Высоковольтные преобразователи частоты СИРИУС-ВВПЧ

Серия высоковольтных векторных частотных преобразователей российского (отечественного) производства прямого включения (однотрансформаторные, без понижающего и повышающего силовых трансформаторов) для высоковольтных асинхронных электродвигателей с уровнем напряжения питания 3000 В / 6000 В / 10000 В, способных работать как в разомкнутых, так и в замкнутых по скорости электродвигателя системах.

Российские частотные преобразователи и сопутствующее оборудование. Производство и ввод в эксплуатацию

+7 (473) 261-89-17

+7 (473) 258-50-92

Технические характеристики СИРИУС-ВВПЧ

Частотные преобразователи данной серии поддерживают 3 режима управления электродвигателем:

• векторное управление в разомкнутой по скорости электродвигателя системе,

• векторное управление в замкнутой по скорости электродвигателя системе,

• скалярное управление U/f;

Класс напряжения:

высоковольтные, 3кВ / 6кВ / 10кВ

Диапазон мощностей:

220 – 14000 кВт

Поддерживаемые типы электродвигателей:

• асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором,

• синхронный электродвигатель

Производитель:

Россия

Основные особенности высоковольтных частотных преобразователей серии СИРИУС-ВВПЧ

Все высоковольтные частотные преобразователи СИРИУС-ВВПЧ оснащены секцией системы резервного питания электродвигателя "байпас" : система "ручной байпас на 1 электродвигатель" или система "автоматический байпас на 1 / 2 электродвигателя". Возможны и другие варианты при согласовании с заказчиком.

Подключение высоковольтных частотных преобразователей СИРИУС-ВВПЧ осуществляется без использования внешних трансформаторов (понижающего и повышающего) и без дополнительных корректирующих SIN-фильтров. Это делает преобразователь более компактным, а также экономичным в плане потерь энергии, а именно: неточность синусоиды выходных токов и напряжений не превышает 4%, отсутствуют дополнительные нагрузки на изоляцию обмоток электродвигателя, общий КПД электропривода превышает 96%, коэффициент мощности электропривода составляет не ниже 97%


Высоковольтные преобразователи частоты СИРИУС-ВВПЧ обеспечивают номинальное питание электродвигателя при колебаниях напряжения питающей сети в пределах ±15%, а также кратковременном пропадании питающей сети (с последующим автоматическим поиском фактической скорости электродвигателя и его безударным перезапуском)

Мониторинг и индикация высоковольтных частотных преобразователей серии СИРИУС-ВВПЧ

ПО интерфейса пользователя, которое используется в высоковольтных частотных преобразователях серии СИРИУС-ВВПЧ, разработано на базе ОС WINDOWS, что делает процесс настройки и управления приводом максимально простым и интуитивно понятным даже неподготовленному пользователю. Сенсорная LCD-панель позволяет отображать текстовую и графическую индикацию настроек, состояния и работы как частотного преобразователя, так и электродвигателя. Возможны сохранение и просмотр истории ошибок, предупреждений и функционирования

Общая функциональная (топологическая) схема высоковольтных преобразователей частоты серии СИРИУС-ВВПЧ

Основные технические характеристики высоковольтных частотных преобразователей серии СИРИУС-ВВПЧ

Вход:

Номинальное высоковольтное входное напряжение преобразователя частоты : трехфазное, 3000 В (3 кВ) / 6000 В (6 кВ) / 10000 В (10 кВ) (прямое подключение, без понижающего трансформатора)

Вспомогательное низковольтное входное напряжение : трехфазное, 380 В (3 кВА)

Входная частота (частота питающей сети) : 47 - 63 Гц

Аналоговые входы : любая конфигурация (при согласовании с заказчиком)

Дискретные входы : любая конфигурация (при согласовании с заказчиком)

Выход:

Диапазон выходных мощностей : 220 - 14000 кВт

Выходное напряжение преобразователя частоты : трехфазное, 3000 В (3 кВ) / 6000 В (6 кВ) / 10000 В (10 кВ) (прямое подключение к электродвигателю, без повышающего трансформатора и корректирующих SIN-фильтров)

Выходные токи базовой модификации:

