Преобразователи частоты транзисторные

  ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ  ЧАСТОТЫ  ТРАНЗИСТОРНЫЕ

  1. Назначение преобразователя

Преобразователь предназначен для регулирования скорости вращения вала асинхронного электродвигателя в частотно-регулируемых электроприводах (приводах) насосов, вентиляторов, компрессоров и других механизмов.

1.1 Структура условного обозначения преобразователя

ПЧ – ТТХТ – Х – 380 – 50 – Х – Х

  Климатическое исполнение и катего-

  рия размещения по ГОСТ15150

  Число, обозначающее код модифика-

  ции конструкции

  Значение выходной частоты

  Значение выходного напряжения

  Значение выходного тока

  Вид полупроводниковых элементов

  силовой схемы - транзисторы

  Способ охлаждения:

  П-принудительное, Е - естественное

  Род тока на выходе: Т-трёхфазный

  Род тока на входе: Т - трёхфазный

  Вид преобразователя: ПЧ - преобразо-

  ватель частоты

1.2 Область применения преобразователя

Преобразователь находит применение в системах плавного пуска и гибкого управления работой электродвигателей различных машин и механизмов в жилищно-коммунальном хозяйстве, в промышленности и сельском хозяйстве, на предприятиях топливно-энергетического комплекса.

Применение преобразователя позволяет значительно снизить энерго-, топливо-, ремонтные и эксплуатационные затраты при поддержании прежней производительности машин и механизмов:

Ї увеличить срок службы электродвигателя и приводного механизма за счёт оптимизации его работы в широком диапазоне изменения нагрузок;

Ї устранить при пуске насосного агрегата гидроудар и динамические перегрузки в трубопроводах;

Ї снизить эксплуатационные затраты в системах управления насосами, вентиляторами, центрифугами и т. п.;

Ї экономить электроэнергию в насосных, компрессорных и других агрегатах, работающих с переменной нагрузкой (до 50%);

Ї создавать замкнутые системы асинхронного электропривода с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров.

1.3  Условия эксплуатации преобразователя

Климатическое исполнение преобразователя – УХЛ категория размещения 4 по ГОСТ 15150.

Температура окружающей среды – от 1 до 40°С.

Содержание нетокопроводящей пыли в помещении и в охлаждающем воздухе должно быть не более 0,7 мг/кубометр.

Место размещения и допустимые вибрации должны соответствовать группе условий эксплуатации М2 по ГОСТ 17516.1.

Окружающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержащей агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и металлы, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.

По содержанию коррозионно-активных агентов допускается эксплуатация в атмосфере типа II по ГОСТ 15150.

Место установки преобразователя должно быть защищено от попадания воды, эмульсии, масел и т. п.

Рабочее положение преобразователя – вертикальное. Допускается отклонение от вертикали до 5 градусов в любую сторону.

2 Технические характеристики
2.1Основные технические данные
Номинальное напряжение на входе, В…………………………………………380

Номинальная частота напряжения на входе, Гц…………………………….50(60)

Число фаз на входе и выходе…………………………………………………...…3

Диапазон изменения напряжения на выходе, В………………………….15…400

Диапазон изменения частоты основной гармоники, Гц……………………2…60

КПД (в номинальном режиме), не менее……………………………………...0,97

Коэффициент мощности, не менее…………………………………………...…0,9

Мощности, выходной ток, обозначение типа преобразователей приведены в таблице 1.

2.2  Габаритные размеры и масса ПЧ до 55 кВт

-  длина (L), мм, не более…………………………………….…………………550

-  высота (H), мм, не более…………………………………….……………..…800

-  глубина (B), мм, не более…………………………………….……………....350

-  масса, кг, не более…………………………………………………………...…80

  Габаритные размеры и масса  ПЧ 160-250 кВт

-  длина (L), мм, не более…………………………………….…………………850

-  высота (H), мм, не более…………………………………….………………1980

-  глубина (B), мм, не более…………………………………….……………....840

-  масса, кг, не более………………………………………………………….…450

  Габаритные и установочные размеры приведены в приложении А.

