+7 (343) 264-53-64

+7 (343) 268-58-65

Описание и работа

1.1. Конструкция ТПЧ.

Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ160-2,4У4 выполнен в шкафу защищенного исполнения. Обшивка шкафа предохраняет обслуживающий персонал от соприкосновения с токоведущими частями и от попадания внутрь шкафа твердых тел и жидкостей. Обслуживание шкафа осуществляется через переднюю и заднюю двери, имеющие электроблокировки.

Нагрузка не входит в состав ТПЧ и в объем поставки . Работоспособность ТПЧ гарантируется только при условии подключения к выходу ТПЧ нагрузки, параметры которой согласованы с параметрами ТПЧ и его настройкой. Без подключенной нагрузки ТПЧ не запускается.

Ввод силового питания в ТПЧ осуществляется сверху, выход тока средней частоты - через боковую стенку. Крепеж для крепления внешних тоководов поставляется в составе комплекта монтажных частей.

Питание собственных нужд , дистанционное управление подключается кабелями через отверстие, расположенное в верхней части шкафа, к клеммникам на панели автоматики, расположенной в передней части шкафа (справа).

ТПЧ подключается к системе принудительного водяного охлаждения через напорный и сливной коллекторы, расположенные внутри шкафа, у правой боковой стенки. Рукава для присоединения к внешним водопроводам упакованы в составе комплекта монтажных частей.

Управление ТПЧ осуществляется с пульта на передней двери шкафа. На пульте имеются кнопки “Пуск”, “Стоп”, “Авар.откл.”, “Подгот.”, “Работа-наладка”, измерительные приборы, световые индикаторы состояния ТПЧ и потенциометр регулировки мощности.

ТПЧ может быть укомплектован дистанционным пультом управления. Пульт содержит кнопки дистанционного включения, потенциометр регулировки мощности, вольтметр напряжения на нагрузке и индикаторы состояния ТПЧ.

1.2. Устройство и работа ТПЧ.

Составные части см на рис.1

Устройство и работа ТПЧ-160

РИСУНОК 1

Обычные преобразователи параллельного типа при работе на колебательный контур состоят из:

  • выпрямителя трехфазного тока
  • дросселя сглаживания в промежуточной цепи постоянного тока
  • нагрузки , состоящей из параллельного колебательного контура.

1.2.1. Работа в установленном режиме.

В зависимости от мгновенного значения напряжения на выходе, электронное устройство поочередно включает обе диагонали моста преобразователя. Постоянный ток, поддерживаемый на постоянном уровне сглаживающим дросселем, превращается в переменный ток, который вводится в колебательную цепь нагрузки. Коммутация осуществляется выходным напряжением (естественная коммутация).

Условия коммутации тока в этой фазе коммутации определены следующими элементами : индуктивностью соединительных кабелей между преобразователем и нагрузкой, плюс индуктивностью катушек, включенных на выходе моста инвертора последовательно с нагрузкой.

Расчет обычно основывается на следующих данных:

  • максимальное (перекрытие) время переключения обеих плеч инвертора - 15 эл.градусов номинального периода напряжения
  • минимальное время восстановления тиристоров - 30 эл.градусов для всех значений тока

Примечание : эти углы выражены в электрических градусах при номинальной частоте.

- коэффициент мощности на выходе, таким образом - мин. равен 0,8.

Из этого следует, что действующее эффективное значение отдаваемого тока равно приблизительно 1,39 х I , где I - активный ток (отдаваемая мощность деленная на выходное напряжение).

Волны напряжения и силы тока в важнейших пунктах указаны на рис.2.

Осцилограммы напряжения и силы тока

РИСУНОК 2

1.2.2. Пуск в действие.

С помощью цепей пуска, указанных на рис.1, колебательный процесс в цепи нагрузки осуществляется следующим образом:

- после момента зажигания тиристоров запуска, появляется постоянный ток в дросселе сглаживания, который замыкается в цепях запуска и индуктивности нагрузки.

- после установления этого постоянного тока (выдержка времени от 50 до 100 мс) зажигаются тиристоры, включенные в диагональ противолежащую тиристорам запуска, что вызывает колебания в цепи нагрузки. Основное условие запуска - подача в колебательный контур силы тока двойной амплитуды по отношению тока тиристоров запуска.

- цепи авторегулирования вводятся в действие после первого полупериода колебаний.

1.2.3. Цепи авторегулирования.

Они состоят из:

  • цепи регулирования потребляемой мощности из питающей сети. Обеспечивает стабилизацию потребляемой мощности и исключает возможность перегрузки тиристоров.
  • цепи регулирования выходного напряжения инвертора.

1.2.4. Устройства защиты.