220 кВт - 6000 В - 36 А

250 кВт - 6000 В - 36 А

280 кВт - 6000 В - 36 А

315 кВт - 6000 В - 50 А

355 кВт - 6000 В - 50 А

400 кВт - 6000 В - 50 А

450 кВт - 6000 В - 60 А

500 кВт - 6000 В - 60 А

560 кВт - 6000 В - 75 А

630 кВт - 6000 В - 100 А

710 кВт - 6000 В - 100 А

800 кВт - 6000 В - 100 А

900 кВт - 6000 В - 120 А

1000 кВт - 6000 В - 120 А

1120 кВт - 6000 В - 150 А

1250 кВт - 6000 В - 150 А

1400 кВт - 6000 В - 180 А

1600 кВт - 6000 В - 216 А

1800 кВт - 6000 В - 216 А

2000 кВт - 6000 В - 250 А

2250 кВт - 6000 В - 270 А

2500 кВт - 6000 В - 300 А

2800 кВт - 6000 В - 360 А

3150 кВт - 6000 В - 400 А

3550 кВт - 6000 В - 480 А

4000 кВт - 6000 В - 480 А

4500 кВт - 6000 В - 540 А

5000 кВт - 6000 В - 600 А

5600 кВт - 6000 В - 720 А

6300 кВт - 6000 В - 800 А

7100 кВт - 6000 В - 900 А

7800 кВт - 6000 В - 1000 А

315 кВт - 10000 В - 25 А

355 кВт - 10000 В - 36 А

400 кВт - 10000 В - 36 А

450 кВт - 10000 В - 36 А

500 кВт - 10000 В - 36 А

560 кВт - 10000 В - 50 А

630 кВт - 10000 В - 50 А

710 кВт - 10000 В - 60 А

800 кВт - 10000 В - 60 А

900 кВт - 10000 В - 75 А

1000 кВт - 10000 В - 75 А

1120 кВт - 10000 В - 100 А

1250 кВт - 10000 В - 100 А

1400 кВт - 10000 В - 100 А

1500 кВт - 10000 В - 120 А

1600 кВт - 10000 В - 120 А

1800 кВт - 10000 В - 150 А

2000 кВт - 10000 В - 150 А

2250 кВт - 10000 В - 180 А

2500 кВт - 10000 В - 180 А

2800 кВт - 10000 В - 216 А

3000 кВт - 10000 В - 216 А

3150 кВт - 10000 В - 250 А

3550 кВт - 10000 В - 250 А

4000 кВт - 10000 В - 270 А

4500 кВт - 10000 В - 300 А

5000 кВт - 10000 В - 360 А

5400 кВт - 10000 В - 400 А

6300 кВт - 10000 В - 480 А

7200 кВт - 10000 В - 540 А

8000 кВт - 10000 В - 600 А

9000 кВт - 10000 В - 720 А

10000 кВт - 10000 В - 720 А

11200 кВт - 10000 В - 810 А

12500 кВт - 10000 В - 900 А

14000 кВт - 10000 В - 1000 А

Выходная частота преобразователя частоты : 0 - 50 Гц

Аналоговые выходы : любая конфигурация (при согласовании с заказчиком)

Релейные выходы : любая конфигурация (при согласовании с заказчиком)

Дискретные выходы : любая конфигурация (при согласовании с заказчиком)

Сетевой обмен: интерфейс RS485, протокол Modbus RTU (по умолчанию), возможны дополнительные интерфейсы с поддержкой любых унифицированных протоколов (при согласовании с заказчиком)

Управление:

3 режима управления скоростью электродвигателя : векторное управление в разомкнутой по скорости электродвигателя системе, векторное управление в замкнутой по скорости электродвигателя системе (требуется энкодер), скалярное управление U/f в разомкнутой по скорости электродвигателя системе

Канал управления силовыми ячейками : управление по оптоволоконной линии связи

Поддерживаемые частотным преобразователем типы электродвигателей : асинхронный электродвигател

Функции:

Перегрузочная способность преобразователя частоты при постоянном моменте на валу электродвигателя : 120% от номинального тока - от 30 сек до 15 мин (настраиваемый пользователем функциональный параметр), 180% от номинального тока - мгновенное срабатывание защиты

