Transcript
Page 1: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

SREDNJENAPONSKI FREKVENTNI REGULATORI ZA POGON ASINKRONIH MOTORA

Što su srednjenaponski frekventni regulatori?

Srednjenaponski frekventni regulatori su invertori koji napajaju kavezne motore nazivnog napona 6,0 ili 6,6 kV kod nas. U drugim zemljama srednji napon može biti i 2,3 kV, 3,3 kV, 4,16 kV i 10 kV.

Postoje dvije osnovne vrste srednjenaponskih frekventnih regulatora, prema prirodi istosmjernog međukruga i to su naponski i strujni.

Kod svih je implementirano vektorsko upravljanje brzinom motora, sa i bez

senzora brzine, odnosno kao opcija uvijek postoji i skalarno upravljanje.

ZAŠTO POSTOJI POTREBA ZA SREDNJENAPONSKIM FREKVENTNIM

REGULATORIMA BRZINE ASINKRONIH MOTORA?

Postoji zbog pogona velikih snaga, da bi presjeci kabela bili manji, odnosno da bi se snaga veličine reda megavata do nekoliko megavata mogla prenjeti na daljinu od nekoliko kilometara (rastojanje izmedju frekventnog regulatora i motora).

Tipični potrošači su pumpe u termoelektranama i sustavima vodovoda, ventilatori u termolektranama.

Kod uporabe pumpi mora se voditi računa o pojavi vodenog udara u cijevima (ako se suviše brzo zaustavlja protok vode kroz cijevi) a kod ventilatora je riječ o veoma velikoj inerciji. Inače glavna korist je u uštedi energije pri reguliranju protoka fluida, u odnosu na rješenja sa prigušnim ventilima na tlačnoj strani.

Centrifugalne pumpe i ventilatori su pogodni također zato što moment opterećenja ovisi o kvadratu brzine, tako da frekventni regulatori startaju praktično neopterećeni.

Page 2: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Kod drugih vrsta pogona, kao što je pogon transportne trake, to nije slučaj. Kod transportne trake se pogon starta sa punim momentom, čak je potrebno u početku osigurati i veći moment dok opterećena traka krene (smrznuta zimi,…) a potom frekventni regulator i motor osiguravaju potreban momenat uz postupno povećavanje brzine, tako da nema pojava mehaničke rezonancije i pojave mehaničkog transferzalnog valaa uzduž trake.

Page 3: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

A kako je to bilo prije?

GTO tiristori kao prekidači, ne baš najpouzdanije …

Podsinhrona kaskada, uglavnom korištena za pogone pumpi u vodovodu …

Page 4: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Podsinkrona kaskada, mehaničke karakteristike… područje podešavanja brzine 0,5 do 0,95 nazivne, problem gubitka komutacije pri padu mrežnog napona …motor sa namotanim rotorom … otpornik za start …

Hidrodinamička spojka se sastoji od jednog impelera (pumpe) i turbinskog kruga. I impeler i turbinsko kolo sadrže više lopatica imontirani su na posebna vratila u zajedničkom kućištu koje je delimično napunjeno sa uljem. Impeler je montiran na motornom vratilu a turbina na koaksijalnom teretnom vratilu. Spojnica funkcioniše na principu potiskivanju ulja lopaticama impelera koji rotira; potisnuto ulje recirkuliše oko kućišta i daje obrtni momenat koji pogoni turbinsko kolo.

Pri startu motor spojen za motorno vratilo spojnice naglo ubrzava, budući da je momenat inercije impelera bitno manji od momenta inercije radnog tereta. Kada se postigne značajna brzina pojavljuje se hidrodinamička sprega između impelera i turbine i preneti momenat postepeno ubrzava radni teret.

Da bi spojnica mogla da prenosi momenat sa motornog vratila na teretno vratilo, mora da postoji razlika brzine teretnog vratila u odnosu na motorno. Ta razlika brzine, odnosno gubitak brzine se zove hidraulično klizanje, i dovodi do gubitka snage u hidrodinamičkoj spojnici koja kliza.

