Электропровод

Содержание

Слайд 2

Преобразователь частоты Преобразователь частоты ( частотно-регулируемый электропривод) представляет из себя статистическое

Преобразователь частоты

Преобразователь частоты ( частотно-регулируемый электропривод) представляет из себя статистическое

устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока.
Преобразователь частоты преобразует напряжение одной частоты на другую с управляемым напряжением и частотой. Устроенный на полупроводниках преобразователь частоты называют еще статическим преобразователь частоты, потому что первоначально преобразователи частоты были электромашинные, т.е. нестатическими. Преобразователи частоты бывают двух видов:
преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока
преобразователь частоты непосредственный
Слайд 3

Характеристики Преобразователь частоты должен иметь: требуемое входное и выходное напряжение и

Характеристики

Преобразователь частоты должен иметь:
требуемое входное и выходное напряжение и

мощность
максимальный и не зависимый от нагрузки КПД
близкое к синусоидальному выходное напряжение
возможность регулировать выходное напряжение и частоту в больших пределах
требуемую степень защиты корпуса
низкий электромагнитный и акустический шум
большую надежность и срок работы
Кроме того они должны:
работать параллельно
работать на холостом ходу
иметь простое использование и обслуживание
Слайд 4

Достоинства преобразователя частоты 1. Независимость выходной частоты fвых (инвертор) от входной

Достоинства преобразователя частоты

1. Независимость выходной частоты fвых (инвертор) от входной частоты


fс (сеть).
Теоретически можно обеспечить любую по величине частоту.
2. Частота ограничивается свойствами ключей инвертора. И по быстродействию (предельные частоты переключений).
3. Простота обеспечения регулирования напряжения (выпрямитель) и выходной частоты (инвертор), особенно при применении полностью управляемых полупроводниковых ключей в инверторе.
Слайд 5

Устройства плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах (Устройства плавного

Устройства плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах (Устройства плавного

пуска)

Применение устройств плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах, помимо экономии электроэнергии, дает ряд дополнительных преимуществ, а именно:
плавный пуск и остановка двигателя исключает вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлический удар) в напорных трубопроводах и технологическом оборудовании;
пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и мощности коммутирующей аппаратуры;
возможна модернизация действующих технологических агрегатов без замены насосного оборудования и практически без перерывов в его работе.

Слайд 6

Управление выходным напряжением и частотой Если асинхронный двигатель не питается от

Управление выходным напряжением и частотой

Если асинхронный двигатель не питается от преобразователя

частоты, то надо обеспечить, чтобы магнитная индукция в воздушном зазоре двигателя осталась неизменной независимо от частоты. Также надо следить, чтобы ток статора не превышал номинального. Такое управление называют управление с постоянным магнитным потоком.
Преобразователь частоты преобразует входное напряжение 220В/380В частотой 50Гц, в выходное импульсное напряжение посредством ШИМ, которое формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0Гц до 400Гц или даже до 1600Гц.
Таким образом, плавно увеличивая частоту и амплитуду напряжения, подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя, можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения вала электродвигателя.
Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода для насосов в среднем составляет 50-75 % от мощности, потребляемой насосами при дроссельном регулировании. Это определило повсеместное внедрение в промышленно развитых странах регулируемого привода.
Слайд 7

Оптимизация энергопотребления в частотно- регулируемом приводе Частотно-регулируемый электропривод имеет встроенные функции.

Оптимизация энергопотребления в частотно- регулируемом приводе

Частотно-регулируемый электропривод имеет встроенные функции. Суть

заключается в более гибком управлении напряжением двигателя при изменении нагрузки, что позволяет в некоторых режимах дополнительно сэкономить до 30% потребляемой электроэнергии за счет снижения потерь в двигателе.
Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой. Примером могут служить конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п.
Учитывая тот факт, что во многих случаях асинхронные двигатели выбираются с существенным запасом по мощности и, следовательно, часто работают с неполной нагрузкой, можно ожидать высокой эффективности широкого использования энергосберегающих преобразователей частоты оптимизации энергопотребления.
Слайд 8

Применение Используют преобразователи частоты для насосов, электротранспорта, станков, компрессоров, конвейеров, кранов,

Применение

Используют преобразователи частоты для насосов, электротранспорта, станков, компрессоров, конвейеров, кранов, текстильных и

бумажных машин, приводов на асинхронных и синхронных машинах для получения регулируемой скорости вращения.
Выходное напряжение преобразователей частоты достигает 10кW, мощность несколько МW и частота до кНz.
Используя преобразователи частоты, можно заменить машины постоянного тока на более надежные асинхронные и синхронные машины.
Несмотря на немалую стоимость современных ПЧ, средняя окупаемость вложенных средств за счёт экономии ресурсов составляет 0.5-1.5 года.
Слайд 9

Преобразователи частоты нужны для решения ряда проблем любого предприятия или организации:

Преобразователи частоты нужны для решения ряда проблем любого предприятия или организации:

Экономия

энергоресурсов;
Увеличение срока службы технологического оборудования;
Снижение затрат на ремонтные и планово-предупредительные мероприятия;
Обеспечение оперативного управления, а также достоверного контроля за выполнением технологических процессов и т.д.
Слайд 10

Преобразователи частоты с промежуточным звеном Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного

Преобразователи частоты с промежуточным звеном

Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока

имеют на стороне питающей сети выпрямитель, на выход которого включается автономный инвертор.
Между выпрямителем и инвертором находится так называемое промежуточное звено постоянного тока, которое сглаживает ток и напряжение и накапливает энергию.
Слайд 11

Принцип действия преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока Преобразователь частоты состоит

Принцип действия преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока

Преобразователь частоты состоит из

выпрямителя, фильтра сглаживания и автономного инвертера.
Переменное напряжение выпрямляется и преобразуется в переменное напряжение с изменяемой амплитудой и частотой.
Изменением напряжения и частоты можно управлять скоростью вращения трехфазных электродвигателей в больших пределах, начиная с нуля до многократной номинальной скорости.
Слайд 12

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью, в которых силовая часть

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью, в которых силовая часть

представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на незапираемх теристорах.

Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.

Принципы устройства частотного преобразователя

Слайд 13

Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей

Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей

сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц.

Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров. Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя вызывает:
1. дополнительные потери в электрическом двигателе,
2. перегрев электрической машины,
3. снижение момента,
4. очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.

Недостатки преобразователей
с непосредственной связью

Слайд 14

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные

достоинства. К ним относятся:
практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше),
способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах,
относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.
Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются.

Достоинства преобразователей
с непосредственной связью

Слайд 15

Спасибо за внимание!


Спасибо за внимание!