Время разгона и торможения электродвигателя : до 3000 сек

Разрешающая способность по опорной частоте : 0.01 Гц

Режимы задания опорной частоты : цифровой режим с клемм цепей управления преобразователя частоты / аналоговый режим с клемм цепей управления преобразователя частоты / местный режим с панели оператора преобразователя частоты / по интерфейсу RS485

Функция автоматической регулировки частотным преобразователем напряжения питания электродвигателя : преобразователь частоты поддерживает выходное напряжения на заданном уровне независимо от колебаний входного напряжения

Защитные функции преобразователя частоты : защита от перегрузки по току, механической перегрузки электродвигателя, защита от короткого замыкания, контроль дисбаланса по фазам, защита от кратковременного пропадания питающей сети, контроль потери входной / выходной фазы, защита от перегрузки по напряжению и от пониженного напряжения, контроль состояния силовой части, контроль температуры в секции силовых агрегатов и силовых модулей с защитой от перегрева (95 ºС / 115 ºС), защита от несанкционированного доступа, отключение по внешней ошибке и т.д.

Дополнительные функциональные возможности : сенсорный LCD-дисплей (панель оператора) с пользовательским интерфейсом под ОС Windows, панель контроля внутренней температуры секций высоковольтного преобразователя частоты, встроенный ПИД-регулятор, функция автоматического поиска фактической скорости электродвигателя с последующим его безударным перезапуском, система резервного питания электродвигателя «байпас» (ручной на 1 электродвигатель или автоматический на 1 электродвигатель / 2 электродвигателя

Другое:

Температура окружающей среды при эксплуатации преобразователя частоты : от -5 ºС до +40 ºС

Температура хранения преобразователя частоты : от -20 ºС до +70 ºС

Высотность : до 1000 м без ухудшения технических характеристик частотного преобразователя

Степень защиты преобразователя частоты : IP30

Схема подключения высоковольтного преобразователя частоты серии СИРИУС-ВВПЧ

На схеме подключения преобразователя частоты СИРИУС-ВВПЧ представлена базовая конфигурация цифровых и аналоговых входов, выходов и интерфейсов. Их количество и функциональные назначения могут быть изменены при согласовании с Заказчиком.

Основная силовая цепь высоковольтного частотного преобразователя СИРИУС-ВВПЧ

Высоковольтные преобразователи частоты СИРИУС-ВВПЧ являются частотными преобразователями с последовательным соединением силовых модулей в фазе.

Входной трансформатор в зависимости от уровня входного напряжения имеет разное количество вторичных обмоток (по количеству силовых модулей), является трансформатором сухого типа с воздушным охлаждением и не требует каких-либо особенных условий технического и эксплуатационного обслуживания, обладая при этом длительным сроком службы.

Для максимального подавления гармоник со стороны питающей сети вторичные обмотки одной и той же фазы трансформатора сдвинуты относительно друг друга электрически исходя из нижеследующего расчета:

                                                                                                                                   Ф сдвига = 60º / N ,

где Ф сдвига - угол сдвига в электрических градусах, N – количество последовательно соединенных силовых модулей в выходной фазе высоковольтного преобразователя частоты.

Таким образом, большая часть гармонических составляющих входного тока устраняется, суммарные гармонические искажения не превышают 5%, КПД преобразователя частоты значительно повышается, его энергосберегающая эффективность максимальна, а форма кривой выходного тока максимально приближена к синусоидальной.

Выходной сигнал высоковольтного частотного преобразователя формируется трехфазным каскадом последовательно соединенных силовых модулей. Конфигурации выходных каскадов для 3000 В (3 кВ), 6000 В (6 кВ) и 10000 В (10 кВ) представлены ниже в таблице:

Уровень входного напряжения, В

Количество последовательно соединенных силовых модулей в фазе

Номинальное напряжение силовой ячейки, В

Фазное
напряжение, В

Число уровней фазного напряжения

Линейное напряжение, В

Число уровней линейного напряжения

3000

N1

580

N1*580

(N1*2)+1

3000

(N1*4)+1

6000 (до 710 кВт включительно)

N2

690

N2*690

(N2*2)+1

6000

(N2*4)+1

6000 (800 кВт и более мощные)

N3

580

N3*580

(N3*2)+1

6000

(N3*4)+1

10000

N4

640

N4*640

(N4*2)+1

10000

(N4*4)+1

Диаграммы напряжений выходных каскадов высоковольтного преобразователя частоты представлены ниже:

