Пронин М.В., Воронцов А.Г., Калачиков П.Н., Емельянов А.П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Подождите немного. Документ загружается.

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

гателя

еля ДСЗ-4000-6-

40 с се

коммутационными аппаратами. При указанной последовательности операций питание

двигателя прерывается на сравнительно небольшое время, и его нагрузка не успевает суще-

ственно изменить частоту вращения.

На рис.

6.2.7 представлена диаграмма процесса синхронизации двигат

тью 6 кВ. Диаграмма рассчитана при указанных выше исходных данных, и на ней изо-

бражены те же кривые, что и на рис.6.2.6, а также τ

– фаза системы напряжений сети, τ

usd

–

фаза системы напряжений двигателя.

Рис.6.2.7 Синхронизация двигателя ДСЗ-4000-6-40 с сетью 6 кВ в приводе мельницы

На рис.6.2.7 представлены фотографии руководителя работ по созданию тиристорных

пусковых устройств Крутякова Е. А. и участника работ Карзунова Р. А.

Рис.6.2.8 Крутяков Е. А. и Карзунов Р. А. на наладке ПУ-6-08

171

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

§ 6.3

одов вентиляторов требуется сравни-

торов

Приводы вентиляторов главного проветривания шахт

Вентиляция шахт осуществляется обычно двумя вентиляторами, работающими по-

очередно. По мере развития шахты увеличивается объем вентилируемого пространства,

мощность нагрузки и частота вращения вентиляторов. Этот процесс может происходить в

течение многих лет. В начале эксплуатации от прив

тельно небольшая мощность. Номинальная мощность достигается к концу срока эксплуата-

ции. В

связи с этим приводы вентиляторов многие годы должны работать при частичных на-

грузках. В этих условиях рационально применение частотно-регулируемых приводов. По-

скольку приводы с транзисторными преобразователями частоты имеют высокую стоимость,

то весьма эффективно применение приводов с тиристорными преобразователями частоты.

На «Электросиле» выполнена разработка и осуществлена поставка приводов вентиля-

главного проветривания западного вентиляционного ствола рудника «Северный Глу-

бокий» комбината Печенганикель. Мощность каждого вентилятора 3,7 МВт. Схема привода

вентилятора представлена на рис.

6.3.1.

150кВ

ТДТН-40000/150

40МВА

k=10,5%

Сеть 35кВ, 50Гц

1 2

ТСЗП-2500

Сеть 6кВ, 50Гц

ТРДНС-25000/35/6

25МВА

k=19%

Фильтры

550 Гц, 650 Гц и др.

АСУ

380В, 50Гц380В, 50Гц

Ia, Ic

ИУ

Контр.

ТВ ТВ

Ia, Ic

ИУ

Контр.

2,5МВА

k=5,8%

160кВА 160кВА

В1 В2

СД1 СД2

Uсд1

a, Ic

ИУ

Контр.

ИУ

Контр.

a, Ic

Uсд1

СУ

ТИ1

Ld1

ТИ2

Ld2

Сеть 6кВ, 50Гц

ТСЗП-2500

2,5МВА

k=5,8%

ВЦД-42,5

р2Rр1

Ld1 Ld2

Рис.6.3.1 Схема привода вентилятора главного проветривания

рудника «Северный Глубокий»

В установке используется вентилятор типа ВЦД-42,5. Заданная номинальная мощ-

ность на валу вентилятора 3700 кВт, номинальная частота вращения 450 об/мин, момент

инерции 51500 кгм

шахте осуществляется дополнительными устройствами (системой ляд).

. Вал вентилятора имеет два свободных конца для подключения двух

двигателей и рассчитан на то, что мощность каждого двигателя равна половине мощности

вентилятора. Реверс вентилятора не предусматривается – реверсирование потока воздуха в

172

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Питание привода вентилятора осуществляется от энергосистемы напряжением 150 кВ

через трансформатор ТДТН-40000/150. Этот трансформатор имеет мощность 40 МВА, на-

пряжение вторичной обмотки 35 кВ, частота 50 Гц, напряжение короткого замыкания 10,5 %.