Iskorišćenje je η= 1 –s gde je s hidrauličko klizanje (3 –4%) a ako se menja brzina i više …

Page 5: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Dijagram momenta hidrodinamičke spojnice u ovisnosti o količini ulja

Slika VOITH 2.Skica VOITH-ove hidrodinamičke spojnice promjenljive brzine sa reduktorom, pogodne za sporohodne radne strojeve, naprimjer mlinove

Page 6: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

NAPONSKI INVERTORI ZA POGON SREDNJENAPONSKIH MOTORA

Postoje dvije osnovne topologije pretvarača: - serijska multićelijska veza (Series power cell)

- Multilevel ili sa invertorskim mostovima sa naponski ograničenom srednjom točkom

Serijska multićelijska topologija

Novija rješenja srednjenaponskih frekventnih regulatora čiji su predstavnici firme MITSUBISHI , TMEIC, MAIDAN, YASKAWA (Japan), HYUNDAI (J. Koreja) i ROBICON (Nemačka) baziraju se na rešenju koje se sastoji od niza izolovanih monofaznih invertora koji generiraju sinusno modulirane PWM napone koji se dalje slažu u trofazni sustav srednjeg napona za napajanje kaveznog motora. Sad je postao ROBICON –SIEMENS.

Koncept topologije invertora za srednji napon, koji se sastoji od nekoliko izoliranih monofaznih invertora,koji generiraju zvijezdu srednjenaposkih fazora, je poznat pod nazivom »perfect harmony« ili invertor sa serijski vezanim ćelijama.

Serijski složeni višenaponski invertor

Page 7: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Jedna energetska ćelija iz niza u seriju složenom višenaponskom invertoru

Kako se izolirani monofazni invertori napajaju sa više sekundara jednog srednjenaponskog transformatora, postignuto je vrlo dobro slaganje ulaznih struja pojedinih jedinica u skoro sinusoidalni valni oblik ulazne struje, pa je uticaj na mrežu mali. Važna prednost je i da nisu potrebni specijalno izolirani motori kad se koristi tehnika višestepene PWM modulacije, pošto je naprezanje izolacije motora manje, nego kod starijih rješenja. ZNAČI, ne može se izravno primjeniti PWM modulacija sa tri nivoa, kao kod niskonaponskih rješenja, zbog utjecaja na izolaciju motora.

Također, osim pretvaračkih ćelija potreban je i složeni ulazni transformator, (težak i skup).

Page 8: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Princip slaganja izlaznog napona pomoću serijskeveze energetskih ćelija

Osnovne prednosti ove topologije su:

- Izlazni napon u opsegu 2,3 –13,8kV je izravno raspoloživ;- Ulazni filter ili kompenzacija faktora snage se ne zahtjevaju;- Velika redundancija osiguranana ćelijskom strukturom pogona pri čemu se

automatski isključuje neispravna ćelija u roku od 250ms. Pri tome pogon može bez prekida nastaviti sa radom sa nešto sniženim naponom;

- Nema utjecaja na izolaciju motora pošto je integriran izolacijski transformator;

- Moguće je koristiti kako nove tako i postojeće asinkrone ili sinkrone motore sa servisnim faktorom 1,0 bez posebnih zahtjeva;

- Nema značajnog pulsiranja momenta čak ni pri malim brzinama;- Nema potrebe za skupim fleksibilnim spojnicama;- Nema ograničenja u duljini kabela(zbog refleksije valova, ali ima zbog pada

napona);- Područje izlazne snage je 0,2 –100MVA;- Maksimalna izlazna frekvencija je 330Hz

Page 9: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Način rada multipower celltopologije se može objasniti korištenjem slike 13 na kojoj je prikazan slučaj kada je u invertoru sa 18 modula došlo do kvara na tri modula u fazi A.

Sl. 13: Pomak neultralne točke u slučaju ispada tri ćelije invertora

Nakon toga je, radi uspostavljanjaravnoteže, isključeno po tri modula iz preostale dvije faze, tako da je raspoloživi napon 50% pri čemu pogon bez prekida nastavlja sa radom (slika 14).

Page 10: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Sl. 14: Pogon sa slike 13 nakon uspostavljene ravnoteže faza

Parametriranje pogona je podržano odgovarajućim softverom proizvođača …

Page 11: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Firma Yaskawa proizvodi multićelijske frekventne regulatore i sa pretvaračkim ćelijama izrađenim u tehnologiji monofaznih matričnih konvertora, pa postoji mogućnost izravne rekuperacije energije nazad u napojnu mrežu. Naziv tih frekventnih regulatora je Matrix Converter, prema matričnim konvertorima. Samo jedna firma nudi te pretvarače na tržištu.

