ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Коммутационная и защитная аппаратура, дроссели И фильтры

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Коммутационная и защитная аппаратура, дроссели и фильтры предназна­чены: для устранения нежелательного влияния преобразователя частоты на двигатель и питающую сеть, защиты преобразователя частоты и питающих кабелей, аварийного отключения преобразователя и двигателя от силового питания. Схема подключения коммутационной и защитной аппаратуры, дрос­селей и фильтров показана на рис. 3.2.

Выбор аппаратов защиты для преобразователей частоты определяется их номинальным входным током, указанным в каталоге. Причем нет необходи­мости использовать быстродействующие автоматические выключатели и по­лупроводниковые предохранители, рекомендуется применять стандартные автоматические выключатели для защиты двигателей. Как правило, рекомен­дуемые аппараты защиты указаны в каталогах по выбору преобразователей. При отсутствии таких данных выбор автоматического выключателя определя­ется максимально возможной перегрузкой преобразователя, которая в общем случае составляет около 150 % его номинального входного тока в течение 60 с.

Сетевой контактор КМ1 на рис. 3.2 обеспечивает функцию аварийного ос­танова электропривода, а также может использоваться для безопасного его

Отключения. Выбор сетевого контактора следует производить по номинально­му входному току преобразователя. Не рекомендуется использовать контактор для управления пуском/остановкой привода под нагрузкой. Это приведет к нежелательному износу контактора, а также увеличит время запуска привода за счет процедуры его инициализации при подаче силового питания. Для уп­равления пуском/остановкой следует использовать сигнальные цепи преобра­зователя.

Сетевой коммутационный дроссель L1 снижает гармоники тока, которые вырабатывает в преобразователе блок выпрямления или блок выпрямления/ рекуперации. Эффект применения дросселя зависит от отношения мощности короткого замыкания (КЗ) питающей сети к мощности привода; рекоменду­емое значение этого отношения более 33: 1. Используется 2%-ный дроссель для блоков выпрямления и 4%-ный дроссель для блоков выпрямления/рекупе­рации. Сетевой коммутационный дроссель также снижает выбросы тока, вы­званные скачками напряжения в сети (например, при работе компенсирующих устройств или замыкании на землю) или переключениями на подстанции.

Согласующий автотрансформатор, предназначенный для повышения на­пряжения обратного моста блока выпрямления/рекуперации относительно на­пряжения питания на 20 % во время рекуперации энергии, имеет два типа исполнения: для работы в режиме рекуперации 25 % времени цикла (ПВ 25 %) и 100 % времени цикла (ПВ 100 %).

Помехоподавляющие фильтры (входные) Z1 совместно с коммутационны­ми сетевыми дросселями уменьшают напряжение помех преобразователя, блока выпрямления и блока выпрямления/рекуперации. Существуют помехоподав­ляющие фильтры с номинальными током до 2500 А и напряжением до 690 В для разных типов промышленных сетей.

Звено постоянного тока, снабжающее инвертор постоянным напряжени­ем, питается от блока выпрямления или блока выпрямления/рекуперации, предохранители на входе которых также защищают его от КЗ и перегрузок. Возможны три способа подключения инвертора и блоков:

1. Непосредственное подключение инвертора через встроенные предохра­нители в звене постоянного тока.

2. Электромеханическое подключение инвертора и блоков торможения к звену постоянного тока через разъединитель QS (двухполюсное подключе­ние) с двумя предохранителями (защищающими инвертор). При таком под­ключении или отключении на звене постоянного тока не должно быть на­пряжения.

3. Электрическое подключение инвертора к звену постоянного тока через разъединитель QS (двухполюсное подключение) с двумя предохранителями, двумя сопротивлениями предварительного заряда R и соединительным кон­тактором КМ1 (рис. 3.3).

В базовой версии соединительным контактором можно управлять с помо­щью электроники инвертора, следовательно, можно включить или выклю­чить инвертор, когда звено постоянного тока находится под напряжением. При включении и выключении импульсы инвертора заблокированы, т. е. пе­реключение происходит не под током. При настройке необходимо предусмот­реть, чтобы контактор не замыкался при работе, например при аварии пита­ния катушки управления контактором.