К электросети с напряжением 35 кВ подключен трансформатор ТРДНС-25000/35/6.

Этот трансформатор имеет мощность 25 МВА, две вторичные обмотки, напряжение вторич-

ных обмоток 6 кВ, частоту 50 Гц. Напряжение короткого

замыкания при замыкании двух

вторичных обмоток 9,5 %, напряжение короткого замыкания одной вторичной обмотки 19 %

(отнесено к половине номинальной мощности трансформатора). Рассматриваемый транс-

форматор обеспечивает питанием две электросети с напряжением 6 кВ.

К одной из электросетей с напряжением 6 кВ и частотой 50 Гц (создаваемой транс-

форматорами ТРДНС-25000/35/6) подключены силовые элементы электропривода одного

вентилятора (к другой

сети 6 кВ подключен электропривод другого вентилятора).

Привод вентилятора содержит следующее основное оборудование: два трансформа-

тора типа ТСЗП-2500/6/6 производства ОАО «Уралэлектротяжмаш», один двухканальный

тиристорный преобразователь частоты ТПЧ2-6-03 производства ОАО «Силовые машины»

«Электросила», два сглаживающих дросселя L

и L

типа СРОСЗ-3200 производства ОАО

«Уралэлектротяжмаш», два синхронных двигателя СД

и СД

типа СДН2-18-64-12 производ-

ства ОАО «Новая Сила», два тиристорных возбудителя В

и В

типа ВТЕ-300-400 производ-

ства ОАО «Силовые машины» «Электросила», два трансформатора типа ТСЗП-160, два раз-

рядных сопротивления R

р1

и R

р2

для шунтирования обмоток возбуждения двигателей.

На рис.

6.3.1 изображены также индуктивно-емкостные резонансные фильтры, кото-

рые могут быть использованы для улучшения качества напряжения питающих сетей.

Трансформаторы ТСЗП-2500/6/6 имеют следующие характеристики:

− номинальная мощность 2500 кВА;

5,8 %;

оток Y/∆-11 и ∆/∆-0;

2900x1200x2850 мм;

700 кг;

0 имеет следующие характеристики:

320 А;

50 мГн;

− номинальное напряжение первичной обмотки 6 кВ;

− номинальное напряжение вторичной обмотки 6 кВ;

− напряжение короткого замыкания

− схема и группа соединения обм

−

габариты

− масса 7

− охлаждение воздушное естественное.

Сглаживающий реактор СРОСЗ-320

− номинальный ток

− индуктивность

− обмотка разделена на 2 одинаковые изолированные части;

− габариты 1000x1200x2350 мм;

− масса 2150 кг;

− охлаждение воздушное естественное.

Характеристики двухканального преобразователя частоты ТПЧ2-6-03:

− мощность 4000 кВт;

− напряжение на входе 6 кВ;

− частота входного напряжения 50

Гц;

− число входных фаз 2х3;

− напряжение на выходе 0-6 кВ;

− частота выходного напряжения 0-50 Гц;

− число выходных фаз 2х3;

− выпрямленный ток 320 А;

− габариты 5600x1000x2900 мм;

− масса 4980 кг;

− охлаждение воздушное принудительное от встроенных вентиляторов.

Фотография преобразовательного шкафа ТПЧ2-6-03 представлена на рис.

6.3.2.

173

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Рис.6.3.2 Преобразователь частоты ТПЧ2-6-03

В соответствии с рис.6.3.1, преобразователь ТПЧ2-6-03 содержит тиристорные мос-

товые выпрямители ТВ

и ТВ

и инверторы ТИ

и ТИ

, а также систему управления СУ. Ка-

ждый выпрямительный и инверторный мост размещается в отдельной секции шкафа. Эти

секции о и пре-

образо

хлаждаются встроенными вентиляторами. Система управления двумя каналам

вания частоты также размещена в отдельной секции. Эта секция имеет воздушное ес-

тественное охлаждение. При этом преобразователь ТПЧ2-6-03 содержит 4 силовых секции и

одну секцию

управления. Фотографии секций представлены на рис.6.3.3.