Диаграмма напряжений для СИРИУС-ВВПЧ (6000 В)

Диаграммы напряжений для СИРИУС-ВВПЧ (3000 В) и СИРИУС-ВВПЧ (10000В) (слева и справа соответственно)

В качестве примера на рисунке ниже приведена диаграмма формирования фазного выходного напряжения, генерируемого выходным каскадом высоковольтного частотного преобразователя СИРИУС-ВВПЧ, состоящим из пяти последовательно соединенных силовых модулей в фазе:

Последовательное соединение силовых модулей в фазе преобразователя частоты сопровождается также и последовательным их включением во времени (с отставанием во времени), вследствие чего получается 11 (для рассматриваемого случая) различных уровней фазного напряжения (5 ~ 0 ~ -5) и 21 уровень линейного напряжения. Вследствие дифференцирования напряжения (фильтрующий эффект dU/dt) происходит резкое снижение содержания гармоник в выходном напряжении частотного преобразователя, делая форму его кривой приближенной к синусоиде, что, в свою очередь, благотворно сказывается на изоляции электродвигателя. Вследствие индуктивного характера обмоток электродвигателя форма кривой выходного тока частотного преобразователя становится максимально приближенной к синусоиде, что демонстрируют нижеследующие осциллограммы (приведены для высоковольтного преобразователя частоты СИРИУС-ВВПЧ с номинальным напряжением 6000 В, с шестью последовательно соединенными силовыми модулями в выходной фазе):

Работа силовых модулей высоковольтного частотного преобразователя СИРИУС-ВВПЧ

Силовые модули (силовые ячейки) высоковольтного преобразователя частоты СИРИУС-ВВПЧ, соединенные с вторичными обмотками согласующего трансформатора и формирующие выходной сигнал на выходе высоковольтного частотного преобразователя, имеют следующую структуру:

Силовые модули частотного преобразователя управляются из ЦПУ по оптоволоконной линии связи. Согласно сигналам управления выходные инверторы силовых модулей формируют ШИМ, каждый модуль имеет три возможных состояния (три возможных уровня напряжения): когда транзисторы Q1 и Q4 открыты, то на выходе модуля (L1 и L2) формируется напряжение, соответствующее логическому уровню «1»; когда транзисторы Q2 и Q3 открыты, то на выходе модуля (L1 и L2) формируется напряжение, соответствующее логическому уровню «-1»; когда открыты транзисторы Q1 и Q2 или Q3 и Q4, то на выходе модуля (L1 и L2) формируется напряжение, соответствующее логическому уровню «0» (см. выше диаграмму формирования фазного выходного напряжения, генерируемого выходным каскадом высоковольтного частотного преобразователя СИРИУС-ВВПЧ).

Каждый силовой модуль оснащен функцией «байпас». В случае, если модуль высоковольтного преобразователя частоты поврежден, например, вышел из строя предохранитель, и функция «байпас» активна, то выходной инвертор модуля блокирует его выход, и тиристор К открывается. При этом уровень выходного напряжения высоковольтного частотного преобразователя снижается, однако, частотный преобразователь автоматически увеличивает выходное напряжение до требуемого уровня, чтобы обеспечить необходимую мощность, отдаваемую нагрузке (при низкой выходной частоте) либо снижает выходную частоту до тех пор, пока не скомпенсирует выходную мощность (см. таблицу ниже для 3000 В (3 кВ), 6000 В (6 кВ) и 10000 В (10 кВ) соответственно):

Уровень выходного напряжения, В

Максимальная выходная частота преобразователя при активном «байпасе» силового модуля, при которой его выходное напряжение остается номинальным, Гц

Постоянный момент на
валу электродвигателя

Переменный момент на валу электродвигателя (нагрузка насосного типа)

3000

33.3

34.7

6000

40.0

46.4

10000

44.4

48.1

Российские частотные преобразователи и сопутствующее оборудование. Производство и ввод в эксплуатацию

Оставить заявку

+7 (473) 258-50-92

info@rus-privod.ru

+7 (473) 261-89-17

info@sirius-em.ru

394038, г. Воронеж, ул. Пеше-Стрелецкая, 54

394026, г. Воронеж, ул. Солнечная, 31-А

pkfsem@bk.ru