
Реактор токоограничивающий	1000	1000	1415	904	1
Реактор сглаживающий	1240	1050	1520	3300	1
ПЧ-ТТП-800-15,75к-50 УХЛ4
Шкаф тиристорный	1200	1200	2200	910	6
Шкаф выхода(ввода)	1200	1200	2200	470	2
Шкаф резисторов и конденсаторов	1200	1200	2200	645	2
Шкаф демпфирования	1200	1200	2200	400	1
Шкаф управления	800	800	2200	350	1

 

Система управления преобразователем осуществляет:

• Частотный пуск синхронной машины (СМ) с токами меньше номинального значения в заданном направлении вращения в условиях синхронизма частоты вращения СМ с напряжением на СМ без датчика положения ротора на валу (до частоты вращения равной 2,5-3 Гц).
• Плавное регулирование частоты вращения СМ в диапазоне 3-50 Гц, или автоматический разгон СМ до синхронной с сетью частоты вращения с постоянным темпом, задаваемым оператором, или максимально возможным темпом, определяемым номинальным током преобразователя.
• Стационарный режим точной синхронизации частоты и фазы напряжения на СМ с частотой и фазой напряжения сети, на питание от которой необходимо переключить СМ.
• Бестолчковое переключение СМ на питание от сети из стационарного режима точной синхронизации, независимо от характера и величины нагрузки.
• Рекуперативное торможение СМ с любой частоты вращения с заданным темпом, в том числе и торможение из режима питания от сети (с автоматическим отключением от сети), до полной остановки СМ, исключающей вращение СМ в зоне низких частот (менее 0,02 Гц).
• Автоматическое переключение СМ, питающейся от промышленной сети, на преобразователь для регулирования частоты вращения СМ в диапазоне 50-3 Гц.
• Формирование команды на включение и отключение системы возбуждения СМ, а для частотно-регулируемых электроприводов (в том числе и при групповом регулировании частоты вращения нескольких электроприводных агрегатов с синхронными двигателями) — регулирование тока возбуждения СМ.

Системы преобразователя обеспечивают защиту:

• При снижении напряжения питания собственных нужд ниже 0,8 Uном;
• При снижении напряжения питающей сети на входе преобразователя ниже 0,8 Uном;
• При повышении напряжения на выходе преобразователя выше 1,1 Uном,
• При появлении перенапряжений относительно «земли» на входе преобразователя выше допустимого уровня (1,2 Umnном);
• При появлении перенапряжений на выходе преобразователя относительно «земли» выше амплитуды линейного напряжения (1,2 Umnном);
• При повышении тока выше 2 Iном, или по интегральной токовой защите I2t;
• При опрокидывании инвертора (дифференциальная токовая защита);
• При открывании дверей шкафов;
• При пробое более одного тиристора в силовом блоке;
• При появлении сигнала на отключение из схем защиты и управления синхронной машины.

Защита преобразователя осуществляется мгновенным изменением угла управления выпрямителем в сторону максимального значения ("Инвертирование") с последующим снятием импульсов управления и подачей команды на включение короткозамыкателей; этим образуется цепь для протекания тока звена постоянного тока при отключенных выключателях.

Сигнализация и индикация

Преобразователь имеет систему аварийной и предупредительной сигнализации по перечисленным видам защит с выходом суммарных сигналов в общую систему сигнализации преобразователя, а также индикацию:

• О пробое одного тиристора в блоках ПЧ;
• О наличии напряжения питающей сети;
• О включенном и отключенном состоянии преобразователя.

Условия эксплуатации

Климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150 (температура окружающей среды от плюс 1°С до плюс 35°С, верхнее значение относительной влажности воздуха 80% при температуре окружающей среды плюс 25°С без конденсации влаги). 3.6. РЕСУРС

• Средняя наработка на отказ не менее 10 000 ч.
• Девяностопроцентный ресурс не менее 20 000 ч.
• Средний срок службы не менее 10 лет.
• Среднее время восстановления работоспособности с использованием одиночного комплекта ЗИП не более 1 часа.

Питание силовых цепей преобразователя осуществляется от трехфазной сети соответствующего напряжения непосредственно или через разделительный трансформатор. Питание цепей управления и защиты осуществляется от сети 380 В, 50 Гц. Охлаждение преобразователя воздушное принудительное. Рабочее положение преобразователя - вертикальное. Допускается отклонение от рабочего положения не более 5° в любую сторону.

Комплект поставки

Базовый комплект поставки

• Блоки силовые
• Шкаф управления
• Сглаживающий реактор
• Токоограничивающий реактор
• Эксплуатационная документация
• Комплект ЗИП