Антиплагиат (1235205), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При правильном выборе согласующего трансформатора в мощных преобразователях илипри установке входного реактора в преобразователях средней мощности коэффициент искажения напряжения в точкеподключения без дополнительных мероприятий не превышает нормируемое значение 5%.Иная картина при работе ПЧ с[1]АИН.
[2]Формасетевого тока такого преобразователя в общем случае представляетнесколько синусоидальных импульсов, возникающих при заряде емкости фильтра. Гармонический состав такого токакрайне неблагоприятен. Для его улучшения необходимо устанавливать реакторы и на вход выпрямителя, ипостоянного токакак([1]LC-фильтр), [3]причемпри этом ухудшаютсядругиена звеносводить всю индуктивность только в одно место схемы не рекомендуется, такхарактеристики выпрямителя(либо[1]cosφ,[6]либокоэффициентискаженийнапряжения).По вопросу потребления реактивной мощности картина достоинств и недостатков ПЧ с АИТ и ПЧ с АИН зеркально меняется.В ПЧ с АИТ сетевойcosφ=0,87 - 0,9 в номинальном режиме и ухудшается (снижается) пропорционально величиневыходного напряжения инвертора.
В ПЧ с АИН сетевой[1]cosφ[6]для[3]устройствПЧ с[2]АИТ[1]cosφ [6]какправило, не ниже значения 0,97. Улучшение сетевогорешается путем установки на вход компенсирующих или[1]фильтро-компенсирующих(ФКУ). При этом для приводов насосов с диапазоном регулирования 25 – 50 Гц удается выполнить ФКУнерегулируемым с обеспечением cosφ во всем диапазоне на уровне 0,95 - 1,0. Такое ФКУ, решая одновременно задачуфильтрации 5, 7 и 11-й гармоник, оказывается весьма небольшим и недорогим, благодаря использованию современныхмалогабаритных косинусных конденсаторов.
Ряд западных фирм предлагает ПЧ с АИТ в комплекте со встроенными ФКУ.Таким образом, ни ПЧ с АИТ, ни ПЧ с[1]АИНв[2]классическомварианте своего построения не обладают необходимойэлектромагнитной совместимостью с сетью и требуют установки дополнительных устройств, поставляемых как опции.Некое различие в подходе к установке сетевых опций в ПЧ с АИН и ПЧ с АИТ заключается лишь в том, что в первом случаеопции для улучшения гармонического состава входного тока требуются всегда, а во втором случае решение онеобходимости ФКУ принимается с учетом конкретных режимов регулирования, например, на насосной станции и составаостального электрооборудования (наличие синхронных двигателей).1 – сеть; 2- фильтрокомпенсирующее устройство ( ФКУ);3 – управляемый выпрямитель; 4 - фильтр; 5- автономный инвертор тока; 6 – емкость; 7 – АДРисунок 2.3 – Схема ПЧ с АИТ1 – выходной автоматический выключатель; 2 – входной[1]трехфазный [2]реактор;3 – входной фильтр радиопомех; 4 –выпрямитель;5 – сглаживающий дроссель фильтра; 6 – блок динамического торможения; 7 – автономный инвертор напряжения; 8 –выходной фильтр радиопомех; 9 – выходной фильтр напряжения двигателя;10 – АДРисунок 2.4 – Схема ПЧ с АИН2.2.4[1]Элементная база преобразователей частотыТретий критерий для сравнения ПЧ с АИТ и ПЧ с АИН - это элементная база силовой части, рано или поздно требуемаяпотребителю длязамены вышедшей изстроя.Три основных группы элементов-полупроводниковыеэлементы,конденсаторы и реакторное оборудование.
В современных преобразователях на базе АИТ тиристоры и диоды подобно IGBTвыполняются в модульном[1]IGBT- [5]модулейисполнений. При этом реальная нагрузочная способность внешне сходных тиристорных ирезко отличается.[1]IGBT- [3]транзисторимеет в 1,5-2 раза большее падение напряжения в открытомсостоянии и значительные динамические потери при работе на высокой частоте (не менее 50% статических).
