Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

СПЧН 250

СПЧН 250

Стабилизированный источник синусоидального напряжения с регулируемыми в широком диапазоне значениями частоты и уровня, разработан для применения в качестве источника питания при испытаниях силовых одно- и трехфазных трансформаторов.

Первый транзисторный преобразователь частоты мощностью 3000 кВт изготовлен «НПП ЛМ Инвертор» в 1999 году. Компания обладает опытом изготовления преобразователей частоты для испытательных станций силовых трансформаторов и реакторов большой мощности.

«НПП ЛМ Инвертор» предлагает индивидуальный подход к каждому заказчику и стремится к максимальной адаптации источника питания к технологическому процессу.

Назначение и область применения

СПЧН — статический преобразователь частоты, предназначенный для применения в качестве источника питания при испытаниях силовых трансформаторов.

СПЧН может быть использован как универсальный стабилизированный источник переменного напряжения для объектов с высокими требованиями к качеству питающего напряжения.

Эффективность применения

СПЧН построен на основе мощных быстродействующих IGBT-транзисторов, позволяющих осуществлять высокочастотное широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. За счет этого удается получить набор системных свойств, который объединяет в себе лучшие черты электромашинных преобразователей, регулируемых трансформаторов и тиристорных преобразователей энергии, а также имеет некоторые уникальные свойства, отсутствующие у перечисленных устройств:

  • высококачественное отслеживание синусоидального напряжения или тока;
  • глубокое регулирование уровня выходного напряжения;
  • регулирование частоты выходного напряжения в широком диапазоне;
  • возможность работы на нагрузку как с опережающим, так и отстающим углом импеданса;
  • способность поддержания синусоидальной формы напряжения (тока) при работе на нелинейную нагрузку;
  • высокая динамичность, обеспечивающая не только строгое поддержание качества основной гармоники при возмущениях, но и быстрое подавление переходных составляющих, включая и все переходные высокочастотные колебания;
  • эффективное быстрое ограничение токов (напряжений) в аномальных и аварийных режимах;
  • малое собственное потребление мощности (высокий коэффициент полезного действия).

Виды испытаний трансформаторов при питании от СПЧН

СПЧН может быть применен в качестве стабилизированного по частоте и уровню напряжения источника синусоидального напряжения (с регулируемой уставкой частоты и уровня напряжения) при проведении следующих видов испытаний силовых трансформаторов:

  • Измерение потерь и тока холостого хода (частота 50 Гц ± 0,1 %): здесь существенно используется свойство IGBT-преобразователя компенсировать высшие гармоники тока нелинейной нагрузки, сохраняя синусоидальное напряжение, т.е. имитировать сеть бесконечно большой мощности (ток холостого хода трансформатора, как правило, сильно искажен).
  • Измерение потерь и напряжения короткого замыкания (частота 50 Гц ± 0,1 %): здесь существенно используется способность IGBT-преобразователя работать на индуктивную нагрузку (недокомпенсация) или емкостную (перекомпенсация) и эффективно подавлять при этом колебательные и апериодические переходные составляющие; СПЧН заменяет либо двухмашинный электромеханический преобразователь 50/50 Гц, либо индукционный регулятор напряжения, либо регулируемый трансформатор (автотрансформатор); компенсирующая конденсаторная батарея входит в состав выходного фильтра СПЧН.
  • Испытания индуктированным напряжением повышенной частоты с возможностью измерения уровня частичных разрядов (частота 100-120 Гц ± 0,1 %): СПЧН заменяет специальный двухмашинный электромеханический преобразователь с генератором повышенной частоты специальные виды испытаний на номинальной (50 Гц) или повышенной (до 120 Гц) частоте с трехфазной или однофазной нагрузкой (проверка коэффициента трансформации, испытания на нагрев и т.д.).

