Высоковольтные частотные преобразователи 10 кВ с векторным управлением Goodrive5000

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.

Технические характеристики

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.

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.

Модификации и их габариты

Код обозначения при заказе

Выбор ПЧ

Серия 10 кВ

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

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:

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.

Схемы подключения

Монтажная схема пользовательских подключений:

Документация и ПО

Каталог GD5000

Руководство по эксплуатации GD5000

Декларация соответствия на частотные преобразователи INVT

Сертификат дистрибьютора INVT