В результатеПЧ с АИТ будет содержать в 3-4 раза меньше параллельных приборов в инверторе, чем ПЧ с АИН соответствующейhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.22309451&repNumb=115/2304.06.2016Антиплагиатмощности. Отмечаем также тот факт, что[1]IGBT- [5]модулиоснащаются импортными приборами, а современныетиристорные и диодные модули со специально разработанными для цепей АИТ быстродействующими структурамивыпускаются российским производителем - АО «Электровыпрямитель», г. Саранск.Как отмечалось выше, конденсаторы на стороне переменного тока в АИТ и конденсаторы фильтра в АИН выполняют одну иту же роль -[1]энергопоглощение.
[2]Однакоесли в качестве таковых в АИТ могут быть применены обычные косинусныеконденсаторы соответствующего напряжения, являющиеся продукцией массового производства и практически не имеющиеограничении по сроку службы, то в АИН для фильтра должны быть использованы специальные электролитическиеконденсаторы, обычно включаемые последовательно для набора соответствующего напряжения. Эти конденсаторысущественно более дорогие, чем косинусные, так как выпускаются ограниченным числом фирм с высокотехнологичнымпроизводством. Данные[1]конденсаторы [2]имеютограниченный срок службы (как правило, не более 5 лет) и нерекомендуются для длительного складского хранения.Реакторное оборудование в АИТ и[1]АИН-[2]этореакторы звена постоянного тока и сетевые реакторы.
Достаточно частоэто оборудование является продукцией собственного производства. В России крупнейшим изготовителем реакторногооборудования был и остается Московский электрозавод (реакторы серий ФРОС, РТСТ и др.). Реакторы для мощныхпреобразователей частоты изготавливает также АО «Уралэлектротяжмаш».Силовая схема ПЧ с АИН с одномостовым выпрямителем на входе в отличие от ПЧ с АИТ не реализует режимарекуперативного торможения и поэтому, как правило, содержит еще один специфический элемент в силовой схеме отдельно устанавливаемый тормозной резистор и дополнительный (7-й) IGBT для реализации режима динамическоготорможения.
Следующие два специфических элемента, присущие ПЧ с АИН, - это входные и выходные фильтры радиопомех,необходимые из-за высокой частоты (5-15 кГц), на которой работают IGBT-транзисторы.Сопоставление двух основных типов преобразователей частоты показывает, что для мощных регулируемых электроприводовпеременного тока в большинстве случаев более целесообразным оказывается применение ПЧ с АИТ. Это особенноактуально для отечественного потребителя, выполняющего модернизацию нерегулируемого электропривода и не имеющеговозможности замены серийного двигателя на специальный IGBT совместимый. Конкретно граница разграничения помощности должна определяться технико-экономическим обоснованием в каждом конкретном случае по минимальнымгодовым расходам.2.2.5[1]Современные тенденц ии развития программного обеспечения современных ПЧСиловая часть ПЧ АИН (рисунок 2.5 )состоит из нерегулируемого выпрямителя В, промежуточного контура напряжения, включающего реактор L (можетотсутствовать) и[8]конденсатор С (есть всегда), и автономного инвертора напряж енияАИН.
Последний по заданному закону широтно-импульсной модуляции (ШИМ) преобразует постоянное напряжение врегулируемое по частоте и амплитуде первой гармоники выходное напряжение.[8]Рисунок 2.5 – Система управления ПЧ АИНОсновасистемы управления ПЧ - модуль микроконтроллера, программное обеспечение и вычислительные характеристики которогов основном определяют возможности системы регулирования электропривода.При работе ПЧ в режиме "Местное управление" используется встроенный пульт управления (ПУ), имеющий набор кнопок идисплей для отображения заданных и текущих параметров, адресов, функций, сообщений об ошибках и т.п. Программноеобеспечение[8]микроконтроллера (МК) позволяет с помощ ью ПУнастроить регулируемый электропривод с реализацией всех возможностей, заложенных в системе управления данного ПЧ.В режиме "Дистанционное управление" информацияпередается через клеммник управления "сигналы Вх/Вых" или попоследовательному интерфейсу "ЭВМ" ( обычно RS232 и/или RS485).Интерфейсный модуль (ИМ)преобразователя частоты предназначен для согласования по уровню и преобразования вцифровую форму сигналов, поступающих с клеммника управления и с внутренних датчиков ПЧ ([8]датчики напряж ения сети U1, на входе Uc и выходе U2 АИН; датчики температуры охладителя ПЧ; датчики силы тока сети I1 ,инвертора идвигателя).