Синусоидальная форма выходного напряжения сохраняется при работе на нелинейную нагрузку

Синусоидальная форма выходного напряжения

  • СПЧН позволяет работать как на трехфазную так и на однофазную нагрузку (через согласующий трансформатор).
  • Входящий в состав СПЧН LC-фильтр полностью устраняет ШИМ-пульсации выходного напряжения.
  • Для фильтрации высокочастотных помех от быстрых фронтов переключений транзисторов на выходе СПЧН применен фильтр радиопомех.
  • Различные схемы включения обмоток согласующего трансформатора позволяют изменять номинальное выходное напряжение, обеспечивая оптимальное согласование по мощности источника с нагрузкой.
  • Возможность параллельной работы двух СПЧН позволяет удваивать выходную мощность (испытывать трансформаторы вдвое большей мощности).

Основные технические характеристики

Преимущества перед электромашинными агрегатами

Традиционно в качестве источника питания с регулируемым напряжением на испытательных станциях применяются электромашинные агрегаты, состоящие из приводного двигателя и синхронного генератора, причем при испытаниях напряжением частотой 50 Гц и напряжением повышенной частоты используются разные агрегаты.

Использование преобразователя частоты типа СПЧН в качестве регулируемого источника питания обеспечивает существенные технические и эксплуатационные преимущества:

  • СПЧН обеспечивает практически синусоидальное напряжение при нелинейной нагрузке;
  • регулирование выходного напряжения СПЧН может осуществляться в широком диапазоне (от 5 % до 100 %) с любой задаваемой скоростью, как автоматически, так и вручную;
  • регулировка частоты выходного напряжения СПЧН в широком диапазоне (от 49 до 120 Гц) с малым шагом (доли герц) дает возможность подстройки частоты к резонансной частоте нагрузки;
  • точность поддержания напряжения и частоты, обеспечиваемая СПЧН, существенно выше, чем при применении электромашинного агрегата, что исключает необходимость приведения результатов измерений и испытаний к нормируемым условиям;
  • система регулирования напряжения СПЧН может обеспечивать заданный уровень напряжения с требуемой точностью не только на выходных клеммах преобразовательной установки, но и на любых шинах объекта испытаний, где измеряется напряжение;
  • при пробое изоляции испытываемого объекта или любых КЗ в испытательной схеме сброс напряжения на выходе СПЧН до нуля осуществляется практически без перенапряжений за время, не превышающее половины периода напряжения;
  • СПЧН при проведении испытаний может быть включен и отключен неограниченное число раз, обеспечивая высокую степень готовности испытательной станции;
  • уровень шума во время работы СПЧН ниже, чем при работе электромашинного агрегата;
  • блочное исполнение СПЧН позволяет в минимальные сроки заменить вышедший из строя элемент аналогичным из комплекта ЗИП;
  • капитальные вложения при введении в эксплуатацию и эксплуатационные издержки, тесно связанные с временем восстановления и ремонтопригодностью, для СПЧН значительно меньше, чем для электромашинного агрегата.
Читать еще:  Система обогрева с механической регулировкой что это

Характеристики СПЧН удовлетворяют основным требованиям к источникам питания испытательных станций силовых трансформаторов

  • напряжение СПЧН практически синусоидально при любой нагрузке;
  • напряжение СПЧН при испытании трехфазных трансформаторов практически симметрично;
  • СПЧН обеспечивает плавный подъем испытательного напряжения, начиная с 5 % от номинального;
  • в случае пробоя изоляции испытываемого объекта в СПЧН осуществляется автоматическое ограничение тока или отключение с малым временем срабатывания.

Цифровая система управления позволяет автоматически исполнять график изменения уровня и частоты выходного напряжения СПЧН.

Управление СПЧН в составе испытательной станции

Опционально панель местного управления может быть продублирована для размещения на дистанционном пульте.

Способы управления СПЧ

С местной панели управленияС пульта дист. управления (поставляется опционально)Из автоматической системы управления испытательной станции
RS-485, релеRS-485, Ethernet, реле
Управление режимами: включение, отключение, деблокировка защит и т.д.
Изменение параметров
Отображение среднего по трем фазам значения напряжения, тока, коэффициента формы, а также частоты и мощностиОтображение для каждой фазы значений напряжений, токов, коэффициентов формы, коэффициентов амплитуды, а также частоты, полной/активной/реактивной мощности.
Получение диагностики о текущем состоянии системы управления
Получение текстовой диагностической информации при срабатывании защитыПолучение текстовой и графической информации при срабатывании защиты, включая описание последовательности событий, осциллограммы токов и напряжений перед и после отключения
Выбор схемы соединения обмоток согласующего трансформатора.

