Журнал «Электротехнический рынок» №9 (15) сентябрь 2007 г.
Среди новостей: новый модификатор полиолефинов, не имеющий аналогов в России, испытания инженерного блока «Трансформер» на сейсмостойкость, выпуск нового монтажного шкафа повышенной вместительности компанией ЦМО. Автоматизация турбогенератора ТВВ-669 ТЭС «Барх», успешные испытания кабеля марки ТНВП и остальные. В этом номере на наши вопросы ответили генеральный директор ОАО «Компания «Электромонтаж» и президент ассоциации «Росэлектромонтаж» Евгений Федорович Хомицкий и генеральный директор ООО «Силовые машины – завод Реостат» Геннадий Васильевич Костюков. В рубрике «Аналитика» вы найдете материалы о слиянии и поглощении на мировом рынке электротехнической стали, узнаете, понижаются ли все-таки цены на свинец в 2008 году, кроме того, вы найдете здесь мониторинг рынка электрокабеля. Новая рубрика «Профессия» расскажет о работе проектировщиков. По вопросам размещения рекламы звоните +7 (495) 587-40-90, ООО «Элек.ру».
Среди новостей: новый модификатор полиолефинов, не имеющий аналогов в России, испытания инженерного блока «Трансформер» на сейсмостойкость, выпуск нового монтажного шкафа повышенной вместительности компанией ЦМО. Автоматизация турбогенератора ТВВ-669 ТЭС «Барх», успешные испытания кабеля марки ТНВП и остальные. В этом номере на наши вопросы ответили генеральный директор ОАО «Компания «Электромонтаж» и президент ассоциации «Росэлектромонтаж» Евгений Федорович Хомицкий и генеральный директор ООО «Силовые машины – завод Реостат» Геннадий Васильевич Костюков. В рубрике «Аналитика» вы найдете материалы о слиянии и поглощении на мировом рынке электротехнической стали, узнаете, понижаются ли все-таки цены на свинец в 2008 году, кроме того, вы найдете здесь мониторинг рынка электрокабеля. Новая рубрика «Профессия» расскажет о работе проектировщиков. По вопросам размещения рекламы звоните +7 (495) 587-40-90, ООО «Элек.ру».
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
28<br />
ТЕМА НОМЕРА: «Техноло<strong>г</strong>ии и оборудование для энер<strong>г</strong>осбережения»<br />
Предотвращение<br />
аварий дви<strong>г</strong>ателя<br />
при е<strong>г</strong>о удаленном подключении<br />
к преобразователю частоты на IGBT<br />
Применение ново<strong>г</strong>о поколения преобразователей частоты, (ПЧ или инверторов),<br />
использующих в своем составе биполярные транзисторы с изолированными<br />
затворами (IGBT) для подключения удаленных дви<strong>г</strong>ателей, все<strong>г</strong>да являлось<br />
источником беспокойства и дополнительных расходов. Дви<strong>г</strong>атели, подключенные<br />
к ПЧ и установленные на значительном расстоянии от не<strong>г</strong>о, часто выходят из строя<br />
из-за пробоя изоляции, вызванно<strong>г</strong>о импульсными перенапряжениями. В этой<br />
статье приведен краткий анализ существующих проблем. Здесь также приводятся<br />
примеры решений, устраняющих существующие проблемы и предотвращающих<br />
аварии дви<strong>г</strong>ателей в процессе их длительной эксплуатации.<br />
Описание проблемы<br />
Часто существует необходимость разнесения инвертора<br />
и управляемо<strong>г</strong>о им дви<strong>г</strong>ателя на большое расстояние дру<strong>г</strong><br />
от дру<strong>г</strong>а. Пример: дви<strong>г</strong>атели насосов, установленных в<br />
скважинах, должны управляться с поверхности: чем <strong>г</strong>лубже<br />
скважина, тем длиннее кабель между дви<strong>г</strong>ателем и<br />
инвертором. На некоторых предприятиях, дви<strong>г</strong>атели мо<strong>г</strong>ут<br />
работать при тяжелых условиях окружающей среды. Однако,<br />
чувствительная электроника ПЧ может не вынести этих<br />
условий, что приводит к необходимости увеличения расстояния<br />
между центром управления, содержащим инвертор<br />
и дви<strong>г</strong>ателем, которым он управляет. В случае конвейеров<br />
и прессов часто имеется только один ПЧ, который<br />
управляет несколькими дви<strong>г</strong>ателями, размещенными по<br />
всей длине конвейера. Длина конвейера часто диктует<br />
необходимость больших расстояний между дви<strong>г</strong>ателями и<br />
инвертором.<br />
Большинство производителей ПЧ о<strong>г</strong>оваривают максимально<br />
допустимое расстояние между дви<strong>г</strong>ателем и инвертором.<br />
О<strong>г</strong>раничения, вызванные этой величиной, часто приводят<br />
к трудностям в применении, бесполезности, или<br />
невыполнимости задачи. Максимально допустимые расстояния<br />
разнятся у производителей, но все они лежат в пределах<br />
30-80 м. Мно<strong>г</strong>ие из пользователей ПЧ ставятся перед<br />
выбором, или, скорее, вынуждены и<strong>г</strong>норировать требования<br />
к максимально допустимым расстояниям. Такие пользователи,<br />
спустя 2 недели, 6 недель, или 6 месяцев эксплуатации<br />
дви<strong>г</strong>ателя, вынуждены е<strong>г</strong>о перематывать, или менять<br />
на новый. В некоторых случаях, дви<strong>г</strong>атель может выйти<br />
из строя даже при соблюдении требования по расстоянию,<br />
но близости е<strong>г</strong>о значения к максимально допустимой величине.<br />
Естественно, возрастают как затраты на ремонт, так и<br />
расходы, вызванные простоем оборудования.<br />
Напряжение ШИМ<br />
ПЧ <strong>г</strong>енерируют на выходе необходимые базовые напряжение<br />
и частоту, используя техноло<strong>г</strong>ию, известную как<br />
«Широтно-импульсная модуляция» (ШИМ). Для класса инверторов<br />
380 В, типовое базовое напряжение составляет<br />
от 0 до 380 В, а базовая частота изменяется от 0 до 50 Гц.<br />
В выходной цепи инвертора находятся «переключающие»<br />
транзисторы, работающие на высокой скорости и создающие<br />
несущую частоту, поверх которой формируются необходимые<br />
базовые напряжение и частота. Принцип это<strong>г</strong>о<br />
переключения совершенно анало<strong>г</strong>ичен AM или FM радиопередаче,<br />
в которой полезная информация, в виде музыки<br />
или речи, передается на радиоприемник на какой-то<br />
заданной радиочастоте. Несущая частота, или частота<br />
переключения, используемая для ПЧ на базе IGBT, обычно<br />
составляет от 1 до 20 кГц.<br />
Время переключения – это время, которое требуется IGBT<br />
инвертору на переход из состояния «выключен» (высокое<br />
сопротивление) к состоянию «включен» (низкое сопротивление),<br />
и наоборот. Для IGBT последне<strong>г</strong>о поколения, время<br />
переключения варьируется в диапазоне от 100 до 200 наносекунд<br />
(нсек). Поскольку эти устройства используются в цепях<br />
постоянно<strong>г</strong>о тока инвертора напряжением, приблизительно<br />
650 В, для класса инверторов на 380 В, скорость<br />
изменения напряжения в единицу времени, (dV/dT), может<br />
превосходить 7500 вольт за микросекунду, (В/μсек).<br />
IGBT<br />
Сравнительно недавнее появление IGBT, работающих на<br />
больших напряжениях и токах, вызвало широкое применение<br />
этих устройств в качестве силово<strong>г</strong>о переключающе<strong>г</strong>о<br />
элемента в преобразователях постоянно<strong>г</strong>о в одно- или<br />
трехфазный переменный ток в ПЧ, использующих широтноимпульсную<br />
модуляцию. Фактически, все производители<br />
данно<strong>г</strong>о рода продукции уже разработали, или разрабатывают,<br />
линейки элементов, применяемых в этих относительно<br />
новых устройствах. Одной из <strong>г</strong>лавных причин для<br />
широко<strong>г</strong>о использования IGBT, является их экстремально<br />
малое время переключения. В результате это<strong>г</strong>о, в элементе<br />
очень малы потери на передачу и, следовательно, высока<br />
эффективность их применения в схемах. Кроме то<strong>г</strong>о,<br />
быстрое время переключения позволяет поднимать несущую<br />
частоту ПЧ выше слышимо<strong>г</strong>о диапазона. (Схемы с малыми<br />
несущими частотами, работающие в диапазоне от<br />
1 до 2 кГц, часто вызывают раздражающий ухо механический<br />
шум в дви<strong>г</strong>ателе.)<br />
Явление отраженной волны<br />
Отражение волны напряжения – это явление, вызванное<br />
высокой скоростью нарастания напряжения, (dV/dT), и<br />
длиной кабеля подключения дви<strong>г</strong>ателя, который работает<br />
как передающая линия. Из-за несоответствия импеданса<br />
на разных концах кабеля, (кабель – инвертор и кабель –<br />
дви<strong>г</strong>атель), высокочастотная часть волны, дости<strong>г</strong>нув обмоток<br />
дви<strong>г</strong>ателя, отражается назад, к источнику, от которо<strong>г</strong>о<br />
<strong>«Электротехнический</strong> <strong>рынок»</strong> № 9 (<strong>15</strong>) | Сентябрь <strong>2007</strong>
Change language