Этот же ИМ служит для преобразования выходных сигналов, обычно, это сигналы для измерительных приборови индикации, а также релейные выходы для управления внешними реле и контакторами.Наличие модулей МК,устройства.ПУ, ИМ характерно для микропроцессорной системы управления (МПСУ) любого электронного[8]Особенность МПСУ ПЧ состоит в наличииШИМ-контроллера, который может быть встроен в микросхему МК или выполнен в виде одной или нескольких отдельныхмикросхем. На выходе ШИМ-контроллера в соответствии с текущим режимом ПЧ образуются шесть дискретных сигналовуправления транзисторами[8]АИН, уровень которых обычно соответствует стандарту TTL.Модуль выходных усилителей (ВУ) обеспечивает согласование этих сигналов с входными характеристиками IGBT-модулей игальваническую высоковольтную развязку сигналов.[8]Основные функц ии, реализуемые микропроц ессорной системой управления современного ПЧ, мож но условно разделить наследующ ие группы:http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.22309451&repNumb=116/2304.06.2016Антиплагиаткоманды внутреннего пульта и индикация заданных и текущих параметров;ограничение переменных и анализ отказов;простые законы частотного регулирования, ускорение и замедление двигателя;программирование аналоговых и дискретных входов-выходов ПЧ, регулирование технологических параметров;управление без датчиков в контуре скорости;[8]управление моментом э лектродвигателя;расширение функций с помощью дополнительных модулей;макропрограммы ПЧ.Первые четыре группы [8]функц ий мож но реализовать с помощ ью системы управления практически всех современных ПЧ.
Полный набор перечисленныхфункц ий в той или иной степени реализован в следующ их ПЧ: АСS600 (АВВ); Y300 (HITACHI); SIMOVERT MASTER DRIVES (SIEMENS) идр.Такие э ксплуатац ионные характеристики ПЧ, как наглядность отображ ения реж имов, простота обслуж ивания и т.д., взначительной степени зависят от программ, управляющ их сервисными функц иями и обеспечивающ их обслуж ивание пультовуправления ПЧ, работу с командными кнопками, отображ ение на дисплее текущ их значений переменных, заданных опорныхвеличин, программируемых параметров, сообщ ений об отказах и их предыстории, предупреж дений и т.п. Эти различные для разныхПЧ программы, зависящ ие от вида примененного пульта управления (число кнопок управления дисплеем и их функц ии, тип дисплеяи его разрядность), могут повлиять в итоге на выбор типа ПЧ для конкретного э лектропривода.Производители ПЧ для облегчения программирования, осущ ествляемого пользователями на стадии ввода в э ксплуатац ию, создаютспец иальные макросы - предварительно запрограммированный набор параметров, ориентированный на некоторые стандартныеприменения.
Если имеющ ийся в программном обеспечении макрос соответствует условиям применения ПЧ в конкретномэ лектроприводе, достаточно только проверить соответствие параметров привода заводским установкам, ввести номинальныеданные двигателя и осущ ествить пуск. Заводские установки параметров обычно соответствуют средним значениям, имеющ имся напрактике.2.3 Разработка структурной схемы автоматического управленияНа структурной схеме все основные функц иональные части изделия изображ аются в виде прямоугольников. Основные составныечасти изделия изображ аются,как правило, без учета их действительного расположения, однако графическое построение схемы должно наглядно[13]показывать взаимодействие его функц иональных частей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