Структурная схема испытаний трансформатора с применением СПЧН

  • ВИУ — выпрямительно-инверторное устройство;
  • Ф — выходной фильтр;
  • СУ — система управления;
  • ПУ — панель управления;
  • ТС — согласующий трансформатор;
  • ШП — шкаф переключателей;
  • ШИ — шкаф измерений;
  • ПДУ — пульт дистанционного управления;
  • АСУ — автоматическая система управления испытательной станции;
  • ТИ — испытуемый трансформатор.

Номинальные выходные напряжения и токи

Для наилучшего согласования СПЧН с испытываемым трансформатором по мощности предусмотрена возможность дискретного переключения между пятью сочетаниями номинальных напряжений и токов путем изменения схем соединения вторичных обмоток согласующего трансформатора.

Переключение осуществляется автоматически по сигналам с пульта управления с помощью контакторов шкафа переключателей.

По командам управления выполняется плавное изменение выходного напряжения в пределах от 5 до 100 % от выбранного номинального значения. Шаг приращения и скорость изменения задания напряжения могут задаваться в настройках системы управления СПЧН.

Преобразователи частоты в Новосибирске

Преобразователь частоты EN 500/EN 600

Универсальный малогабаритный, однофазный частотный преобразователь, предназначенный для общепромышленных нагрузок (конвейер, насос, вентилятор, компрессор и так далее).

Преобразователь частоты EDS800

Преобразователь частоты EN 630

Преобразователь частоты EDS300

Преобразователь частоты VFD-EL

Преобразователь частоты VFD-CP

Преобразователь частоты VFD-E

Частотный преобразователь (второе название «инвертор») — это устройство, предназначенное для изменения частоты и напряжения электрического тока. Применяется для регулировки скорости работы синхронных и асинхронных двигателей. Достигается такой эффект за счет создания на выходе преобразователя напряжения тока необходимой частоты. Это позволяет обеспечить плавность работы электродвигателя, а также увеличить срок его эксплуатации.

Принцип действия

Работа таких частотных преобразователей обеспечивается электронными схемами. Управление происходит при помощи микропроцессора, а в качестве электронных ключей выступает транзистор или тиристор. В зависимости от подключения электрической схемы, а также для определенных сфер использования, можно купить частотный преобразователь с разным принципом работы.

Различают два типа устройств:

  1. Преобразователь частоты с непосредственной связью. Состоит из выпрямителя (моста постоянного тока), при помощи управления которого происходит отключение или подключение тиристоров и производит подключение оборудования к питающей сети.
  2. Частотные преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока. Они более надежны в эксплуатации, обеспечивая преобразование поступаемой энергии в постоянный ток, после чего на выход дают переменный ток нужных параметров.

Тип управления обычно классифицируют как векторный и скалярный. Зависит это от принципа построения электрических цепей. При скалярном методе происходит поддержание заданного соотношения напряжения и выходной частоты. Это удобно, если частотный преобразователь для электродвигателя будет работать сразу на несколько устройств. Векторный метод управления распространен гораздо больше. Он позволяет управлять работой двигателя в разных условиях, если отсутствует зависимость момента нагрузки от скорости вращения.

Правила выбора

Приобрести преобразователи частоты Delta в Новосибирске можно при заказе на нашем сайте. Перед покупкой нелишним будет узнать и важные критерии выбора. Различают промышленное оборудование и приборы для домашнего использования. В зависимости от назначения можно подобрать подходящую модель Дельта.

