Преобразователи частоты серии Ритм-В

Преобразователь частоты серии РИТМ-В на среднее напряжение 3/6/10 кВ - современное техническое решение для управления скоростью вращения асинхронных и синхронных электродвигателей мощностью от 250 до 15 000 кВт в трехфазных сетях с частотой 50 Гц.

Преобразователь сконструирован на базе самых современных и передовых технологий силовой электроники. Производится ЗАО «Электромаш» по техническим условиям ТУ 3416-029-55978767-12.

Преобразователь частоты РИТМ-В состоит из фазосдвигающего трансформатора, последовательно собранных силовых модулей и системы управления, объединенных оптоволоконной связью. Примененная технология многоуровневой ШИМ-модуляции, с использованием IGBT-транзисторов, характеризуется низким уровнем пульсаций и синусоидальным выходным напряжением, что делает преобразователь идеальным решением для стандартных и нестандартных типов электродвигателей.

Линейка преобразователей частоты РИТМ-В представлена в 5-ти конструктивных исполнениях, различных типоразмерах и с широким перечнем дополнительных опций, что позволяет легко адаптировать преобразователь частоты под требования заказчика и использовать оборудование в различных отраслях промышленности.

Внедрение преобразователя частоты способствует оптимизации и повышению эффективности производства благодаря уменьшению воздействия пусковых токов на электрическую сеть, снижению износа электродвигателя, сокращению расходов на электроэнергию и техническое обслуживание.

В 2015 году ПЧ РИТМ-В удостоен диплома всероссийского конкурса «100 лучших товаров России»

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ

ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ	Плавный пуск электродвигателя Бесступенчатое регулирование частоты вращения электродвигателя Устранение гидроударов и динамических перегрузок в трубопроводах Повышение производительности электродвигателя Автоматическое поддержание величин технологических параметров Увеличение ресурса работы электродвигателя Снижение уровня аварийности оборудования
ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ	Снижение капиталовложений Сокращение расходов на обслуживание Снижение ремонтных расходов Экономия электропотребления до 30% Гарантируемая непрерывость производства

КОНСТРУКЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ РИТМ-В

Конструктивно преобразователь частоты РИТМ-В состоит из шкафа трансформатора, шкафа силовых ячеек, шкафа контроллера управления, шкафа ввода вывода и системы охлаждения. Другие компоненты могут быть добавлены в конструкцию в соответствии с требованиями заказчика. В ПЧ РИТМ-В реализован принцип преобразования трехфазного переменного напряжения в напряжение с постоянной частотой, и затем в переменный ток. Преобразование тока из переменного в постоянный и из постоянного в переменный происходит в силовых ячейках.

Рис. 1 Структурная схема ПЧ серии РИТМ-В на 6 кВ

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ШКАФ ТРАНСФОРМАТОРА

Трехфазный многообмоточный фазосдвигающий трансформатор с расщепленными обмотками явля- ется трансформатором сухого типа с классом изоляции по нагревостойкости H (180 oC).

Специальная конструкция магнитопровода и вторичных обмоток трансформатора преобразуют трех- фазное входное напряжение в несколько трехфазных выходных напряжений, сдвинутых относительно друг друга по фазе на небольшой угол.

Такой принцип получения трехфазного напряжения со сдвигом фаз, наряду с подключением каждого силового модуля к отдельной вторичной обмотке трансформатора позволяет:

• исключить необходимость в установке выходных трансформаторов
• исключить потребность в установках компенсации реактивной мощности
• исключить использование дополнительных гармонических фильтров
• компенсировать гармонические помехи на выходе
• устранить высшие гармоники на входе
• поддерживать высокий коэффициент мощности

ШКАФ КОНТРОЛЛЕРА УПРАВЛЕНИЯ

Система управления представлена микропроцессорными блоками на базе контроллеров и системой коммутации.

Контроллеры обеспечивают проверку работоспособности всей системы, анализ и коррекцию ошибок данных и формируют сигналы управления и защит. Передача данных между системой управления и силовыми модулями осуществляется по оптоволокну, что позволяет исключить паразитное влияние электромагнитных помех и повысить надежность системы.

Для вывода информации о состоянии работы преобразователя частоты на лицевой панели шкафа рас- полагаются панель управления и система индикации. Панель управления представлена цветным сенсорным ЖК монитором 10’ с удобным и простым интерфейсом.

Кроме того, в шкафу размещен источник бесперебойного питания, что позволяет продолжить работу системы управления при кратковременном прекращении питающей сети.

ПЧ РИТМ-В поддерживает следующие режимы управления:

• режим самодиагностики и тестирования
• режим ручного управления с панели управления
• удаленный режим с дистанционного пульта управления (ДПУ) по дискретному каналу или по интерфейсу RS-485 (протоколы Modbus RTU/IP)
• режим автоматического управления по заданным параметрам

ШКАФ ИНВЕРТОРА (ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ) С СИЛОВЫМИ МОДУЛЯМИ Шкаф инвертора состоит из собранных последовательно силовых модулей по технологии «перекрывания», то есть получение выходного напряжения происходит напрямую посредством волны перекрытия. Силовые модули конструктивно разделены на 3 группы: модули группы А модули группы В модули группы С Последовательно соединенные модули в одном ряду составляют одну фазу. Три ряда силовых модулей соединяются по схеме «ЗВЕЗДА»

Рис. 2. Получение высокого напряжения 6 кВ с использованием последовательного соединения силовых ячеек

КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

К питающей трехфазной сети переменного тока (3 кВ / 6кВ / 10 кВ) преобразователь присоединяется первичными обмотками входного многообмоточного трансформатора. Вторичные обмотки трансформатора отличаются фазовым смещением трансформируемого напряжения, преобразуя высоковольтное трехфазное входное напряжение в несколько трехфазных выходных, сдвинутых относительно друг друга по фазе. Напряжение со вторичных обмоток трансформатора через плавкие предохранители поступает на вход трехфазного выпрямителя силового модуля. В силовом модуле переменное напряжение преобразуется в напряжение постоянного тока и сглаживается фильтром. Далее инвертор на IGBT транзисторах генерирует выходное напряжение переменной частоты. Выходное напряжение фазы преобразователя частоты реализовано по технологии многоуровневой широтноимпульсной модуляции, путем суммирования выходного напряжения последовательно соединенных силовых модулей, принадлежащих к одной фазе.

