Преобразователи частоты высоковольтные с низковольтным звеном 250 ... 1000 кВт...

Функциональные особенности:

Cерия высоковольтных преобразователей частоты с низковольтным звеном преобразования (ПЧВН), выполненных по двухтрансформаторной схеме, для асинхронных электродвигателей мощностью от 250 до 1000 кВт с напряжением 3,6 и 10 кВ.

Преобразователи частоты серии ПЧВН имеют следующие особенности:

• подключение стандартных общепромышленных двигателей (sin-фильтр в комплекте);
• возможность работы в «плавающих» сетях;
• возможность расположения трансформаторов на удалении от преобразователя;
• низкая стоимость по сравнению с более дорогими бестрансформаторными высоковольтными преобразователями;
• наличие всех необходимых функций защиты как самого преобразователя, так и двигателя и приводимого механизма;
• гибкая настройка всех защитных функций и параметров работы привода;
• встроенный ПИД-регулятор, обеспечивающий регулирование технологического параметра;
• встроенные часы реального времени, обеспечивающие возможность работы преобразователя в автоматическом режиме в соответствии с заданным графиком;
• встроенный набор цифровых и аналоговых входов и выходов, обеспечивающих возможность управления преобразователем с помощью внешних управляющих контроллеров;
• сетевой интерфейс RS-485 c протоколами ModBus ASCII/RTU для интеграции преобразователя в АСУТП предприятия заказчика;
• пульт дистанционного управления преобразователем частоты, располагаемый на расстоянии до 300 метров от преобразователя;
• удобный ввод в эксплуатацию: настройка преобразователя и диагностика привода в процессе работы осуществляются с помощью встроенного пульта с графическим дисплеем, имеющего полностью русскоязычный интуитивно понятный интерфейс, а не буквенно-цифровое кодирование параметров, как у большинства преобразователей, представленных на российском рынке;
• возможность добавления любой программной и аппаратной функциональности по требованию заказчика.

Решаемые задачи:

• Экономия электроэнергии;
• Увеличение срока службы электродвигателя и приводного механизма за счет оптимизации его работы в широком диапазоне изменения нагрузок;
• Увеличение срока службы пускозащитной аппаратуры;
• Снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования за счет исключения гидравлических и механических ударных воздействий и перегрузок;
• Интеграция асинхронного электропривода в АСУ ТП с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров;
• Резкое увеличение надёжности системы в целом за счет устранения «человеческого фактора», автоматической диагностики системой всех её элементов и предупреждения возможных аварийных ситуаций.

Технические характеристики:

Способ управления	скалярное U/F
Номинальное напряжение питания, В	6000 +10% , (+10/-15 % - по заказу)
Частота напряжения сети, Гц	50 (60) ± 1% ( до ± 5% - по заказу)
Число фаз на входе и выходе	3
Диапазон изменения напряжения на выходе, В	250...6000
Диапазон изменения частоты основной гармоники, Гц	(0,1) 10...50 (60)
Коэффициент мощности, не менее	0,9
КПД в номинальном режиме, не менее	0,95
Напряжение питания собственных нужд, В	380 +10/-15 %
Перегрузочная способность	110 % от номинального тока при продолжительности нагрузки 300 с и времени усреднения 10 мин
Интерфейс связи	RS 485
Протокол передачи данных	ModBus-RTU, ModBus-ASCII
Аналоговые входы	2
Аналоговые выходы	3
Дискретные входы	8
Дискретные выходы	3
Тип охлаждения	принудительное воздушное
Степень защиты оболочки: Cтандартная Опции	IP20 IP21, IP23, IP31, IP54
Климатическое исполнение	УХЛ4, У1
УХЛ4: Температура воздуха: При эксплуатации При транспортировании	от 0 до + 40 от – 40 до + 50
Относительная влажность при эксплуатации и транспортировании	90 при 20 °С (без конденсации влаги)
У1: Температура воздуха: При эксплуатации При транспортировании	от – 40 до + 50 от – 40 до + 50
Относительная влажность при эксплуатации и транспортировании	100 при 25 °С (без конденсации влаги)
Тип трансформаторов	масляные, сухие

Функции защиты:

Метод управления двигателем:

• скалярное управление по характеристике U/f, задаваемой 8 точками.