На что обратить внимание:

  • Значение номинального тока для электродвигателя, работу которого будет регулировать частотный преобразователь.
  • Напряжение питания преобразователей частоты. Обычно это однофазное и трехфазное значение, поэтому и выбор необходимо делать в зависимости от этого показателя.
  • Компания – производитель. Корректная работа устройства напрямую зависит от качества сборки. Именно поэтому стоит обратить внимание на проверенные бренды. Среди них отмечают преобразователи частоты Дельта Electronics, АВВ, Altivar, M-Max и многие другие.
  • Тип управления. Различают векторный и скалярный способ преобразования частоты используемого электрического тока.
  • Напряжение обычно имеет два значения: 380 Вт для промышленного использования и 220 Вт для обеспечения работы всех остальных устройств.
  • Мощность частотного преобразователя зависит от нагрузки и предназначения устройства. Различают несильные модели от 0,18 кВт до промышленных агрегатов свыше 20 кВт.
Читать еще:  Синхронизация вспышки при длинной выдержке

Преобразователь частоты для асинхронного двигателя помогает не только регулировать работу устройства, но продлить срок его полезного использования. Это отличная защита от перегрузок, а также возможность значительно сэкономить потребляемую устройством электроэнергию. В промышленных масштабах такое оборудование оправдывает себя уже в первые месяцы использования, а для домашних работ можно купить преобразователь частоты минимальной мощности.

Частотный преобразователь (электропривод)

Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц.

Промышленностью выпускаются частотные преобразователи электроиндукционного типа, представляющего собой по конструкции асинхронный двигатель с фазным ротором, работающий в режиме генератора-преобразователя, и преобразователи электронного типа.

Частотные преобразователи электронного типа часто применяют для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление.

Частотный преобразователь электронного типа — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемой частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы (IGBT) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя.

Для улучшения формы выходного напряжения между преобразователем и двигателем иногда ставят дроссель, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.

Устройство и принцип действия [ править | править код ]

Электронный преобразователь частоты состоит из схем, в состав которых входит тиристор или транзистор, которые работают в режиме электронных ключей. В основе управляющей части находится микропроцессор, который обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).

В зависимости от структуры и принципа работы электрического привода выделяют два класса преобразователей частоты:

  1. С непосредственной связью.
  2. С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.

Каждый из существующих классов преобразователей имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.

В преобразователях с непосредственной связью электрический модуль представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает обмотки двигателя к питающей сети.

Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения у таких преобразователей не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 50 Гц, и как следствие — малый диапазон управления частотой вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Использование незапираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя с непосредственной связью является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых модулях находят преобразователи с явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока. В преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению КПД и к некоторому ухудшению массо-габаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью. Непременное наличие силовых электролитических конденсаторов ставит непреодолимое ограничение на расчётный срок службы преобразователя: при полной нагрузке это обычно порядка 3000 часов.

Для формирования синусоидального переменного напряжения используют автономный инвертор, который формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках электродвигателя (как правило, методом широтно-импульсной модуляции). В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия. Они имеют более высокий КПД (до 88 %) по отношению к преобразователям на IGBT-транзисторах [ источник не указан 991 день ] .

Читать еще:  120 вентилятор с регулировкой вращения

Преобразователи частоты являются нелинейной нагрузкой, создающей токи высших гармоник в питающей сети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии.

Преобразователь напряжения с регулировкой частоты и напряжения

  • Охрана труда
  • Установки компенсации реактивной мощности

Инвертор (преобразователь частоты) – это устройство, при помощи которого постоянный или переменный ток преобразуется в переменный заданной частоты. Под мощными инверторами понимаются преобразовательные устройства, способные продолжительное время обеспечивать высокий уровень выходного напряжения, который может достигать десятков киловольт, а также большую мощность – до десятков мегаватт. В конструкции большинства современных мощных инверторов предусмотрена возможность плавного или ступенчатого изменения частоты выходного напряжения, что делает их практически незаменимыми в качестве источников питания различных электроустановок, предусматривающих регулирование режимов работы путем изменения частотных характеристик питания. Сфера применения мощных преобразователей частоты довольно обширна. Их можно повсеместно встретить на электротранспорте, где они применяются для питания асинхронных электродвигателей, в металлургии, станкостроении и многих других отраслях промышленности.

