Высоковольтный преобразователь частоты «Геркулес»

Полное описание

Высоковольтные преобразователи частоты серии «Геркулес» - это автоматические системы нового поколения, управляющие частотой вращения электродвигателей за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной амплитуды и частоты. Основой системы, которую разработала и производит наша компания, является прямая схема преобразования высокого напряжения, позволяющая получать выходной сигнал напряжения, близкий к синусоидальной форме. Это достигается за счет использования каскада инверторных ячеек на выходе, что позволяет системе работать с высоковольтными асинхронными и синхронными двигателями без дополнительного повышения напряжения и без установки дополнительных электрических фильтров.

В преобразователях используется высокоэффективный режим бессенсорного векторного управления частотой вращения и режим U/f управления.

 Преимуществом нашей системы является низкое искажение синусоидальности входного и выходного напряжения, высокий коэффициент мощности, высокая точность регулирования, быстрая реакция на динамическое изменение крутящего момента и высокое значение крутящего момента на низкой скорости.

Высоковольтные преобразователи частоты серии «Геркулес» могут использоваться с трехфазными электродвигателями переменного тока при следующих значениях напряжения – 3; 3,3; 4,16; 6; 6,6; 10 и 11 кВ. Ниже перечислены основные отличительные характеристики.

Малое искажение входного напряжения и тока

Величина коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и тока соответствует самым строгим требованиям стандарта IEEE 519-1992 на содержание гармоник в силовых электрических системах. Это достигается смещением фаз вторичной обмотки фазосдвигающего трансформатора и использованием многопульсной схемы выпрямления (30-ти пульсной для 6 кВ, 48-ми пульсной для 10 кВ). Использование фазосдвигающего трансформатора позволяет реализовать гальваническую развязку инверторных ячеек от источника питания, что устраняет большую часть гармонических составляющих тока, вызываемых работой инверторных ячеек.

Низкий уровень выходных гармоник

Использование технологии PWM позволяет снизить уровень выходных гармоник без применения выходного фильтра. Это имеет следующие положительные аспекты применения:

• низкий уровень шума электродвигателя при работе;
• не требуется завышение номинальных характеристик электродвигателя;
• практически отсутствует нагрев электродвигателя, вызываемый гармоническими составляющими;
• устранена неравномерность крутящего момента даже в условиях низкой скорости;
• минимизируется соотношение dU/dt, что благоприятно влияет на изоляцию кабеля и электродвигателя;
• нет ограничения на длину кабеля по причине возникающих перенапряжений на конце кабельной линии.

Всё это снижает износ электродвигателя и механизма, а также сокращает затраты на техобслуживание.

Высокоэффективный режим бессенсорного векторного управления

Эффективность этого режима управления сопоставима с эффективностью режима векторного управления. При этом достигается высокая точность регулирования и быстрый динамический отклик, а максимальный крутящий момент на выходе достигается даже при низкой частоте.

Векторизированный режим U/f управления

Выполнена оптимизация стандартного U/f управления для обеспечения быстрого динамического отклика, автоматического увеличения крутящего момента и достижения высокого крутящего момента на низких частотах.

Отличная низкочастотная коррекция

Форма выходного тока высоковольтных преобразователей частоты, как правило, была неустойчива на низких частотах, особенно на частотах ниже 10 Гц. Кроме того, на низких частотах присутствовали механические колебания, вызванные гармоническими составляющими в токе. В векторных преобразователях серии «Геркулес» применяется алгоритм компенсации прерывистых токов и подавления низкочастотных колебаний, позволяющий получать качественный выходной сигнал в векторном и скалярном режимах управления.

Высокая адаптивность напряжения

Имеется возможность адаптировать работу преобразователя частоты к широкому диапазону входного напряжения, этим достигается устойчивость работы при изменениях напряжения в сети в пределах -15%~+10%. Функция автоматического регулирования напряжения предназначена для автоматической подстройки выходного напряжения в соответствии с колебаниями напряжения в сети. Высоковольтные преобразователи частоты серии «Геркулес» способны непрерывно работать при кратковременных просадках напряжения в сети до уровня 85%~65% от номинального значения или при превышении его до 110% ~120% от номинального значения.

Отслеживание частоты вращения

Функция отслеживания частоты вращения автоматически запускается после запуска электродвигателя от преобразователя частоты, если в системе заданы определенные параметры. По умолчанию для режима пуска установлен режим отслеживания частоты вращения, при котором частота вращения электродвигателя может быть определена во всём диапазоне частот вращения, что позволяет избежать возникновения динамической перегрузки при запуске.

Повышенная надёжность

Для обеспечения надёжности в преобразователе частоты серии «Геркулес» имеется: 2 входа напряжения для питания системы управления, возможность байпасирования инверторной ячейки и автоматическое переключение между работой на регулируемой частоте и частоте сети.

Функция байпаса инверторных ячеек

В случае отказа какой-либо инверторной ячейки электропривод может продолжать работу с исключением из цепи неисправной ячейки. При этом преобразователь частоты будет работать на пониженных номинальных характеристиках. Пользователи могут выбрать как автоматический, так и ручной режим байпаса инверторных ячеек, изменяя соответствующий параметр.

