Санкт-Петербург
Для возможности подключения электродвигателей постоянного тока к питающей сети и дальнейшего автоматизированного управления их работой требуется специальное электрооборудование. Оно обеспечивает выравнивание переменного тока в постоянный, регулируя параметры выходного напряжения и другие характеристики цепи электропитания. Для выполнения подобного типа задач применяются высоковольтные тиристорные преобразователи, которые осуществляют питание якорных цепей электромоторов и их обмоток возбуждения.
Конструктивные особенности
Электрооборудование, обеспечивающее преобразование переменного тока в постоянный, позволяет уравнивать технические характеристики электрических редукторов, к которым относятся скорость на старте, угол и т.д. Выполнение этих функций обеспечивает высоковольтный тиристорный преобразователь частоты двигателя постоянного тока, имеющий в своей конструктивной основе IGBT-транзистор. Все устройства подобного типа состоят из ряда базовых функциональных компонентов, выполняющих узкоспециализированные задачи и работающие в тесном взаимодействии между собой. Основными структурными элементами тиристорного ПЧ являются:
- трансформатор или электрическое устройство, ограничивающее ударный ток короткого замыкания, называемое реактором;
- узел для преобразования переменного напряжения в постоянное, известный как выпрямительный блок;
- электромагнитное устройство, предназначенное для устранения пульсаций в электрической цепи – сглаживающий реактор;
- комплекс элементов, обеспечивающих управление, защитные функции и сигнализацию.
Как трансформатор, так и токоограничивающий реактор относятся к устройствам, предназначенным для согласования параметров напряжения на выходе и входе ПЧ. Они также ограничивают величину тока короткого замыкания на входе.
Сглаживающий реактор, обеспечивающий устранение пульсаций в электрической цепи, устанавливается только в тех случаях, когда индуктивность нагрузки недостаточна для сдерживания пульсаций в заданных границах.
Тиристорные ПЧ могут работать посредством одно- и многофазных систем выпрямления. Однофазные решения в большинстве случаев используются в местах с повышенными индуктивными сопротивлениями. Это электродвигатели небольшой мощности, не превышающей 10-15кВт. Многофазная схема предусматривается для моторов мощностью более 15-20кВт. Поэтому в подобных случаях может быть применен преобразователь частоты 30 квт, цена на который будет больше по сравнению с устройствами с реализацией однофазной схемы. При этом они имеют существенные преимущества в виде меньших токовых пульсаций, скачков напряжения, формировании симметричной фазовой нагрузки сети электропитания. Они также обеспечивают более продуктивную работу тиристоров и трансформатора.
Преимущества использования тиристорного ПЧ
Тиристорный (или статический) преобразователь частоты 30 квт, так же как и ПЧ любой другой мощности, позволяет обеспечивать практически такие же рабочие параметры частотно-регулируемого электропривода, как и с применением вращающихся преобразователей. В частности подобный тип ПЧ осуществляет регулирование частоты вращения и момента электродвигателя в широком диапазоне значений. Благодаря тиристорным преобразователям можно формировать механические характеристики под конкретную ситуацию, а также настраивать запуск, реверс, остановку и другие рабочие процессы электромотора.
Наряду с этим, статические ПЧ в сравнении с вращающимися обладают и своими индивидуальными преимуществами, являющиеся причиной их предпочтения в целом ряде практических применений. Основными достоинствами тиристорных ПЧ являются:
- высокий коэффициент полезного действия, достигающий 95%;
- широкая контролируемая область – это может быть частотник для электродвигателя как с небольшой мощностью всего до одного киловатта, так и с высокими мощностными характеристиками, измеряемыми в мегаваттах;
- высокая стойкость к резким импульсным нагрузкам при запуске электромотора;
- исключительная надежность и долгий срок эксплуатации;
- высокоточное регулирование скорости вращения, а, следовательно, и управление.
Тиристорный преобразователь частоты 30 квт 380в и другие ПЧ в ряде случаев более предпочтительны для применения. Они перспективны в случае устройства электроприводов подъемно-транспортного оборудования, например, мощных крановых механизмов, мощностные характеристики которых достигают 50-100 кВт. Они также применяются в местах, где необходимо получение специальных параметров электропривода как в статическом, так и в динамическом режиме.
Несмотря на явные достоинства тиристорной системы, существуют и некоторые отрицательные моменты. Главный недостаток состоит в низком значении коэффициента мощности, который особо заметен при глубокой настройке рабочих процессов. Как правило, для устранения этого недостатка дополнительно устанавливают специальные устройства. Помимо этого, использование мощного ПЧ становится причиной возникновения помех в электрической сети. А это негативным образом воздействует на высокочувствительное электро- и радиооборудование.