Режимы управления работой преобразователя:

• ручное управление (по командам оператора с местного пульта управления);
• автоматическое управление по заранее заданному алгоритму с учетом установленных событий (работа «по расписанию»);
• управление от внешней релейно-контактной аппаратуры (используются дискретные входы типа «сухой контакт»);
• внешнее управление от пульта дистанционного управления или внешних управляющих контроллеров по последовательному интерфейсу RS-485 в соответствии с протоколом ModBUS.

Способы задания частоты:

(или уставки параметра при ПИД-регулировании):

• кнопками местного пульта управления;
• потенциометром местного пульта управления;
• по встроенному таймеру (с возможностью настройки до 10 событий);
• по состоянию входов «сухой контакт»;
• аналоговым сигналом 0?10В или 0?20мА на входе задатчика;
• пультом дистанционного управления или внешними управляющими контроллерами по последовательному интерфейсу RS-485 в соответствии с протоколом ModBus.

Режимы регулирования работы двигателя:

• прямое частотное управление;
• ПИД – регулирование.

В преобразователях предусмотрены следующие функции:

• плавный пуск и останов двигателя;
• автоматическое управление частотой и напряжением на выходе;
• автоматическое поддержание величины технологического параметра (давления, уровня и т.п.);
• автоматическое повторное включение с выходом на заданный режим после отключения, вызванного аварией питающей сети или недопустимой перегрузкой преобразователя;
• динамическое торможение электродвигателя (обеспечивается при подключении внешнего модуля тормозных резисторов);
• возможность настройки пользователем характеристики U/f;
• пропуск резонансных частот привода с настройкой до 4 зон резонанса;
• режим частотного токоограничения;
• отображение и сигнализация информации о параметрах и режимах работы;
• оценка количества потребляемой электроэнергии;
• регистрация отказов, нештатных и аварийных режимов и хранение их в энергонезависимой памяти.

Защитные функции

• максимально-токовая защита двигателя
• времятоковая защита двигателя (аналог I2t)
• защита от межфазных коротких замыканий и однофазных замыканий на землю в низковольтной части преобразователя
• защита от межфазных коротких замыканий на выходе
• защита от недопустимого снижения нагрузки двигателя при обрыве ремней или поломке приводного механизма
• защита от кратковременного превышения входного напряжения более чем на 10% от номинального
• защита от исчезновения или недопустимого снижения питающего напряжения более чем на 10% от номинального
• защита от дисбаланса напряжения и тока на входе и выходе и обрыва фаз
• защита от неисправностей в системе питания цепей управления преобразователя
• защита от перегрева силовой части преобразователя
• защита от несанкционированного проникновения во внутреннее пространство шкафов

Защита трансформаторов:

• от превышения температуры масла в баках трансформаторов;
• от превышения предельно допустимого давления масла в баках трансформаторов.

Релейная защита преобразовательного агрегата выполняется и обеспечивается заказчиком.

• По согласованию возможно изготовление ПЧВН с дополнительными функциями защит и управления.

Масса, габаритные размеры

Исполнение УХЛ4

Номинальная выходная активная мощность (мощность двигателя)	Входной и выходной трансформаторы			Низковольтный преобразователь частоты			Синусный фильтр			Эскиз, размеры
	Длина L1, мм	Высота H1, мм	Глубина B1, мм	Длина L2, мм	Высота H2, мм	Глубина B2, мм	Длина L3, мм	Высота H3, мм	Глубина B3, мм
250кВт, 315кВт	860	1560	1260	540	1700	850	1190	1665	890
500кВт, 630кВт	1000	1800	1760	965	1950	870	2100	1700	1230
800кВт, 1000кВт	1350	2400	2300	1055	2200	1050	2290	2050	1140

Исполнение У1

Номинальная выходная активная мощность (мощность двигателя)	Входной и выходной трансформаторы			Низковольтный преобразователь частоты			Синусный фильтр			Эскиз, размеры
	Длина L1, мм	Высота H1, мм	Глубина B1, мм	Длина L2, мм	Высота H2, мм	Глубина B2, мм	Длина L3, мм	Высота H3, мм	Глубина B3, мм
250кВт, 315кВт	860	1560	1260	2500	2500	2400	1190	1665	890
500кВт, 630кВт	1000	1800	1760	3300	2500	2400	2100	1700	1230
800кВт, 1000кВт	1350	2400	2300	3300	2600	2320	2800	2485	2145

Документы

Изображения

Связанная информация:

Опыт применения высоковольтных многоуровневых преобразователей частоты ЗАО «Электротекс» для электроприводов насосных агрегатов ...