  • Основными устройствами защиты преобразователя являются :
  • автоматический выключатель, быстродействующие предохранители - защита от токов короткого замыкания и токов перегрузки,
  • сглаживающий реактор - ограничение скорости нарастания аварийного тока короткого замыкания при срыве инвертирования или замыкания на “землю” в цепях нагрузки - управляемый регулируемый выпрямитель в совокупности с электронными защитами системы управления. В системе управления реализованы следующие электронные защиты :
  • сверхток - защита от превышения номинального потребляемого тока,
  • защита от исчезновения или недопустимого уменьшения напряжения на одной из фаз питающей сети,
  • защита от превышения номинальной частоты на выходе инвертора,
  • защита от неисправности системы охлаждения (отсутствие протока, перегрев). Каждый из этих дефектов запоминается и указывается на пульте управления преобразователя.

Срабатывание защиты по сверхтоку и исчезновении, уменьшении напряжения на одной из фаз приводит к выключению автоматического выключателя.

2. Описание и работа составных частей.

2.1. Расположение и назначение основных узлов ТПЧ

ТПЧ состоит из следующих основных узлов:

  • автоматический выключатель;
  • выпрямитель;
  • сглаживающий реактор;
  • коммутирующий реактор;
  • инвертор;
  • система управления преобразователем;
  • система водяного охлаждения;

2.1.1. Автоматический выключатель расположен вверху с правой стороны шкафа (доступ к выключателю осуществляется через боковую съемную панель). Выключатель имеет ручной привод. Выключатель снабжен свободной парой контактов, независимым расцепителем и расцепителем в зонах токов перегрузки и короткого замыкания.

Автоматический выключатель предназначен для обеспечения ручной подачи и автоматического дистанционного снятия силового напряжения , для осуществления защиты от перегрузки и токов короткого замыкания, а также от снижения питающего напряжения.

2.1.2. Силовой блок выпрямителя расположен в правой части шкафа ТПЧ, доступ к блоку осуществляется через открытую правую переднюю дверь. Конструкция блока тиристоров выпрямителя представляет собой столбик из установленных через один тиристоров и водоохлаждаемых радиаторов. Столбик охвачен рамой, состоящей из опоры, шайбы опорной и пружинной штанги, соединенных между собой при помощи двух шпилек. Прижимное усилие тиристоров устанавливается и обеспечивается затягиванием рамы путем закручивания гаек на шпильках.

Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме и предназначен для преобразования трехфазного напряжения силового питания в регулируемое выпрямленное напряжение, с целью регулирования (вместе с инвертором) выходного напряжения ТПЧ и для обеспечения быстродействующей бесконтактной защиты самого выпрямителя и всего ТПЧ в случае перегрузок и при коротких замыканиях.

В каждом плече моста выпрямителя установлен только один тиристор, на который при включении ТПЧ подается управляющий импульс длительностью 120 эл.град. с начальным углом a , где a - угол включения тиристора или угол, с которым работает выпрямитель.

В выпрямителе реализован ряд мероприятий для подавления перенапряжении (RC-цепи).

2.1.3. Сглаживающий реактор установлен в нижней части преобразователя и предназначен для:

  • создания режима непрерывного тока, необходимого для работы инвертора тока,
  • сглаживания выпрямленного тока, т.е. препятствия проникновению в инвертор переменных составляющих тока, вызванных пульсацией выпрямленного напряжения , и в питающую сеть высокочастотных составляющих тока, возбужденных работой инвертора,
  • ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания при опрокидывании инвертора.

С целью ограничения тока однофазного короткого замыкания за реактором (при заземленной нейтрали питающего трансформатора) реактор выполняется с двумя обмотками, включаемыми в обе выходные шины выпрямителя. Обмотки изготовлены из трубчатого проводника , внутри которого циркулирует охлаждающая вода и собраны на имеющем зазоры сердечнике из электротехнической стали.

2.1.4. Коммутирующий реактор находится на среднем уровне шкафа преобразователя.

2.1.5. Силовой блок инвертора находится в левой части преобразователя. Блок закреплен на вертикальной панели, доступ к блоку через открытые заднюю и передннюю двери, конструкция блока тиристоров инвертора аналогична конструкции блока тиристоров выпрямителя.

Тиристоры силового блока инвертора собраны по схеме однофазного мостового инвертора тока. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных тиристорах и для ограничения коммутационных перенапряжений использованы специальные цепочки (RC-цепи).

Инвертор предназначен для преобразования постоянного тока в однофазный ток средней частоты и (совместно с выпрямителем) для обеспечения необходимых параметров (напряжение, мощность, частота) для нагрузки. Защита инвертора от сверхтока обеспечивается двух-ступенчато : сперва бесконтактно выпрямителем, далее силовым выключателем.

Инвертор работает в режиме автономного самовозбуждающегося инвертора.

При увеличении выходного напряжения от минимального до максимального значения инвертор последовательно работает в режимах:

  • ограничение минимального тока,
  • стабилизации схемного времени выключения тиристоров инвертора,
  • стабилизации тока нагрузки,
  • ограничения выходного напряжения или тока.

С ростом частоты допустимое значение выходного тока инвертора уменьшается, что соответствует падению нагрузочной способности тиристоров при росте частоты.