Page 12: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Što je Matrix Converter ? -2

Matrix converter omogućava dobivanje proizvoljnog AC napona / frekvencije direktno iz napojne trofazne AC mreže. Smatra se daje“Next generation motor drive technology” zbog svojih izvrsnih karakteristika.

AC-AC direktna konverzija bez istosmjernog međukruga (potporni kondenzatori u istosmjernom krugu pretvatača) omogućuje uštedu energije (mali gubici zbog prekida), dug životni vijek pretvarača i uštedu u prostoru na mjestu ugradnje. Motorni i regenerativni režim rada između napojne mreže i motora se može

Page 13: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

jednostavno regulirati uključivanjem i isključivanjem bidirekcijskih poluprovodničkih prekidača prema odgovarajućoj kontroli Impulsno ŠirinskomModulacijom (Pulse Width Modulation -PWM). Metodi PWM modulacije za ovu namjenu -Venturini i Laslo Huber.

Bidirekcijski poluprovodnički prekidač

Realizacija sa dva HV IGBT tranzistora -znači duplo više poluvodiča i veću cijenuu odnosu na neregenerativnu konfiguraciju.

Četvorokvadrantni rad

-Četvorokvadrantni rad -Paralelna povratna veza do referentne brzine (Dobre mogućnosti sljeda brzine)-Linearni (glatki) prijelaz iz motornog režima rada u regeneraciju.

Page 14: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Prednosti korištenja Matrix converter-a

1) Ušteda prostora Ulazni i izlazni transformatori nisu potrebni. Direktan ulaz i izlaz srednjeg napona je moguć upotrebom MV matrix converter-a.Instalacijski prostor upola manji.

2) Veća ušteda energije. Posjeduje visoki ulazni faktor snage i visoku korisnost u odnosu na stara tiristorska rješenja.

3) Povećana pouzdanost 4) Lako održavanje 5) Smanjen nivo harmonika

Page 15: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Yaskawa

Page 16: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Multilevel topologija srednjenaponskog pretvarača

- zasnovana na invertorskim mostovima sa naponski ograničenom srednjom točkom i višestepenom PWM modulacijom (složena struktura prekidača).

- Poznati proizvođači su Siemens (SIMOVERT, SINAMICS) i ABB (ACS 2000).- Kao nasljednik SIEMENS-ove serije SIMOVERT izrađen je frekventni pretvarač

SINAMICS GM150, projektiran kao univerzalni i jednostavni konvertor za jednomotorne aplikacije za pogonske strojeve sa promjenljiivim i konstantnim momentom opterećenja, ali bez mogućnosti regeneracije u mrežu.

- Svaki prekidač, ovdje HV IGBT tranzistor podnosi samo dio napona, a ne puni napon istosmjernog međukruga.

SINAMICS GM150 (IGBT) se može optimalno upotrijebiti u zajednici sa srednjenaponskim asinkronim motorima za invertorsko napajanje, Siemensove proizvodnje. U tom slučaju sinusni filteri na izlazu konvertora nisu potrebni i tako se dobija vrlo kompetitivno, kompaktno i efikasno rješenje pogona. Sa opcijskim sinusoidalnim izlaznim filterom konvertor ima najbolje mogućnosti za rad sa standardnim srednjenaponskim motorima i tako je optimalno prilagođen za rekonstruirane pogone stalne brzine koji trebaju postati pogoni promjenljive brzine okretanja sa već postojećim instalacijama.

Page 17: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Energetska sekcija je izvedena sa HV-IGBT tehnologijom, tako da se mogu postići nazivne snage invertora do 10 MVA, dok se IGCT tehnologija poluvodiča u invertoru koristi za nazivne snage od 10 MVA naviše do 28 MVA (oznaka SINAMICS SM150).

Srednjenaponski multilevelpretvarač firme SIEMENS

Valni oblici struje i napona kod SIEMENS-ovog pretvarača

Page 18: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Tipične karakteristike navedenog pogona za naponski nivo 6kV su:

- Ulazni napon pretvarača je 2x1,2kV (ispred transformatora);- Tolerancija ulaznog napona je ±10%;- Frekvencija ulaznog napona je 50Hz ±3%;- Faktor snage ulaznog napajanja (prvi harmonik) >0,96;- Maksimalna izlazna frekvencija je 66Hz;- Točnost brzine je 0,4⋅f klizanja(za n > 10%), odnosno f klizanja(za n < 5%);- Točnost momenta upodručju konstantnog tokaa je 2,5% (za n > 10%);- Vrijeme uspostavljanja momenta je oko 8ms (za n > 10%);- Valnost izlaznog momenta je 2%.