Блоки торможения и тормозные сопро­тивления используются в тех случаях, ког­да процессы торможения привода с выде­лением энергии на звене постоянного тока происходят редко и имеют кратковремен­ный характер, например при аварийном торможении механизма. Блоки торможения в диапазоне мощностей от 5 до 20 кВт со­стоят из полупроводникового ключа и встроенного нагрузочного резистора (рис. 3.4). Для увеличения мощности торможе­ния подключают внешний нагрузочный резистор. При этом встроенный нагрузоч­ный резистор должен быть отключен. Бло­ки торможения в диапазоне мощностей от 50 до 200 кВт требуют подключения внеш­него нагрузочного сопротивления. Блоки торможения соседнего габарита или оди­накового габарита, например, 100 и 170 кВт или 5 и 10 кВт, можно подключать параллельно для увеличения мощно­сти торможения. Однако для каждого блока торможения требуется свое на­грузочное сопротивление. Для инверторов, подключенных к общей шине по­стоянного тока с блоком торможения, рекомендуется использовать обрат­ные ДИОДЫ.

Выходные дроссели L2 (см. рис. 3.2) компенсируют емкостные токи в длин­ных кабелях. Максимальная длина кабеля питания двигателя, подключаемого к стандартному преобразователю без выходного дросселя, и при использова­нии выходного дросселя указана в каталогах. Если к преобразователю частоты подключено несколько двигателей, емкостные токи их кабелей складывают­ся, и рекомендуется использование выходного дросселя. Общая длина кабеля включает в себя длины кабелей отдельных двигателей.

Для приводов с асинхронными двигателями с номинальной частотой до 87 Гц и максимальной частотой 200 Гц, а также для приводов с синхронными двигателями с максимальной частотой 120 Гц рекомендуется использование дросселей с стальными сердечниками. Для приводов с асинхронными двига­телями с номинальной частотой до 200 Гц и максимальной частотой 300 Гц, а также для приводов с вентильными двигателями с максимальной частотой 600 Гц рекомендуется использование дросселей с ферритовыми сердечника­ми. Ферритовые дроссели допускается использовать при максимальной часто­те ШИМ-преобразователя. Увеличение потерь в дросселе при увеличении частоты ШИМ компенсируется снижением мощности преобразователя. Ра­бота преобразователя с частотой ШИМ свыше 6 кГц приводит к смещению резонансной частоты, и, следовательно, изменению максимальной длины кабеля. Допустимая длина кабеля при частоте /ШИм > 6 кГц рассчитывается по формуле /доп < /табл(6//шим), где /табл — данные из таблиц.

Выходной дроссель совместно с емкостью кабеля ограничивает производ­ную напряжения на обмотке двигателя. Длины кабелей питания двигателей при работе от ПЧ с выходным дросселем, позволяющие ограничивать максимум d«/d? Ha уровне 500 В/мкс, приведены в табл. 3.3.

Выходной dw/dz-fjoHJiыр (ограничения напряжения) используется при на­личии сомнений в прочности изоляции двигательных обмоток. Для стандарт­ных двигателей серий Siemens 1LA5, 1LA6 и 1LA8 эти фильтры применяются только при напряжении питания Un более 500 В + 10 %. Данные фильтры огра­ничивают производную напряжения на уровне < 500 В/мкс и пиковые пере­напряжения на уровне менее 1000 В при Uc < 575 В и менее 1150 В при 660 В < < Uc < 690 В и длине кабеля питания двигателя < 150 м. Если дроссель и фильтр соединены последовательно, предельную длину кабеля можно опре­делить из таблиц.

Начиная с значения тока 120 А, двигатель может питаться с помощью параллельных кабелей (вплоть до максимальной длины кабеля). Фильтр огра­ничения напряжения может быть использован до частоты 300 Гц и может работать только при подключенном к преобразователю двигателе.

Синусоидальный фильтр позволяет обеспечить практически синусоидаль­ную форму напряжения и тока двигателя. При использовании синусоидаль­ного фильтра высшие гармоники в выходном напряжении по отношению к напряжению с частотой 50 Гц составляют всего 5 %, а также ограничивается уровень пиковых напряжений на обмотках двигателя. При проектировании привода необходимо иметь в виду, что максимальное выходное напряжение преобразователя или инвертора с синусоидальным фильтром составляет при­близительно 85 % от питающего напряжения, равного 380...480 В, и прибли-

Зительно 90 % от напряжения 500...690 В. Синусоидальные фильтры для бло­ков на 380...480 В, рассчитаны на частоту ШИМ 6 кГц. При этом макси­мальная выходная частота преобразователя составляет 400 Гц для компакт­ного исполнения (типоразмеров A...D) и 200 Гц для встраиваемого исполне­ния (типоразмеров Е... G). Синусоидальный фильтр для блоков на 500 ...690 В рассчитан на частоту ШИМ 3 кГц. При этом максимальная выходная частота преобразователя составляет 200 Гц для компактного исполнения (типоразме­ров B...D) и 100 Гц для встраиваемого исполнения (типоразмеров Е... G).