Подробное описание
Преобразователи частоты серии Goodrive5000 - новое поколение систем управления скоростью переменной частоты высокого напряжения, произведенных INVT. В данных преобразователях частоты применяется многообмоточный трансформатор для питания силовых модулей, технология 3-core DSP+PFGA+ARM для системы управления и усовершенствованное высокоэффективное бездатчиковое векторное управление скоростью, управление SVPWM, высокоточное управление вращающим моментом на низких частотах с быстрым динамическим откликом и двойное торможение, и т.д. Кроме того, из-за компактной структуры, система может быть установлена у стены для обеспечения одностороннего обслуживания, и его интерфейс является наиболее подходящим для локальных приложений.
Особенности продукции:
1. Два режима управления:
- переключение режимов управления путем настройки параметров;
- высокопроизводительное векторное управление в разомкнутом контуре;
время работы без нагрузки в течении 2 сек
- SVPWM (векторное управление с широтно-импульсной модуляцией).
время работы без нагрузки в течении 3.9 сек
2. Два типа двигателей:
- совместим с синхронными и асинхронными двигателями, переключение между двигателями путем настройки параметров.
3. Автонастройка параметров с вращением.
4. Быстрое торможение двигателя магнитным потоком.
5. Защита от повышенного напряжения при потери скорости:
- без сигнализации неисправности во время замедления в случае неправильного времени.
6. Управление Master-slave (опция):
- управление в режиме «master-slave»;
- управление в режиме «master-slave» с гибкой или жесткой связью.
7. Один ПЧ:
- управление до 8 –ми эл. двигателей в режиме «master-slave»;
- управление от одного ПЧ несколькими двигателями.
8. Перегрузочная способность: 120% от номинального тока: 120 сек, 150% от номинального тока: 5 сек, 200% от номинального
тока: мгновенная защита.
9. Широкий диапазон колебаний напряжения:
- нормальная работа, при напряжении в диапазоне от -15%～+10%;
- работа без остановки, при снижении напряжения 85% ~ 65% от номинального или превышении на 110% ~ 120% в короткое время;
- AVR, автоматическая настройка выходного напряжения согласно колебаниям напряжения DC-шины.
10. Работа без остановки при кратковременной потери мощности:
- продолжение работы без остановки, при отключении питания в течении 1-5 сек.
11. Полный спектр скорости, функция слежения:
- отслеживание скорости вращения двигателя и восстановление для запуска в статическом или динамическом состоянии.
12. Высокая мощность и эффективность:
- выпрямительный диодный мост в каждом блоке питания обеспечивает коэффициент мощности ≥0.97 при полной нагрузке;
- обеспечение эффективности системы ≥96% при полной нагрузке.
13. Низкий уровень гармоник:
- сухой фазосдвигающий трансформатор;
- многопульсный диодный выпрямитель (6 кВ: 30 пульсная , 10 кВ: 48 пульсная) в строгом соответствии с IEEE519~1992 и стандартами GB/T14519~93;
- входные гармоники < 2% при полной нагрузке.
14. Идеальная выходная синусоида:
- фазосдвигающий многоуровневый PWM(6 кВ: 11 уровень, 10 кВ: 17 уровень), синусоида на выходе ПЧ;
- выходные гармоники ＜2% при полной нагрузке.
15. Байпасные схемы:
- "ручной" байпас
- "автоматический" байпас
- байпас силовых модулей:
Электронный или механический байпасный контактор. Когда силовой модуль неисправен, его можно отключить. В этом случае произойдет снижение выходной мощности ПЧ. Время срабатывания байпаса – 200 мсек. Применяется при нормальных условиях
эксплуатации. Механический контактор (опция).
- байпас силовых модулей: нейтральная точка, дрейф байпаса
Когда один неисправен, происходит его обход и остальные модули работают по нормальному алгоритму. Максимально возможен байпас для 2-х силовых модулей в каждой фазе. Применяется при плохих условиях эксплуатации.
16. Протоколы связи:
- стандартно - Modbus, дополнительно - Profibus-DP и Ethernet
17. Диагностика неисправностей (ошибок):
- обеспечивается запись состояния ПЧ, диагностика сбоев и неисправностей.
18. Программное обеспечение для ПК:
- редактирование и загрузка параметров и мониторинг состояния ПЧ с помощью ПК.
19. Синхронное переключение (опция):
- синхронное переключение между высоковольтным выключателем нагрузки и ПЧ, для уменьшения влияния на питающую сеть, снижение бросков тока при переключении, увеличивая срок службы эл. двигателя.
20. Одностороннее обслуживание (опция):
- одностороннее обслуживание доступно для всего ряда мощностей при дополнительном настенном монтаже.
Конструкция ПЧ
1.Вентиляторы с большим воздушным потоком, низким уровнем шума и высокой надежностью.
2.Силовой модуль
- каждый силовой модуль эквивалентен однофазному инвертору низкого напряжения AC-DC-AC;
- диодный выпрямительный мост;
- выход вторичной обмотки силового трансформатора (690V), подается питание к модулю через плавкий предохранитель; когда система 6*n пульсная, полный мостовой неуправляемый выпрямитель получает питание постоянным током после фильтрования, напряжение будет инвертировано в однофазное питание переменным током PWM в мосте H.
3.Шкаф с фазосдвигающим трансформатором
- значительно улучшает напряжение питания сети и подавляет входные гармоники;
- гарантия надежного запуска и контроль температуры трансформатора в режиме реальном времени.