Primenom navedenog pretvarača postojeći motori predviđeni za pogon sa stalnom brzinom okretanja se mogu pretvoriti u pogone sa promjenljivom brzinom okretanja pri čemu se:

- Postojeći (standardni) srednjenaponski motor može napajati iz frekventnog regulatora bez reduciranja nazivne snage pošto nema generiranja dodatnih gubitaka u motoru,

- Nema potrebe za bilo kakvim mehaničkim izmjenama na pogonjenom stroju,- Koriste se postojeći kabeli, nema potrebe za bilo kakvim izmjenama,- Nema potrebe stavljati dodatne prigušnice na izlaz frekventnog regulatora

kada se koriste dugi kabeli.

Važno je uzeti u obzir da su SIEMENS-ovi srednjenaponski frekventni regulatori predviđeni za upotrebu samo za pogone sa kvadratnom ovisnošću pogonskog momenta od brzine. Dozvoljeni opseg brzine je 1:10 pri čemu je maksimalna izlazna frekvencija 66 Hz. Nazivna frekvencija motora se mora nalaziti u području od 30 Hz do 60 Hz.

Pogoni sa kvadratnom ovisnošću momenta od brzine, kao što su pumpe i ventilatori, zahtjevaju pun moment pri nazivnoj brzini. Kod takvih pogona se u principu ne javlja povišen polazni momenat ili udar tereta. Zbog toga se takav frekventni regulator ne dimenzionira za preopterećenje u toku rada. Nazivna struja frekventnog regulatora mora u tim pogonima biti takva da je najmanje jednaka struji motora koja se ima pri punom opterećenju za zadanu radnu točku.

Ako pogon treba raditi sa frekvencijama napojnog napona iznad nazivne frekvencije fn, tad motor radi u režimu slabljenja polja. U tom slučaju raspoloživi moment na osovini motora opada približno sa odnosom fn / f, a moment opterećenja ostaje konstantan.

Također, potrebno je zadržati marginu od oko 30% u odnosu na prekretnimomenat motora, koji takođe opada prema (fn/f)².

Izbor frekventnog regulatora i motora za pogon stalnog momenta (Te = const.) je najbolje uraditi ako nema drugog zahtjeva tako da se polazeći od

Page 19: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

dozvoljenog momenta za pogon tipa S1 predvidi preopterećenje od 50% koje može trajati do 60 sec. To znači da ima dovoljno rezerve za moment ubrzanja.

Na taj način, osnovna struja kojom je opterećen frekventni regulator treba biti najmanje jednaka struji motora pri punom momentu za tako zadanu radnutočku.

Brzi pogoni napajani iz konvertora, sa dvopolnim motorima zahtjevaju poduzimanje specijalnih mjera koje ovise o karakteristikama menahičkog dizajna (granična i kritična brzina, ležajevi, dizajn rotora, pričvršćenje za temelje). Pri uporabi takvih motora za pogone promjenljive brzine okretanja mora se dobiti mišljenje proizvođača motora. Pri rekonstrukciji postojećeg pogona motor ne smije imati mehaničke rezonantne frekvencije u području radnih frekvencija. Ako je potrebno, određena područja brzina mogu biti preskočena. Kao kod NN reguliranih pogona.

Povezivanjevanjskih signala u krug isključenja prekidača

Page 20: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Blok dijagram čopera za kočenje (lijevo) i dijagram opterećenja (desno).

Dosta proizvođača ne predviđa mogućnost povezivanja otpora za kočenje, što je inače standardni pristup u NN reguliranim pogonima.

Page 21: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Energetska šema invertora sa 6 nivoa

Princip generiranja PWM modulacijskih signala za invertor sa 6 nivoa, sinusni referentni napon

Page 22: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Princip generisanja PWM modulacionih signala za invertor sa 6 nivoa, optimalna modulacija “space vector modulation”…

Page 23: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

STRUJNI INVERTORI ZA POGON SREDNJENAPONSKIH MOTORA

Firma ROCKWELL AUTOMATION (USA) nudi danas na tržištu interesantno rešenje sa strujnim PWM invertorom (CSI-PWM), zasnovano na novoj poluvodičkoj komponenti SGCT (simetrično blokirajući tiristor komutiran gejtom). Ova komponenta omogućava primjenu frekventnog regulatora naponskog nivoa 6,6kV bez upotrebe izolacijskog transformatora i direktno priključenje novog ili postojećeg motora napona 6kV bez dodatnog filtera (tzv. Direct-to-Drivetehnologija).•Neki put SGCT se referira kao simetrično blokirajući GCT. Tada je sa GCT označen tiristor koji ima antiparalelnu brzu povratnu diodu.•Značajni proizvođači:

Page 24: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni
Page 25: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Karakteristični valnini oblici pri paljenju i gašenju

Kako se GCT tiristor pali i gasi …

Da bi se ugasio GCT tiristor, kompletna struja katode se prebacuje na gejt (kao kontrastruja) u vremenu kraćem od 1 μs (to radi drajver koji je veoma blizu poluvodičkog diska i predstavlja neodvojivi dio prekidača).

Na takav način je sprječeno formiranje strujnih „niti“ tokom gašenja (sekundarni proboj).

Tokom gašenja postoji samo p-base -n-base -anode emitter –pnp tranzistor aktivan tijekom gašenja.

Page 26: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Prednosti u odnosu na GTO prekidače

Novi Gate Commutated Thyristor i prateća prstenasta dioda sa “mekim oporavkom” (soft recovery) koji su razvijeni posjeduju superiorne prekidačke karakteristike u odnosu na konvencionalne GTO prekidače koje zamjenjuju. Podnošenje većeg gradijenta struje (di/dt) i rad bez prigušnih krugova (snabera) su postignuti zajedno sa redukcijom ukupnih gubitaka (gubici u poluvodičkom prekidaču + gubici u prigušnom krugu + gubici u induktoru) na pola u odnosu na konvencionalne GTO.Znači, konvencionalni GTO prekidači su postali zastarjeli, i zamjenjuju ih SGCT i GCT tiristori.GCT i SGCT tiristor se zajedno isporučuje sa integriranom pločicom drajvera koji prima signale preko fibera (optički izolirano). Naravno, i napajanje drajvera mora biti adekvatno izolirano. (Na 6 kV izolacijski razmak u zraku je 20 cm!!!)

6 –impulsni ulazni ispravljač –ulazna struja veoma izobličena

18 –impulsni ulazni ispravljač –ulazna struja manje izobličena

Page 27: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

PWM modulisani ulazni ispravljač –ulazna struja skoro sinusoidalna

Na sljedećoj slici je prikazan blok dijagram energetskog dijela frekventnog regulatora za napon do 6600V, sa integriranom ulaznom prigušnicom i prekidačem koji je razmatran za uporabu na tračnom transporteru (snaga 400 kVA).

Page 28: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Ulazna prigušnica osigurava dodatno filtriranje i ograničenje struje pri kratkim spojevima na napojnoj strani frekventnog regulatora. Na sljedećoj slici su prikazani valni oblici struje i napona motora pri punom opterećenju i nominalnoj brzini.

Ukupni faktor izobličenja struje (THD) je oko 4,5%, dok je ukupni faktor izobličenja linijskog napona 1,5% i funkcija je impedancije sistema. Ulazni faktor snage kod topologije sa PWM ispravljačem je blizu jedinice pri brzini motora u područjuj 30-100% i optrećenja sa promenljivim momentom.

PWM ispravljač omogućava primjenu selektivne eliminacije harmonika, metode koja se koristi kod invertora, kako bi se uklonili 5-ti, 9-ti i 11-ti harmonik.

Ulazni kondenzatori se biraju tako da smanje harmonike struje višeg reda, pri čemu se rezonantna frekvencija filtera podešava tako da bude ispod 300Hz gdje ne postoje preostali harmonici.

Ovim je sprječeno uzbuđivanje sistema frekvencijama viših harmonika.

Temperatura motora priključenog na frekventni regulator je tipično 3°C veća nego u slučaju kada je izravno spojen na napojnu mrežu.

Prirast napona (du/dt) u valnom obliku napona je manji od 10V/μs. Vršni napon koji će se pojaviti na izolaciji je jednak nominalnoj efektivnoj

vrijednosti napona pomnoženoj sa 1,41.

Pogon sa CSI-PWM invertorom se uspješno primjenjuje na pogonima trakastih transportera.

Kako pogon transportera pokreće više motora (obično četiri, tj. po 2 na svakom pogonskom bubnju), potrebno je osigurati precizno dijeljenje opterećenja između motora što se postiže primjenom više frekventnih regulatora koji rade u

Page 29: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

režimu sa zadavanjem brzine (glavni pogon) i sa zadavanjem (praćenjem) referentnog momenta (podređeni pogoni).