Полезные функции преобразователя

Подхват

В случае недопустимого снижения или отключения напряжения питающей сети преобразователь частоты отключится, а двигатель будет останавливаться самовыбегом. Если приводной механизм имеет большой момент инерции, как, например, у вентилятора воздуходувки, то его полный останов самовыбегом может длиться более часа! Если повторное автоматическое включение произвести до полного останова, то возникнет сильный токовый удар в обмотках двигателя, сопровождающийся механическим ударом в приводном механизме. Аналогичная ситуация возможна в насосах, когда при отсутствующем или неисправном обратном клапане двигатель под действием противонапора раскручивается в обратном направлении и попытка пуска неизбежно приводит к огромным токовым перегрузкам. Для обеспечения безударного плавного включения на вращающийся двигатель в подобных ситуациях может быть использована функция "подхват". При использовании этой функции преобразователь частоты автоматически определяет текущую частоту вращения вала двигателя и формирует выходное напряжение таким образом, чтобы не возникло токовых перегрузок, т.е. как бы "подхватывает" двигатель. После этого двигатель плавно выводится на заданный рабочий режим. Время, требуемое для "подхвата" двигателя после восстановления напряжений питания составляет всего 4-6 секунд!

Работа по расписанию

Работа многих объектов характеризуется тем, что необходимое значение технологического параметра циклически изменяется в течение суток или в течение недели. Типичный пример – это насосные станции водоснабжения жилых домов. Для таких станций график расхода является одинаковым для каждого дня; при этом существуют часы пиковой загрузки, когда насос работает с полной производительностью, и часы, когда производительность насоса снижается до минимальной. Регулирование с использованием датчика давления в таких системах затруднено из-за большой протяженности трубопроводов и необходимости поддерживать давление именно в удаленной диктующей точке сети, а не на выходе насоса. Отличное решение в такой ситуации – это автоматическое изменение скорости вращения двигателя, а, следовательно, и производительности насоса в соответствии с заданным расписанием. Это возможно благодаря наличию в преобразователе частоты встроенного модуля часов реального времени. Каждое событие, настроенное для этого модуля, включает следующую информацию:

• выполняемое действие (пуск, останов, изменение уставки частоты или давления);
• время суток, когда наступает событие;
• дни недели, в которые событие может наступить.

Еще один пример использования расписания – системы кондиционирования, которые должны обеспечивать микроклимат в помещении, например с 7 до 18 часов, а остальное время могут быть отключены. Работа преобразователя частоты или устройства плавного пуска с использованием расписания позволит решить эту задачу без участия оператора! 

ПИД-регулирование

Наличие встроенного ПИД-регулятора позволяет просто и быстро организовать управление любым параметром технологического процесса, который зависит от скорости вращения вала двигателя. Все что необходимо для построения замкнутой системы управления – это подключить датчик технологического параметра к преобразователю частоты и настроить параметры ПИД-регулятора! Наиболее часто регулируемыми параметрами являются давление или расход воды, температура или степень разрежения воздуха. Именно использование ПИД-регулятора позволяет отказаться от использования задвижек и добиться максимального технико-экономического эффекта от внедрения преобразователей частоты.

Управление дополнительным двигателем

В насосных и тягодутьевых механизмах часто встречается работа нескольких насосов или вентиляторов на общую сеть, а регулирование производительности системы осуществляется изменением числа включенных насосов (вентиляторов). При использовании преобразователей частоты с функцией «управление дополнительным двигателем» возможен переход к плавному регулированию производительности без замены остального оборудования. В этом случае один насос или вентилятор используется в качестве регулируемого, а остальные - как вспомогательные.Рассмотрим для примера насос, работающий на частоте 41 Гц и обеспечивающий подачу 83 м3/час. При росте водопотребления частота вращения насоса также возрастает; если частота превышает 47 Гц в течение 2 минут, то преобразователь частоты выдает сигнал на пуск дополнительного двигателя. При этом на время пуска дополнительного двигателя частота вращения основного снижается для исключения гидравлического удара в трубопроводе. После окончания пуска дополнительного двигателя преобразователь частоты продолжает плавно регулировать частоту вращения основного для обеспечения требуемой производительности. Когда же производительность двух насосов станет избыточной, преобразователь частоты выдаст сигнал на отключение дополнительного двигателя. Отметим, что пуск и останов дополнительного двигателя возможен как напрямую от сети, так и с использованием устройств плавного пуска. Таким образом, в системе будет обеспечиваться оптимальная производительность при отсутствии гидравлических ударов!