Мощные инверторы могут быть построены как на основе тиристорных ключей, так и на IGBT-транзисторах. Современные мощные преобразователи на IGBT-транзисторах способны работать при напряжениях свыше 1000 В и обеспечивать выходную мощность более 5 кВт. Они применяются для управления асинхронными электродвигателями, в сварочных аппаратах и источниках бесперебойного питания большой мощности. Ниже в качестве примера приведена схема мощного инвертора на IGBT-транзисторах, который широко применяется на электротранспорте.

На вход трансформатора Trafo1 подается питающее напряжение контактной сети, которое при помощи диодного моста Bridge1 выпрямляется, сглаживается конденсаторами C1 и C2, а затем подается на вход инвертора, построенного на базе IGBT-транзисторов VT1, VT2 и VT3. Результирующее трехфазное напряжение требуемой частоты снимается с вторичных обмоток трансформаторов Tr1, Tr2 и Tr3.

Тиристорные преобразователи частоты, используемые в качестве источников питания промышленных электроустановок, обладают еще большей мощностью, которая может достигать нескольких мегаватт, а также рабочие напряжения в десятки киловольт. Мощные тиристорные инверторы часто строятся по мостовой схеме:

Постоянное напряжение подается на вход. Далее схема управления инвертором открывает сначала тиристоры VD1 и VD4. Одновременно с этим происходит заряд емкости Ск до определенного значения. Далее управляющая схема открывает тиристоры VD2 и VD3, а тиристоры VD1 и VD4 за счет разряда конденсатора закрываются. Таким образом, в результате работы управляемых тиристорных ключей, обеспечивается необходимая частота напряжения Uвых.

Мощные инверторы на IGBT-транзисторах имеют высокий коэффициент полезного действия, а также обеспечивают очень плавную регулировку частоты выходного напряжения, и поэтому прекрасно подходят для питания асинхронных двигателей. Однако по сравнению с тиристорными преобразователями напряжения они дороже, а максимально достижимые мощности и напряжения у них ниже.

Работая в условиях высоких напряжений и токов, практически все схемотехнические элементы мощных преобразователей частоты испытывают большие нагрузки. Именно поэтому требования, предъявляемые к ним с точки зрения надежности и долговечности, очень высоки. Это в полной мере относится к фильтровым и демпферным конденсаторам, которые используются в самых различных схемах мощных инверторов. К сожалению, старые типы электрических емкостей, выпускающиеся нашей промышленностью, подвержены частым пробоям, что ведет к необходимости их периодической замены, и поэтому производители мощных инверторов стремятся использовать в своих новых разработках современные конденсаторы, для которых не страшны высокие нагрузки.

Завод «Нюкон» специализируется на выпуске именно таких силовых конденсаторов. Используя новейшие технологии и наиболее передовые разработки в области создания конденсаторов, специалистам нашего предприятия удалось достичь очень большой надежности выпускаемой продукции и высоких показателей объемной плотности энергии. Силовые конденсаторы «Нюкон» отличаются компактностью, что положительно сказывается на размерах инверторов, и при этом имеют широкий спектр рабочих напряжений. Их исключительная надежность обеспечивается применением технологии локализованного управляемого самовосстановления. Суть ее такова: конденсатор состоит из десятков тысяч ячеек, каждая из которых снабжена своим собственным предохранителем. В том случае, если происходит пробой, то страдает только одна из них, а все остальные по-прежнему исправно выполняют свою функцию. Следствием этого является значительное увеличение срока службы конденсаторов, а также существенное снижение эксплутационных издержек мощных инверторов. Следует также отметить, что емкость силовых конденсаторов «Нюкон» снижается весьма незначительно: в конце срока службы приборов она составляет как минимум 98% от изначальной.

Для того чтобы обеспечить высокий уровень надежности мощных инверторов, многие российские производители закупают силовые конденсаторы у иностранных фирм. При этом далеко не всегда обеспечиваются приемлемые сроки поставки, к тому же приходится проходить процедуру таможенного оформления. На сегодняшний день завод «Нюкон» — единственное предприятие в стране, продукция которого ни в чем не уступает зарубежным аналогам, что подтверждается многочисленными международными сертификатами. При этом наши клиенты всегда могут быть уверены в том, что все их пожелания будут в максимальной мере учтены, а поставки будут осуществлены в наиболее короткие сроки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector