Журнал «Электротехнический рынок» №6 (24) ноябрь-декабрь 2008 г.
В новогоднем номере журнала «Электротехнический рынок» мы подвели итоги года. Ключевые события отрасли, новости российских компаний, поздравления от Ваших партнеров. В рубрике «Интервью» мы рассказали о том, какой должна быть спецодежда. ОАО «Амурский кабельный завод» в рубрике «Компания номера». В разделе «Аналитика»: материал о мировом рынке цинка и о том, какое место занимает на нем Россия, а так же подготовленный компанией «ВладВнешСервис» специально для журнала «Электротехнический рынок» материал об экспортно-импортной жизни Западной Сибири. В продолжение данной тематики — в рубрике «Представители регионов» компании Западной Сибири. В разделах, представляющих статьи в тему номера и обзоры оборудования — крупнейшие российские производители рассказывают о своих новинках и интересных решениях. Кроме того, в новом выпуске журнала вы найдете репортажи с отраслевых выставок в Екатеринбурге и Новосибирске, а так же с выставки «ЭлектроТехноЭкспо». По вопросам размещения рекламы звоните +7 (495) 587-40-90, ООО «Элек.ру».
В новогоднем номере журнала «Электротехнический рынок» мы подвели итоги года. Ключевые события отрасли, новости российских компаний, поздравления от Ваших партнеров. В рубрике «Интервью» мы рассказали о том, какой должна быть спецодежда. ОАО «Амурский кабельный завод» в рубрике «Компания номера». В разделе «Аналитика»: материал о мировом рынке цинка и о том, какое место занимает на нем Россия, а так же подготовленный компанией «ВладВнешСервис» специально для журнала «Электротехнический рынок» материал об экспортно-импортной жизни Западной Сибири. В продолжение данной тематики — в рубрике «Представители регионов» компании Западной Сибири. В разделах, представляющих статьи в тему номера и обзоры оборудования — крупнейшие российские производители рассказывают о своих новинках и интересных решениях. Кроме того, в новом выпуске журнала вы найдете репортажи с отраслевых выставок в Екатеринбурге и Новосибирске, а так же с выставки «ЭлектроТехноЭкспо». По вопросам размещения рекламы звоните +7 (495) 587-40-90, ООО «Элек.ру».
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
44<br />
ТЕМА НОМЕРА: «Высоковольтное оборудование»<br />
Высоковольтные ПЧ-компании INVT<br />
В сфере промышленной автоматизации уже давно используются низковольтные<br />
преобразователи частоты (НВПЧ) для ре<strong>г</strong>улировки скорости вращения асинхронных<br />
электродви<strong>г</strong>ателей с напряжением питания до 690 В. Ни для ко<strong>г</strong>о не секрет,<br />
что их использование дает ряд преимуществ: экономия электроэнер<strong>г</strong>ии, увеличение<br />
срока службы дви<strong>г</strong>ателей и исполнительных механизмов, отсутствие пиковых токов<br />
при запуске дви<strong>г</strong>ателей и т.д. Все эти преимущества доступны и при использовании<br />
высоковольтных преобразователей частоты (ВВПЧ) на напряжения от 3 до 10 кВ.<br />
Рис. 1 Двухтрансформаторная<br />
схема ВВПЧ<br />
Рис. 2 Схема ВВПЧ<br />
с мно<strong>г</strong>ообмоточным трансформатором<br />
В настоящей статье мы хотим познакомить<br />
российско<strong>г</strong>о потребителя с<br />
ВВПЧ производства компании INVT<br />
(Китай).<br />
В основу ВВПЧ положен тот же принцип,<br />
что и в НВПЧ: выпрямление переменно<strong>г</strong>о<br />
напряжения в звене постоянно<strong>г</strong>о<br />
тока с последующей е<strong>г</strong>о коммутацией<br />
на на<strong>г</strong>рузку.<br />
С входа НВПЧ переменное напряжение<br />
через трехфазный выпрямительный<br />
мост поступает на конденсаторную<br />
батарею, служащую для накопления<br />
заряда, а также являющуюся с<strong>г</strong>лаживающим<br />
фильтром. Напряжение с<br />
конденсаторов поступает на вход<br />
трехфазно<strong>г</strong>о полностью управляемо<strong>г</strong>о<br />
моста, собранно<strong>г</strong>о на IGBT-транзисторах.<br />
Изменяя свое состояние, транзисторы<br />
формируют на выходе НВПЧ<br />
си<strong>г</strong>нал с широтно-импульсной модуляцией<br />
(ШИМ). В случае НВПЧ этот<br />
си<strong>г</strong>нал, представляющий собой синусоиду<br />
с примесью <strong>г</strong>армоник, подается<br />
на обмотки асинхронно<strong>г</strong>о электродви<strong>г</strong>ателя.<br />
Отличие структуры ВВПЧ от структуры<br />
НВПП вызвано тем, что напряжение,<br />
которое может коммутировать<br />
IGBT-транзистор, как правило, не превышает<br />
1 кВ. Поэтому приходится искать<br />
альтернативные решения.<br />
На данный момент для управления<br />
скоростью вращения высоковольтных<br />
дви<strong>г</strong>ателей применяется два типа<br />
преобразователей:<br />
1. ВВПЧ, построенный по двухтрансформаторной<br />
схеме с низковольтным<br />
звеном постоянно<strong>г</strong>о тока.<br />
2. ВВПЧ, построенный по схеме с<br />
мно<strong>г</strong>ообмоточным фазосдви<strong>г</strong>ающим<br />
трансформатором.<br />
ВВПЧ, построенный по двухтрансформаторной<br />
схеме, представляет по<br />
сути обычный НВПЧ и два трансформатора<br />
напряжения: понижающий и<br />
повышающий (см. рис. 1). Основное и,<br />
в общем, единственное преимущество<br />
это<strong>г</strong>о типа — простота.<br />
При этом у не<strong>г</strong>о имеется ряд существенных<br />
недостатков:<br />
1. Низкий КПД, вызванный рассеиванием<br />
мощности на трансформаторах.<br />
2. О<strong>г</strong>раниченный диапазон ре<strong>г</strong>улирования<br />
— от номинальной скорости<br />
до половины номинальной скорости<br />
вращения дви<strong>г</strong>ателя. Это о<strong>г</strong>раничение<br />
вызвано использованием повышающе<strong>г</strong>о<br />
трансформатора. При снижении выходной<br />
частоты возрастает насыщение<br />
сердечника. При увеличении выходной<br />
частоты растут потери в сердечнике на<br />
перема<strong>г</strong>ничивание и вихревые токи.<br />
3. Высокий уровень пульсаций выходно<strong>г</strong>о<br />
напряжения о<strong>г</strong>раничивает максимально<br />
допустимое расстояние от<br />
ПЧ до дви<strong>г</strong>ателя, а также является причиной<br />
высоко<strong>г</strong>о уровня электрома<strong>г</strong>нитных<br />
помех, которые мо<strong>г</strong>ут вызывать<br />
сбои в работе измерительно<strong>г</strong>о оборудования.<br />
Высокий уровень пульсаций<br />
выходно<strong>г</strong>о напряжения обусловлен<br />
тем, что ПЧ в своей основе имеют двухуровневую<br />
ШИМ. Понизить пульсации<br />
помо<strong>г</strong>ает установка синусно<strong>г</strong>о фильтра<br />
между выходом ПЧ и повышающим<br />
трансформатором, что приводит к существенному<br />
удорожанию системы.<br />
4. Еще один недостаток такой схемы<br />
— невысокая надежность. Выход из<br />
строя любо<strong>г</strong>о IGBT-транзистора приводит<br />
к неработоспособности все<strong>г</strong>о<br />
преобразователя.<br />
Типовая схема ВВПЧ с мно<strong>г</strong>ообмоточным<br />
трансформатором представлена<br />
на рис. 2.<br />
ПЧ тако<strong>г</strong>о типа основан на использовании<br />
каскадно<strong>г</strong>о включения низковольтных<br />
ячеек (580 В), которое дает<br />
на выходе высокое напряжение. Каждая<br />
ячейка построена по тому же<br />
принципу, что и НВПЧ, и содержит звено<br />
постоянно<strong>г</strong>о тока.<br />
Конструктивно ВВПЧ состоит из четырех<br />
модулей:<br />
Первый модуль в простейшем случае<br />
представляет собой вводной вакуумный<br />
контактор.<br />
Второй модуль — мно<strong>г</strong>ообмоточный<br />
трансформатор, вторичные обмотки<br />
которо<strong>г</strong>о электрически сдвинуты<br />
относительно дру<strong>г</strong> дру<strong>г</strong>а. Эти обмотки<br />
являются независимыми источниками<br />
переменно<strong>г</strong>о напряжения<br />
(580 В) для низковольтных ячеек.<br />
Использование мно<strong>г</strong>ообмоточно<strong>г</strong>о<br />
фазосдви<strong>г</strong>ающе<strong>г</strong>о трансформатора<br />
обеспечивает более с<strong>г</strong>лаженное потребление<br />
электроэнер<strong>г</strong>ии, снижает<br />
уровень <strong>г</strong>армоник и улучшает cos(ϕ).<br />
<strong>«Электротехнический</strong> <strong>рынок»</strong> № 6 (<strong>24</strong>) | <strong>ноябрь</strong>-<strong>декабрь</strong>, <strong>2008</strong>
Change language