2.1.6. Система управления преобразователем находится в верхнем правом углу шкафа преобразователя. Система управления имеет собственное руководство по эксплуатации.

2.1.7. Система охлаждения предназначена для отвода тепла от сильно нагруженных узлов и элементов схемы преобразователя. Система охлаждения принудительная, замкнутая. На каждой ветви охлаждения установлены реле протока. На входе системы имеется манометр. Система водяного охлаждения смонтирована на переднем нижнем поясе конструкции шкафа преобразователя. Она включает в себя такие основные части как коллектор, вентили марки PN30, реле протока жидкости марки РП, радиаторов мостов выпрямителя и инвертора, а так же охлаждаемых шин. Все ветви охлаждения снабжены реле протока жидкости, которые снабжены термоконтактами, сигнализирующими о перегреве охлаждающей жидкости в ветви или об отсутствии воды в системе охлаждения.

2.2. Расположение и назначение вспомогательных узлов.

2.2.1. Устройства контроля за основными характеристиками преобразователя:

  • датчик напряжений питающей сети формирует для синхронизации выпрямителя трехфазную систему напряжений , опережающих на 30 эл.град. систему напряжений питающей сети. Выполнен на трансформаторах Т1…Т3 на панели выпрямителя.
  • датчик напряжения на нагрузке, датчик напряжения на выходе ТПЧ (для формирования сигнала перенапряжения) собраны на трансформаторе Т1, расположенном на панели инвертора.
  • суммирующий датчик токов на входе ТПЧ служит для формирования сигналов защиты от перегрузки и короткого замыкания, выполнен на трансформаторах ТА1…ТА3, расположенных на входных шинах и плате 2648.000.010-01, расположенной на панели выпрямителя.

2.2.2. Блоки управления выпрямителем ( ПТУВ ) и инвертором ( ПТУТ ) предназначены для формирования и подачи на тиристоры выпрямителя и инвертора соответственно, импульсов управления, гальванически изолированных от системы управления посредством импульсного трансформатора на ферритовом сердечнике. Кроме указанного, блоки содержат цепи принудительного отпирания тиристоров при перенапряжениях, созданные на базе диода, соединенного между анодом и управляющим электродом каждого тиристора.

2.2.3. Цепи защиты выпрямителя предназначены для защиты тиристоров выпрямителя от перенапряжений, которые могут иметь место как при коммутациях тиристоров самого выпрямителя , так и при коммутациях в силовых цепях на входе выпрямителя ( отключение силового трансформатора ). Схема реализована на базе R-C цепей ( R1…R6 , С1…С6 ).

2.2.4. Цепи пуска предназначены для обеспечения пуска ТПЧ на разряженный колебательный контур нагрузки. Цепи пуска выполнены на тиристорах VS8, VS12 и плате ПТУТ , расположенных на панели инвертора. R-C цепи ( R8, R12, С8, С12) установлены на отдельной текстолитовой панели, расположенной под панелью инвертора.

2.2.5. Пульт управления, выполненный на передней двери преобразователя, предназначен для включения и отключения ТПЧ , ручного управления величиной выходного напряжения , измерения токов и напряжений в ТПЧ и индикации состояний ТПЧ.

Пульт управления содержит измерительные приборы:

  • “Ток преобразователя”,
  • “Напряжение выпрямителя”,
  • “Напряжение на нагрузке”,
  • “Выходная частота”.

Также пульт содержит индикаторы:

  • наличия силового питания на входе,
  • наличия фаз после предохранителей,
  • неисправности преобразователя,
  • авария,
  • ход.

На пульте имеются кнопки:

  • кнопка “Сброс” для обнуления памяти системы охлаждения,
  • кнопка “Авар.откл.” для аварийного отключения ТПЧ,
  • кнопка “Пуск” для пуска ТПЧ в работу,
  • кнопка “Стоп” для останова ТПЧ,
  • ключ-кнопка “Работа – наладка” для блокировки открытых дверей при наладке ТПЧ,
  • кнопка “Подготовка” для подготовки к включению силового автомата,
  • тумблер “Штрих” для включения режима штрихования.

Кроме того на пульте имеется потенциометр “Рег. мощности” для ручной регулировки мощности ТПЧ.

2.2.6. Концевые выключатели блокировки, не допускающие запуск преобразователя при открытых дверях, расположены в верхней части шкафа с обеих сторон.

Лампа внутреннего освещения расположена на крыше преобразователя.

2.2.7. На панели автоматики, расположенной в передней правой части преобразователя (доступ через передние открытые двери), расположен ряд вспомогательных устройств:

  • автоматический выключатель QR1, для подачи питания на систему автоматики и систему управления,
  • розетки 220В и 36В для подключения инструмента, измерительных приборов,
  • клеммники для подключения питания собственных нужд, внешних блокировок, обратной связи и дистанционного пульта управления,
  • блок индикации неисправностей, состоящий из светодиодов, размещенных на стеклотекстолитовой панели.

Индивидуальный подбор оборудования:
Отправить заявку на оборудование