  Таблица 1

Обозначение типа преобразователей	Номинальная выходная активная мощность, кВт	Номинальная выходная полная мощность, кВА	Номинальный выходной ток, А
ПЧ-ТТПТ-100-380-50-01-УХЛ4 ПЧ-ТТПТ-100-380-50-02-УХЛ4	45,0	58,8	100,0
ПЧ-ТТПТ-125-380-50-01-УХЛ4 ПЧ-ТТПТ-125-380-50-02-УХЛ4	55,0	73,5	125,0
ПЧ-ТТПТ-315-380-50-01-УХЛ4 ПЧ-ТТПТ-315-380-50-02-УХЛ4	160,0	185,3	315,0
ПЧ-ТТПТ-400-380-50-01-УХЛ4 ПЧ-ТТПТ-400-380-50-02-УХЛ4	200,0	235,3	400,0
ПЧ-ТТПТ-500-380-50-01-УХЛ4 ПЧ-ТТПТ-500-380-50-02-УХЛ4	250,0	294,1	500,0

2.3 Изоляция электрических цепей.

  В нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150 сопротивление изоляции электрических цепей преобразователя электрически не связанных между собой и относительно корпуса должно быть не менее 5 МОм. 

Электрическая изоляция цепей преобразователя относительно корпуса и цепей, электрически не связанных между собой должна выдерживать напряжение 2500 В частотой 50 Гц в течение 1 минуты.

3 Режимы работы

Преобразователь обеспечивает следующие режимы работы:

Ї включение и плавный пуск электродвигателя;

Ї управление частотой на выходе;

Ї аварийное отключение;

Ї работа в необслуживаемом режиме;

Ї автоматическое поддержание величины технологического параметра (давления, расхода, температуры, уровня и т. п.);

Ї автоматическое регулирование по часам реального времени;

Ї автоматическое повторное включение с выходом на заданный режим после отключения, вызванного аварией питающей сети или недопустимой перегрузкой преобразователя. Интервал между повторными включениями не менее 15 с, число повторных включений программируется.

4 Виды защиты:

Ї от недопустимых токовых перегрузок на выходе;

Ї от токов внешнего короткого замыкания;

Ї от исчезновения или недопустимого снижения питающего напряжения более чем на 10% от номинального значения;

Ї от кратковременного превышения входного напряжения более чем на 10% от номинального значения;

Ї от неисправностей в системе питания цепей управления;

Ї от повреждения системы принудительного охлаждения.

5 Индикация (световая сигнализация) и управление

Преобразователь имеет световую сигнализацию:

Ї о включенном и отключенном состояниях;

Ї о готовности к работе;

Ї о режимах работы;

Ї о срабатывании защит.

  Управление работой преобразователя производится с клавиатуры встроенного пульта управления, расположенного на передней панели корпуса или с выносного пульта управления с удалённостью не более 30 метров. Изменить поставленную задачу, выполняемую преобразователем, можно и от внешних управляющих машин через интерфейс RS485 (устанавливается по согласованию с заказчиком).

Состав преобразователя 

  Конструктивно преобразователь выполнен в виде навесного шкафа одностороннего обслуживания со степенью защиты оболочки IP20.

  Блок системы контроля и управления силовой частью размещён на отдельной панели (двери), все соединения выполнены на штепсельных разъёмах.

  Пульт управления и вспомогательный процессор с независимым энергопитанием (БП) расположены на передней панели корпуса.

  Подвод входящих и выходящих силовых кабелей производится в нижней части панели задней, через соответствующие кабельные вводы («ВХОД», «ВЫХОД»)  типа PG36 с жёсткой фиксацией к клеммам, имеющим маркировку сигналов: «U», «V», «W», «F», «N»  и  «А», «В», «С», «N», «N» (соответственно).

