Честотни инвертори средно напрежение на японската компания Fuji Electric

IGBT инверторите средно напрежение от серията FRENIC4600M5e се използват за директно управление на електродвигатели средно напрежение и освен това най-общо казано повишават КПД и cosφ на електродвигателите, стабилизират работата им и спомагат при спестяването на енергия.

Инверторите от тази серия се характеризират с компактен дизайн, намалено количество хармоници към мрежата (вследствие на използваната многофазна система от диодни токоизправители), висока производителност и надеждност, значително спестяване на енергия, лесна поддръжка (въздушно охлаждане, вградена функция за автоматична настройка, мониторинг на работата на системата, диагностика и отстраняване на проблеми).

Medium Voltage Frequency Inverter
*Кликнете върху снимка за да я видите в голям размер.

Посредством входния трансформатор количеството хармоници към захранващата мрежа се намалява значително (стандарт IEEE), поради специалната конструкция на вторичната намотка на трансформатора. Тъй като в таблото е монтиран сух трансформатор, то не е необходимо допълнително окабеляване.

Монтираните 32-битов микропроцесор и специалния микропроцесор в системата за мониторинг на напрежението и тока дават възможност за осъществяване на бърза комуникация и висока точност. Вградената функция за безсензорен векторен контрол позволява поддържане на стабилна работа, независимо дали възникват колебания в натоварването, дори и при отсъствието на датчик за скоростта.

Броя на инверторните клетки е намален значително поради специалното изпълнение на 3 нива - всяка от трите фази представлява отделна инверторна секция. Всяка секция може да се замени лесно и бързо, тъй като контролера, диодите, IGBT елементите и кондензатора на DC веригата са комбинирани в едно.

FRENIC4600M5e потиска хармониците чрез многофазната система от диодни токоизправители, като се постига съответствие с изискванията на стандарт IEEE-519 (1992). Инверторите от тази серия имат висок КПД (приблизително 97%). Тъй като хармониците от захранването се намаляват значително, то и загубите в първичната намотка на входния трансформатор се намаляват. Поради използване на токоизправители с цял период на вълната в комбинация с многофазни диоди отпада необходимостта от използване на допълнителни устройства за корекция на cosφ.
*Кликнете върху снимка за да я видите в голям размер.
Наличието на хармоници в изходния ток на инвертора причинява нестабилност в момента на вала на електродвигателя. Подобни колебания могат да предизвикат промяна в посоката на въртене на електродвигателя, а ако честотата на това колебание съвпадне със собствената честота на един или повече елементи от механичната система, то могат да възникнат големи вибрации. Управлението чрез многостепенна широчинно-импулсна модулация (PWM) (максимум 21 степени) осигурява почти синусоидална форма на изходния ток, като по този начин се намалява нестабилността на въртящия момент на вала на електродвигателя, както и загубите в електродвигателя, предизвикани от наличието на хармоници.
Изходното напрежение може да се изменя по 21 степени (инвертори 10kV), по 13 степени (инвертори 6kV) и по 9 степени (инвертори 3kV) в рамките на една четвърт от цикъла. Стойността на напрежението на една степен е равно на напрежението на междинната DC верига. Поради това за едно и също изходно напрежение по-големия брой стъпки означава по-малка стойност на напрежението при една степен. По този начин инвертора може да намали пиковете в напрежението, а оттам и натоварването върху компонентите на системата (удължаване на експлоатационния им живот).
*Кликнете върху снимката за да я видите в голям размер.
    
 

Функцията байпас/ рестартиране позволява безпроблемно превключване от работа с инвертор към директно захранване на електродвигателя от захранващата мрежа. За да е възможно активиране на функцията е необходимо на изход на инвертора да се монтира дросел, а превключването може да се извърши като се постави байпас на изход на инвертора. При тази конфигурация захранването на електродвигателя се дублира, което позволява след превключването електродвигателя да се управлява при номинална скорост.

В случай на спад в напрежението поради моментна авария в захранването е възможно да се зададе схема за реакция съгласно приложението:

  1. Активиране на съобщение за грешка - инвертора спира работа и електродвигателя преминава в режим на работа на празен ход.
  2. Рестартиране при режим на работа на празен ход - инвертора спира работа и електродвигателя преминава в режим на работа на празен ход или спира изцяло. При възстановяване на захранването електродвигателя, които намаля скоростта си при работа на празен ход или е спрял се ускорява отново чрез функцията търсене на скорост.
  3. Продължаване на работа, независимо от спада в напрежението - инвертора продължава да работи без двигателя да преминава в режим на работа на празен ход. Веднага щом захранването се възстанови електродвигателя се ускорява отново до зададената работна скорост.
     
 
Улесняване на работата и цялостен мониторинг на системата може да се постигне чрез специално създадения софтуер DDC Loader:
  • бърза и лесна визуализация, настройка и промяна на параметрите;
  • мониторинг на състоянието по време на работа;
  • списък с действителните стойности за всяка една част от инвертора;
  • проверка на работните условия;
  • история на възникналите грешки с подробна информация за възникването им;
  • извършване на автоматична настройка (auto tuning) и т.н.
     
 
Адаптера plusFSITE дава възможност за осъществяване на дистанционен мониторинг на работата на инвертора:
  • функция интернет сървър - работата на инверторите може да се следи от браузъра на компютъра;
  • функция изпращане на имейл - получаване периодично на доклади за състоянието на системата;
  • лесен монтаж и свързване към панела на инвертора - възможност за свързване към RS-232C интерфейс и директно свързване с персонален компютър посредством LAN кабел (IEEE802.3 10BASE-T);
  • оборудван с 32-битов микропроцесор RISC/ операционна система в реално време μITRON
  • функция промяна на протокола от RS-232C към LAN
Помпи в пречиствателни станции, доменни пещи, системи за климатизация, вентилация и отопление, различни помпи и вентилатори за екструдери, бъркачки, транспортьори, сепаратори - това са само малка част от възможните приложения на инверторите серия FRENIC4600M5e.