4.Шкаф с силовыми модулями
- серийная технология соединения блоков питания;
- взаимозаменяемые модули.
| Напряжение |
Количество силовых
модулей в фазе
|
Всего |
| 3 / 3.3 кВ |
3 |
9 |
| 6 кВ |
5 |
15 |
| 6.6 кВ |
6 |
18 |
| 10 кВ |
8 |
24 |
| 11 кВ |
9 |
27 |
5.Шкаф управления
- 3-core управление DSP+FPGA+ARM обеспечивает точное управление скоростью и моментом;
- сигналы для управления силовыми модулями передаются по оптоволоконным линиям связи для обеспечения высокой помехозащищенности.
6.Сенсорная панель
- 10″ с улучшенным качеством изображения;
- мониторинг данных в режиме реального времени и отображение сигналов.
Примеры применения
ПЧ серии GD5000, применяется в частности для синхронных электродвигателей в металлургии и для ленточных конвейеров в шахтах.
Применение для синхронных электродвигателей в металлургии
Предисловие
Сталеплавильному заводу в Тяньцзине принадлежат четыре больших агломерационных машины с ежегодной выработкой 4.76 миллионов тонн. Для управления охлаждающими вентиляторами (площадь охлаждения 200м ) используются синхронные двигатели на 3500 кВт и на 5000 кВт соответственно. Вначале использовалось гидравлическое сопротивление для запуска двигателей, но при этом способе недостаток воздушной стабилизации становился все более и более очевидным. Чтобы следовать национальной политики экономии энергии и сокращения выбросов и улучшения функционирования и конкурентоспособности основных, после исследования и сравнения, завод выбирает для установки ПЧ компании INVT серии GD5000 среднего напряжения инверторы для управления синхронными двигателями 3500 кВт и 5000 кВт.
Решение
Система регулирования скорости переменной частоты для синхронных двигателей включает: высоковольтный выключатель, ПЧ, байпасный шкаф, синхронный двигатель и шкаф возбуждения, с помощью которого ПЧ управляет пуском/остановом и регулирует частоту вращения двигателя, управляя током в шкафу возбуждения с помощью сигналов.
Принципиальная схема системы:
Экономическая эффективность
Анализ работы вентилятора охлаждения 5000 кВт
| Сравнение до и после установки ПЧ |
| Работа от питающей сети |
Работа от ПЧ |
| Рабочая частота |
50 Hz |
Рабочая частота |
40 Hz |
| Входное напряжение |
6.1 kV |
Входное напряжение |
5.8 kV |
| Входной ток |
432.3 A |
Входной ток |
257.7A |
| Коэффициент мощности |
0.9 |
Коэффициент мощности |
0.96 |
| Мощность двигателя |
4111 kW |
Мощность двигателя |
2508 kW |
Приведенные выше данные показывают, что экономия эл. энергии при мощности эл. двигателя 5000 кВт достигает 39 %. Если, в среднем, оборудование работает 300 дней в году и 24 часа ежедневно в цене 0,4 юаней за киловатт-час, это позволит сэкономить 300*24*(4111-2508) * 0,4 = 4.617 миллионов юаней на оплату электроэнергии каждый год. Энергосбережение, стабильная производительность и надежность в работе позволяют INVT получить хорошую репутацию среди клиентов.
Применение ПЧ серии GD5000 для ленточных конвейеров в шахтах
Предисловие
Ленточный конвейер — это машина, используемые в шахтах. Из-за большой длины эластичной ленты конвейера, согласно правилам безопасности в угольных шахтах, при большой мощности электрического двигателя должно быть установлена устройство с мягким пуском, которым в настоящее время является гидравлическая муфта и CST (интегрированная КП, разветвители, электрическое и гидравлическое управление). Гидравлическая муфта может частично решить проблемы плавного пуска, но увеличивает ее содержание и потребление энергии и устанавливает высокие требования по натяжению ленты. С развитием ПЧ, постепенно заменяется гидравлическая муфта.
Преимущества внедрения ПЧ
- Плавный пуск ленточного конвейера
- Более низкое натяжение ленты
- Энергетический баланс нескольких электрических двигателей
- Функция проверки
- Стабильный пуск под нагрузкой
- Автоматическое регулирование скорости
- Экономия электрической энергии.
На месте внедрения
Шахта, расположенная в провинции Куанг Нинь во Вьетнаме принадлежит правительству. В следующей таблице приведены параметры ленточных конвейеров в шахте:
| Лента |
Расчетная
нагрузка |
Скорость |
Ширина |
Угол наклона |
Объем |
| 455т /час |
2м/ сек |
1000 мм |
9-16 |
900 кг/м3 |
| Двигатель |
Тип |
Мощность |
Напряжение |
Номинальный ток |
Коэф. мощности |
| YBPT400-4 |
355 кВт |
6 кВ |
42.5A |
0.86 |
Наладка ПЧ среднего напряжения серии GD5000
Согласно локальному исследованию и работе с потребителями, наша компания производила наладку двух ПЧ среднего напряжения серии GD5000 номинальной мощностью 450 кВт, номинальный ток 54 и номинальное напряжение 6 кВ, с векторным управлением. В результате автоматической настройки параметров, при сравнении параметров двух двигателей есть небольшие отличия при работе в режиме / и векторном режиме на той же самой частоте, у выходного напряжения и тока ПЧ также есть небольшие отличия. Это доказывает, что ПЧ работает, и автоматическая настройка параметров произведена корректно. По окончании наладки один ПЧ работает в режиме-от 0 Гц - 50 Гц и затем наблюдаем выходное напряжение и токи. Наладка заканчивается тогда, когда ПЧ работают нормально и стабильно запускают электрические двигатели.
Заключение
Применение ПЧ INVT серии GD5000 в системе приводов ленточного конвейера не только улучшает эффективность, надежность и понижает потребление энергии, но также позволяет достигнуть превосходных текущих рабочих характеристик при удобной локальной установке.
.png)