  Розетки для подключения преобразователя давления («ДАТЧИК») и датчиков типа «сухой контакт»  выведены на боковую панель корпуса.

  Охлаждение силовых полупроводниковых приборов и модулей осуществляется принудительно при помощи встроенных  вентиляторов.

  Преобразователь имеет два класса модификации конструкции:

Ї 01 – конструкция состоит из силового модуля, блока управления силовым модулем с системой питания и пульта управления с системой индикации;

Ї 02 – состав конструкции аналогичен 01-ой модификации. Отличие от 01-ой модификации: более совершенная система управления силовым модулем и более совершенная система управления и отображения информации о состоянии режима работы преобразователя с применением жидкокристаллического дисплея.

  Преобразователь относится к восстанавливаемым ремонтируемым изделиям. Однотипные блоки преобразователя взаимозаменяемы. При их замене возможное расхождение в значениях выходных параметров устраняется программно.

  Преобразователь состоит из трёх взаимосвязанных блоков: силовой части, блока системы контроля и управления силовой частью и блока ввода и отображения информации.

  Структурная схема преобразователя приведена на рисунке 1.

  6.1 Состав силовой части и её функции:

Ї Управляемый выпрямитель УВ – выпрямление напряжения трёхфазной питающей сети переменного тока;

Ї Фильтр ФС – сглаживание высокочастотных выбросов напряжения и тока;

Ї Инвертор напряжения ИН – инвертирование постоянного напряжения в трёхфазное переменное напряжение с заданными параметрами частоты и напряжения

Ї Фильтры ФВх., Фвых. – сглаживание высокочастотных выбросов тока.

  Примечание. Фильтры Фвх., Фвых. устанавливаются в преобразователе по требованию заказчика.

  6.3  Функции системы контроля и управления силовой частью (СКУ):

Ї формирование сигналов управления для управляемого выпрямителя УВ и инвертора напряжения ИН в соответствии с заданными параметрами;

Ї считывание сигналов датчиков токов и напряжений Д1, Д2, Д3 с последующей их обработкой;

Ї формирование сигналов защит и аварийного отключения преобразователя;

Ї обработка сигнала датчика технологического параметра (преобразователя давления) Д4 с последующей корректировкой алгоритма управления

  6.4  Блок ввода и отображения информации – пульт управления.

Позволяет задавать, отображать, контролировать и регулировать параметры преобразователя. 

  7  Устройство и работа преобразователя

  Преобразователь выполнен на основе двухзвенного преобразователя частоты с транзисторным (IGBT) автономным инвертором напряжения с широтно-импульсным управлением (ШИМ), оснащен многофункциональной двухпроцессорной системой управления.

  Передача электрической энергии от питающей сети в нагрузку (AД) по силовому каналу происходит по следующей схеме: переменный трёхфазный ток питающей сети, пройдя через управляемый выпрямительный мост (УВ), постепенно заряжает конденсаторную батарею высоковольтного фильтра звена постоянного тока (ФС), который, по сути, является мощным источником постоянного тока. Этот ток поступает на трёхфазный транзисторный инвертор напряжения (ИН) с широтно-импульсным управлением, на выходах которого формируется трёхфазное ШИМ-напряжение, создающее квазисинусоидальный ток нагрузки (электродвигателя-AД). Форма, частота и амплитуда выходного тока, формируемого преобразователем, определяются алгоритмами устройства управления (СКУ).

  Основной режим работы преобразователя – автоматическое или ручное поддержание величины заданного технологического параметра путём плавного изменения скорости вращения приводного механизма (привода) нагрузки.

Преобразователь может находиться в одном из следующих текущих состояний: тестирование, работа, останов, авария сети (недопустимое отклонение сетевого питания от номинального значения), авария тока (перегрузка по току выходных силовых цепей), перегрев, ошибка времени (разряд батареи питания часов реального времени).

 

Рисунок 1

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Габаритные и установочные размеры преобразователей