Преобразователь частоты для высоковольтного электропривода

Новое поколение преобразователей частоты для высоковольтного асинхронного и синхронного электропривода включает в себя типоряд исполнений от 3 кВ до 10кВ и мощности от 630 кВт до 3200 кВт.

В преобразователях в качестве силовых компонентов используются IGBT полупроводниковые приборы, соединенные последовательно в зависимости от выходного напряжения.

Структура преобразователей

Силовые цепи преобразователя частоты, собранного на IGBT приборах, содержат три фазные секции, соединенные по схеме "звезда". В каждой секции последовательно включены силовые модули, образующие функциональные узлы выпрямителя и инвертора. Модули выпрямителя и инвертора образуют обратимые функциональные узлы, соединенные каскадно. Количество последовательно соединенных функциональных узлов определяется рабочим напряжением преобразователя, например, для исполнения 3 кВ – последовательно соединены два узла, при исполнении 6 кВ - последовательно соединены четыре узла.

Питание каждой секции осуществляется от вторичных обмоток трансформатора, первичным напряжением которого является питающая сеть 3,6 или 10 кВ. Входной выпрямитель, собранный на этих ячейках, работает в режиме активного выпрямителя с ШИМ-преобразованием. Таким образом, суммарный потребляемый из питающей сети ток имеет форму, близкую к синусоиде. Выходные цепи инвертора подсоединены к статорным обмоткам асинхронного двигателя. Инвертор работает в режиме ШИМ-синуса, формируя на выходе также практически синусоидальный ток.

Охлаждение преобразователей - воздушное принудительное. Дальнейшее увеличение мощности преобразователя с использованием IGBT приборов и принятых схемотехнических решений требуют нового подхода к системам охлаждения, например, применения жидкостного охлаждения. При этом, учитывая специфику "высоковольтности", охлаждение должно осуществляться дистиллированной водой от теплообменника, снабженного ионно-обменным фильтром. Допускается охлаждение и другими специальными экологически чистыми жидкостями, однако их применение требует специальных конструкций и организации системы контроля.

Система управления выполнена на базе сигнального процессора с разветвленной системой контроля и диагностики. Передача информации от системы управления к силовым полупроводниковым приборам и отдатчиков к системе управления осуществляется с помощью оптоволоконных связей.