Плавный пуск без бросков тока

Преобразователи частоты серии «Геркулес» имеют возможность осуществления плавного пуска без превышения тока. Время пуска задается пользователем. Внутренняя функция защиты ограничивает скорость разгона при превышении тока и предназначена для подавления бросков тока во время пуска электродвигателя, что позволяет обеспечить безопасность работы и увеличить срок эксплуатации, а также осуществлять пуск без негативного воздействия на сеть и электродвигатель. Кроме того, данная функция позволяет предотвращать поломку короткозамкнутого ротора электродвигателя при пуске и возникновение неисправностей связанных с тяжёлыми условиями пуска.

Плавное торможение без перенапряжения

Оптимизированный алгоритм торможения позволяет распределить энергию, выделяющуюся при торможении между всеми инверторными ячейками, предотвращая перенапряжение. Время торможения задается пользователем.

Различные интерфейсы терминала пользователя

Стандартный преобразователь частоты серии «Геркулес» оборудован множеством клемм ввода/вывода: 3 аналоговых входа, 4 аналоговых выхода, 16 цифровых входов, 20 релейных выходов, 1 высокочастотный импульсный вход и 1 высокочастотный импульсный выход. Все входы и выходы являются программируемыми, что позволяет пользователю создавать свою прикладную систему, а также гарантирует возможность расширения системы.

Продолжение работы после внезапного отключения электропитания

Электропитание в сети может пропасть из-за отключения, однако электродвигатель способен вырабатывать энергию для поддержания работы системы, поэтому система будет готова к продолжению работы после включения питания. Преобразователь частоты серии «Геркулес» может продолжить работу после внезапного отключения питания и вернуться на нормальный режим работы после включения питания. Функция рестарта позволяет перезапустить преобразователь при продолжительности отключения до 5 секунд.

Многочисленные функции интерфейса оператора

В преобразователях частоты серии «Геркулес» взаимодействие с оператором осуществляется с помощью сенсорной панели, которая содержит большое количество настроечных функций и процессов, отображаемых в режиме реального времени на дисплее с удобным интерфейсом. Пользователь может легко отслеживать состояние оборудования во время работы и управлять электроприводом в соответствии с требованиями технологического процесса. Ведётся учёт расхода потребляемой электроэнергии.

Функции аварийной сигнализации и защиты от повреждений

Преобразователи частоты серии «Геркулес» обеспечивают множество функций аварийной сигнализации и защиты, среди которых 50 видов сообщений о неисправности, касающихся инверторных ячеек. Работу всех этих функций можно настроить с использованием параметров группы P9.

Устойчивый управляющий сигнал

Управляющий сигнал преобразователя частоты серии «Геркулес» изолирован от сети. Для передачи ответственных сигналов используется оптоволоконный кабель, обладающий помехозащищенностью и способностью передавать сигналы на большие расстояния.

Режим одного преобразователя и нескольких электродвигателей

Высоковольтный преобразователь частоты серии «Геркулес» может работать с несколькими шкафами байпасного переключения (поставляются опционально), к которым подключаются электродвигатели. Эта функция может использоваться для систем водоснабжения и для гибкого пуска с плавным переключением между регулируемой частотой и частотой сети.

Управление устройствами ведущий-ведомый

Функция управления ведущим и ведомым устройствами распределяет нагрузку на несколько технологически (или механически) связанных электродвигателей, выполняет синхронизацию частот вращения, работая как сеть с единым контуром управления. Используется, например, для управления несколькими электродвигателями ленточного конвейера.

Высокая надежность и удобное техобслуживание

Модуль IGBT высоковольтного преобразователя частоты серии «Геркулес» имеет относительно большой расчетный запас по напряжению и току. Для защиты модуля IGBT при запуске и сверхтоке используется специальная задающая схема модуля (так называемый драйвер), которая обеспечивает высокую надежность.

Преобразователь частоты серии «Геркулес» создан на основе применения модульного принципа. Инверторные ячейки, представляющие собой блоки одинакового размера, разработаны для удобства и универсальности использования. В случае неполадки любой блок можно легко и быстро заменить в течение нескольких минут с помощью простых инструментов.

Вентиляционные решётки с фильтрами, установленные с внешней стороны шкафа преобразователя, удобны для обслуживания.

Синхронизированное переключение электродвигателя между работой от сети и от преобразователя частоты (опционально)

Функция синхронизированного переключения позволяет осуществлять плавное переключение электродвигателя между работой от сети и от преобразователя частоты (и наоборот), что уменьшает воздействие на сеть и двигатель.

* Указанная в документах степень защиты IP41 опционально может быть изменена на IP42.

** ООО "НПП "ИТ СПб" оставляет за собой право изменять технические характеристики изделия без предварительного уведомления.

ВЧП "Геркулес" обеспечивает:

• Экономию электроэнергии до 50%;
• Снижение пусковых токов до номинальных значений;
• Исключение гидроударов в трубопроводе (в случае перекачки жидкостей);
• Синхронизацию с сетью и подхват двигателя агрегата, работающего от сети;
• Поочередный плавный пуск, регулирование скорости вращения группы электродвигателей.

Изменение потребления мощности при регулировании

Технические характеристики

Схемы внедренных проектов в различных отраслях промышленности