Дистанционное управление

Все преобразователи частоты и устройства плавного пуска производства ЗАО "Электротекс" могут управляться как непосредственно со встроенного пульта управления, так и дистанционно. Для этого не требуется установка дополнительных модулей! Дистанционное управление может осуществляться одним из следующих способов:от пульта дистанционного управления по каналу связи RS-485;от персонального компьютера или любой внешней системы управления по каналу связи RS-485;от кнопочного поста посредством дискретных входов типа "сухой контакт".Помимо управления преобразователем частоты или устройством плавного пуска, пульт дистанционного управления, персональный компьютер или внешняя система управления в любой момент времени обеспечивают доступ ко всей информации о работе привода, необходимой для проведения полной и качественной диагностики.

Защита от потери нагрузки

Многие современные насосы используют сальники и графитовые подшипники, смазываемые и охлаждаемые перекачиваемой жидкостью. Отсутствие жидкости или «заглатывание» насосом воздуха приводит к перегреву этих элементов и выходу их из строя в течение нескольких секунд. Еще одно «проблемное место» – это механизмы с муфтами или ременными передачами. В случае обрыва ремня или срыва муфты необходимо остановить технологический процесс для исключения дальнейшего разрушения механизмов. Обрыв ремня, так же как и пропадание жидкости или кавитация в насосе характеризуется резким снижением нагрузки на валу двигателя. Преобразователь частоты или устройство плавного пуска отслеживают нагрузку на валу двигателя, и в случае ее снижения ниже установленного уровня производится останов двигателя, предупреждая выход насоса или приводного механизма из строя.

Спящий режим

При работе насоса с регулированием давления по датчику обратной связи возможна ситуация, когда водоразбор отсутствует. В этом случае преобразователь частоты будет снижать частоту вращения двигателя до тех пор, пока не достигнет минимально допустимой частоты. Однако, если водоразбор при этом будет по-прежнему отсутствовать, то даже при минимальной производительности насоса давление в трубопроводе будет продолжать расти. В конечном результате это может привести к порыву трубопровода или к аварийному отключению насоса по сигналу превышения давления. Аналогичная ситуация характерна для вентиляторов и компрессоров при отсутствии потребления воздуха, когда из- за требуемой малой производительности они в действительности не влияют на регулируемый параметр (давление, разряжение, температуру...). Для предотвращения подобных ситуаций в преобразователях частоты предусмотрена защитная функция «спящий режим». Например, если частота вращения двигателя опустится ниже заданной минимальной границы 25 Гц, а давление будет превышать заданное на 0,2 МПа в течение 65 секунд, то преобразователь остановит насос. При этом давление в трубопроводе будет контролироваться. Как только давление в трубопроводе будет меньше заданного на 0,1 МПа в течение 30 секунд, преобразователь автоматически запустит двигатель и продолжит регулировать давление.

Настройка и диагностика

Современные преобразователи частоты и устройства плавного пуска – это сложные устройства, работа которых зависит от настройки десятков или даже сотен параметров конфигурации. Зачастую осуществить настройку или диагностику устройства без постоянного листания руководства по эксплуатации невозможно – все параметры кодируются - F112, DRV042, FU31… Все преобразователи частоты и устройства плавного пуска производства ЗАО "Электротекс" оснащаются встроенным графическим пультом управления с интуитивно понятным интерфейсом и полностью русскоязычным меню. Это существенно упрощает настройку оборудования и его диагностику в процессе работы. Для обеспечения полной и качественной диагностики все параметры, характеризующие работу привода, вынесены в отдельное меню, а наиболее важные и постоянно контролируемые параметры (например, ток двигателя, частота вращения и значение давления) могут быть вынесены на экран состояния. Встроенные часы реального времени и энергонезависимая память позволяют вести журнал, в котором автоматически сохраняются до 32 последних событий. Это облегчает анализ причин возникновения нештатных ситуаций, уменьшает риск ошибки при настройке привода. В результате упрощается мониторинг технологического процесса, повышается его надежность.