Da bi se upravljalo raspodjelom opterećenja, jedan pogon se određuje kao glavni i regulira brzinu i moment sa kojim drugi (podređeni) pogoni trebaju raditi.

Sinkronizacija između pojedinih pogona se vrši pomoću odgovarajućih komunikacijskih protokola (SCANbus™, Remote I/O™ ili DeviceNet™). Na sljedećoj slici je prikazan blok dijagram navedene upravljačke sheme.

Blok dijagram upravljanja višemotornim pogonom trakastog transporterasa frekventnim regulatorom PowerFlex 7000A

Uloga generatora referentne brzine je da minimizira mehanička opterećenja na transporteru naročito na reduktorima, koja se naročito javljaju u slučajevima kada je traka znatno opterećena materijalom (ugljem, jalovinom), pojedini segmenti trake zaleđeni ili pogon priljučen na slabiji sistem napajanja.

Ovo se postiže postupnim ubrzavanjem transportera sve do zadate radne brzine tako što se referencija brzine postupno povećava po S-krivulji.

Ovim se postiže da motor pri startu ne povlači više od 150% nominalne struje opterećenja, pri čemu je moment motora 150% od nominalnog, čime se sprječavaju nagle promjene zatezanja trake i ograničava zatezanje trake između donjeg i gornjeg pogonskog bubnja.

Page 30: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Osnovne prednosti navedene tehnologije su:

- Nema potrebe za izolacijskim transformatorom.- Nema potrebe za ugradnjom filtera kojim bi se motor zaštitio od naponskih

skokova (du/dt).- Nema potrebe za povećanom izolacijom kako motora tako i napojnih kabela,

neophodnom za zaštitu sistema od neželjenih prenapona.- Nema potrebe za dodatnom rashladnom tehnikom neophodnom za hlađenje

izolacijskog transformatora.- Pogon se isporučuje kao jedinstvena jedinica kako bi se pojednostavila

instalacija i smanjili troškovi ugradnje.- Poboljšana efikasnost sistema kao posljedica ne korištenja izolacijskog

transformatora čime su izbjegnuti gubici u transformatoru.- Harmonijska izobličenja su u suglasnosti sa važećim standardima (IEEE

519, EN61000-2-4 i G5/4).- Moguće je koristiti nove i postojeće motore pri čemu duljina kabela od

frekventnog regulatora do motora može biti do 15 km.- Manje dimenzije i težina frekventnog regulatora, jer se ne koristi izolacijski

transformator koji povećava dimenzije sistema za 30-50% a ukupnu težinu za 50-70%.

- Invertor sa SGCT poluvodičem ima najmanji broj komponentni u odnosu na topologije sa drugim poluvodičima (GTO, IGBT, IGCT).

Page 31: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Ormar srednjenaponskog frekventnog regulatora Powerflex 7000

Page 32: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

Blok dijagram sistema upravljanja uređaja Powerflex7000

Primenjena metoda upravljanja je direktna vektorska kontrola, što znači da je struja statora podjeljena na komponentu koja proizvodi okretni magnetski tok i komponentu koja proizvodi moment motora. Na taj nčin je moguće brzo promjeniti moment motora bez utjecaja na obrtni magnetski tok. Ova metoda upravljanja se koristi bez povratne veze preko tahometra za aplikacije koje zahtjevaju neprekidnirad iznad 6 Hz i polazni momenat manji od 100% polaznog momenta.

Potpuna vektorska kontrola se može postići sa tahometarskom povratnom vezom do 0,2 Hz i do 150% polaznog momenta. Bilo koja od ove dvije vektorskeupravljačke metode je superiornije su od U/f = const. metode. Propusno područje kruga za regulaciju brzine je 5 –25 radijana u sekundi, dok je propusno područjeza regulaciju momenta 15 –50 radijana u sekundi.

Page 33: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni

SINKRONI TRANSFER MOTORNOG NAPAJANJA SA SREDNJENAPONSKOG FREKVENTNOG

REGULATORA NA MREŽU(Mitsubishi, Rockwell)

Sekvence komandnih signala i valni oblici napona frekventnog regulatora i asinkronog motora u toku sinkronog prebacivanja motora na mrežu

Page 34: Srednjenaponski Frekventni Regulatori Za Pogon Asinkroni