Рис. 3. Структура силового модуля

Состав силового модуля:

• трехфазный выпрямитель, собранный по схеме моста Ларионова

• сглаживающий фильтр звена постоянного тока

• однофазный выходной инвертор на IGBT транзисторах нового поколения

ФУНКЦИЯ «БАЙПАС» СИЛОВОГО МОДУЛЯ

Каждый силовой модуль оснащен встроенным байпасом. В случае выхода из строя силового модуля, работа байпаса автоматически активируется. Сообщение об ошибке отображается на экране панели оператора. При этом происходит блокировка неисправного силового модуля, а также шунтирование силовых модулей на других двух фазах для выравнивания выходного напряжения. Это позволяет продолжить работу с понижением выходной мощности не более чем на 3%. В случае наличия дополнительных резервных силовых модулей снижения мощности не происходит. Все силовые модули обладают свойством взаимозаменяемости, т.к. имеют одинаковую структуру, а также массогабаритные и технические характеристики, что позволяет быстро и легко производить ремонт и замену модулей.

Силовые модули снабжены следующими видами защит:

Шкафное компактное исполнение. Универсальное исполнение для управления электроприводами мощностью от 315 до 5000 кВт. Конструкция предполагает одностороннее обслуживание, что позволяет, компактно разместить оборудование, обеспечивая экономию занимаемой площади. Шкафы могут размещаться максимально приближенно к стенам помещения. Шкафное исполнение двухстороннего обслуживания. Исполнение конструкции предназначено для управления электродвигателями мощностью от 315 до 10 000 кВт. Двухсторонее обслуживание предполагает обязательный доступ к оборудованию с двух сторон, сзади с минимальным расстоянием 600 мм и спереди, с минимальным расстоянием 1200 мм.

Блок-контейнерное (мобильное) исполнение. Конструкция блок-контейнера выполнена со степенью защиты IP54 (под заказ IP55), что обеспечивает защиту преобразователя частоты от механических и климатических внешних воздействий. Контейнер снабжен системой отопления, вентиляции и освещения. Опционально контейнер дополняется системой пожарной и охранной сигнализации. Контейнерное исполнение позволяет устанавливать его на открытой, неохраняемой площадке, а в случае необходимости, перемещать его на другие объекты с минимальными затратами.

Блочно-модульное исполнение. Конструкция изготавливается из металлических каркасных модулей монтируемых в единое здание. В зависимости от требований заказчика комплектуются системой вентиляции, пожарной сигнализацией, автономными системами отопления, системой видеонаблюдения и другими системами

Взрывозащищённое шахтное исполнение. Взрывобезопасный корпус преобразователя частоты (РВ1 Exd) позволяет управлять асинхронными и синхронными электродвигателями в подземных выработках шахт, рудников, где могут образовываться взрывоопасные смеси газов, паров или пыли

ДИСТАНЦИОННЫЙ ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ

Предназначен для удаленного мониторинга и управления преобразователем частоты. Функциональные возможности ДПУ:

• мониторинг параметров работы преобразователя

• управление циклом работы преобразователя (кнопки ПУСК/СТОП)

• установка и изменение параметров работы

Рис. 4. Конструктивные варианты «Байпас»

ШКАФ ВВОДА-ВЫВОДА

Шкаф ввода-вывода предназначен для подключения к входу ПЧ РИТМ-В питающего напряжения сети 3/6/10 кВ и подключения электродвигателя к выходу преобразователя частоты. В шкафу ввода-вывода расположен вводной контактор, вводной разъединитель и выходной разъединитель. Также в шкафу размещается индикатор высокого напряжения на входе, измеритель входного напряжения, датчики выходных токов, трансформатор тока нулевой последовательности. Опционально шкаф ввода-вывода может выполнять функцию байпаса. Для этого дополнительно устанавливаются байпасный контактор, разъединитель и выходной контактор. Для безударного перевода двигателя с питания от преобразователя частоты на сеть, может быть установлен выходной дросель.

ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

ПЧ может управлять как одним электродвигателем, так и несколькими электродвигателями поочередно при наличии шкафов высоковольтной коммутации для переключения между электродвигателями.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения обеспечивает долговременное стабильное функционирование преобразователя частоты при различных нагрузках, температуре окружающей среды от 0 до +400 С и влажности от 25% до 95%. В базовой комплектации применяется принудительное воздушное охлаждение. Система с принудительным водяным или принудительным тосольным охлаждением доступны по требованиям заказчика. Воздушная система охлаждения включает в себя вытяжные центробежные вентиляторы, размещенные на шкафах трансформатора и инвертора. Вентиляторы обеспечивают воздухообмен между внешней средой и секциями ПЧ. Вытяжные центробежные вентиляторы изменяют скорость вращения в зависимости от температуры внутри шкафов. Дополнительно в шкафы смонтировано устройство контроля внутренней температуры секции (терморегулятор) с функцией защиты от перегрева.

При 115С – активация защиты по перегреву

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ РИТМ–В

ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