Расчет мощности высоковольтного преобразователя частоты (ВЧРП):

Полная мощность ВЧРП вычисляется по формуле:

S= √3×Uном×Iвых

Где:

U_ном — номинальное напряжение, В;

I_вых — выходной ток преобразователя либо по ГОСТ 24607, либо исходя из номинальной мощности регулируемого электродвигателя (ЭД), А.

Полную мощность преобразователя также можно определить, исходя из параметров ЭД:

S>Pдвиг/(ɳ×ʎ)

Где:

ɳ×ʎ = 0,8 — типовое значение произведения КПД и коэффициента мощности для АД;

ɳ×ʎ = 0,86 — типовое значение произведения КПД и коэффициента мощности для СД.

Мощности ЭД выбираются в соответствии с ГОСТ 12139.

ГОСТ 12139-84 (СТ СЭВ 4434-83) — государственный стандарт Союза ССР, который называется «Машины электрические вращающиеся. Ряды номинальных мощностей, напряжений и частот».

Документ распространяется на вращающиеся электрические машины с номинальными мощностями до 10 000 кВт, напряжением до 10 500 В и частотой до 18 000 Гц.

Реактор высоковольтного преобразователя частоты (ПЧ) на 6 кВ, располагается в шкафу реактора (ШР).

ШР используется при реализации ПЧ с функцией синхронизированного перевода электродвигателя (ЭД) на сеть. ШР включает в себя выходной токоограничивающий реактор, который необходим для ограничения скорости коммутации тока на тех интервалах времени, когда к ЭД подключены одновременно ПЧ и питающая сеть, а также для ограничения тока короткого замыкания при авариях — такое перекрытие контакторов на выходе ПЧ и на стороне сети используется для плавного перевода ЭД на питание от сети, и обратно.

Для реализации функции каскадного пуска нескольких ЭД с последующим переводом их на питание от сети, и обратно, требуется наличие шкафа автоматики (ША) в составе ПЧ, а также вакуумных контакторов и/или выключателей на выходе ПЧ и на стороне сети.

С внутренней стороны двери ШР установлен концевой выключатель. При открытом состоянии двери контакт концевого выключателя разомкнут, в результате чего невозможно подать на вход ПЧ силовое напряжение. При открывании двери во время работы и размыкании выключателя силовое напряжение также снимается.

Шкаф автоматики для ПЧ:

ША может входить в состав ПЧ при требовании каскадного пуска и/или регулирования многодвигательной системы от ПЧ. ША необходим для реализации автоматической схемы перевода ЭД, регулируемого от ПЧ, на питание от сети, и обратно.

ША используется для:

— переключения регулируемого ЭД на питание от сети в аварийном режиме при неисправности ПЧ;

— реализации многодвигательной системы.

Питание управляющей автоматики в ША осуществляется от сети ~220 В (по запросу возможно исполнение на питание от сети =220 В).

Возможно исполнение ША для ПЧП любой мощности. Функция синхронизированного перевода ЭД, регулируемого от ПЧ, на питание от сети, и обратно, возможна только при наличии ШР в составе ВЧРП, а также вакуумных контакторов и/или выключателей на выходе ПЧ и на стороне сети.

Пульт управления ПЧ подключается к главной плате управления (ГПУ) трехжильным кабелем через интерфейс RS232. Пульт управления состоит из сенсорной ЖК-панели с графическим интерфейсом и необходим для:

— связи с ГПУ, ПЛК и АСУ ТП через интерфейс RS485;

— конфигурации параметров системы управления;

— вывода на экран сигнальных индикаторов состояния: RUN (работа), ALARM (тревога), FAULT (авария).

Основные особенности сенсорных ЖК-панелей для АСУТП:

Типы экранов:

— Резистивные – реагируют на давление, устойчивы к загрязнениям, но менее долговечны.

— Ёмкостные – более чувствительные (мультитач), но могут хуже работать в перчатках или при загрязнении.

— Проекционно-ёмкостные (PCAP) – лучшая точность и долговечность, используются в промышленных панелях.

Интерфейсы связи:

Промышленные протоколы: Modbus RTU/TCP, Profibus, Profinet, EtherNet/IP, CANopen.

Подключение к ПЛК: RS-232/485, Ethernet, USB.

Популярные производители:

Siemens (SIMATIC HMI) – высокая надежность, интеграция с ПЛК Siemens.

Schneider Electric (Magelis, Harmony) – удобные панели для среднего сегмента.

Weintek (cMT-серия) – хорошее соотношение цены и функциональности.

ОВЕН (Россия) – бюджетные решения с поддержкой Modbus.

Beckhoff (CP-серия) – для интеграции с ПЛК TwinCAT.

Delta Electronics – популярны в Азии, доступные цены.

 

Программируемый логический контроллер ПЛК (рекомендуется  — SIMATIC S7-200 SMART или ОВЕН ПЛК-210-04-CS, с языками программирования по IEC) используется для контроля состояния внутренних аварий преобразователя частоты. Также он одновременно может быть подключен к АСУ по шине Fieldbus или по сигналам ввода/вывода. Эго позволяет ПЧ удовлетворять самым различным требованиям.

В состав ПЛК могут входить:

— центральный ЦП (рекомендуется — CPU ST30) — содержит набор аналоговых входов, а также дискретных входов и выходов для организации обмена сигналами, кроме того, к нему могут быть подключены сигнальные модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов и коммуникационные модули;

-модуль(-и) ввода-вывода дискретных сигналов (рекомендуется — ЕМ DT16) -предназначен для преобразования входных дискретных сигналов ПЛК во внутренние логические сигналы ЦП и для преобразования внутренних логических сигналов ЦП в выходные дискретные сигналы ПЛК;

-модуль(-и) коммуникационный (рекомендуется — SB СМ01) — позволяет поддерживать скоростной высокопроизводительный обмен данными по протоколу Modbus в формате RTU через последовательный интерфейс RS485.

В составе ПЧ может быть предусмотрено электропитание системы управления, мониторинга и защит (СУМЗ) от ИБП. ИБП, как правило, выбирается, исходя из обеспечения электроснабжения СУМЗ при отключении питания в течение времени от 30 мин до 1 ч.