Рис.6.3.3 Фотографии силовой секции и секции управления ТПЧ2-6-03

Характеристики синхронного двигателя СДН2-18-64-12УХЛ4: мощность 2500 кВт,

мощность полная 2890 кВА, напряжение 6 кВ, частота напряжения 50 Гц, частота вращения

500 об/мин, число фаз 3, КПД 96,1 %, коэффициент мощности 0,9, ток возбуждения 260 А,

напряжение возбуждения 75 В, момент инерции ротора 1750 кгм

, габариты

3120x2250x2100 мм, масса 17000 кг.

174

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Как видно из рис.6.3.1, в приводе вентилятора входные трансформаторы ТСЗП-

2500/6/6 имеют различные группы соединения обмоток (Y/∆-11 и ∆/∆-0). Вследствие этого

трехфазные системы напряжений вторичных обмоток взаимно сдвинуты по фазе на 30 эл.

град. При подключении ко вторичным обмоткам выпрямителей ТВ

и ТВ

преобразователя

ТПЧ2-6-03 обеспечивается 12-пульсный режим работы электропривода со стороны питаю-

щей сети при условии равенства нагрузок преобразователей и равенства выпрямленных то-

ков. Организация 12-пульсного режима работы преобразователя со стороны сети позволяет

исключить из потребляемых токов или значительно уменьшить 5, 7, 17, 19 и ряд других

высших гармонических составляющих.

Из сопоставления параметров оборудования следует, что

в номинальном режиме ра-

боты привода двигатель имеет частоту тока 45 Гц (при 450 об/мин). При сравнительно не-

большой индуктивности сглаживающих дросселей следует ожидать значительных пульсаций

выпрямленных токов инверторов ТИ

и ТИ

и, следовательно, выпрямителей ТВ

и ТВ

на

частоте 270 Гц. Пульсации выпрямленных токов на указанной частоте вызывают появление в

питающей сети неканонических составляющих, которые приводят к дополнительным иска-

жениям напряжений сети. При регулировании частоты вращения вентилятора его частота и

частоты неканонических составляющих токов сети изменяются, и это создает дополнитель-

ные трудности при фильтрации напряжений сети. В приводе

вентилятора для уменьшения

вли же

12-п н-

хронны

полюсов двигате-

лей, равном 6). Следует отметить, что указанное построение привода позволяет также

умень валу вентиля-

тора в сте с тем, в рас-

сматриваемом

е значения вращающих моментов распреде-

ляются между двигателями неравномерно.

токах, фор-

миру

подсистемам. Исходная расчетная схема соответствует

рис.

6.3.1 с небольшими отличиями.

пред-

ставлен оров

мощн

яния инверторов и двигателей на качество токов и напряжений сети организован так

ульсный режим работы привода со стороны нагрузки. Для этого при соединении си

х двигателей с вентилятором статорные обмотки двух двигателей взаимно сдвинуты

по фазе на 30 эл. град. Указанный сдвиг реализован с помощью соединительных муфт, в

ко-

торых геометрический сдвиг по фазе равен 30˚/6=5˚ (при количестве пар

шить амплитуду и повысить частоту пульсаций вращающего момента на

за счет заимной компенсации ряда гармонических составляющих. Вме

случае в

начале пуска мгновенны

Отмеченные преимущества 12-пульсного преобразования токов и напряжений со сто-

роны питающей сети и со стороны нагрузки обеспечиваются в полной мере при равенстве

действующих напряжений двигателей и выпрямленных токов двух параллельно работающих

преобразователей частоты, при равных углах запаса инверторов, а

также при одинаковых

прочих настройках систем регулирования двух каналов преобразования. Равенство напряже-

ний двигателей и токов преобразователей частоты обеспечивается системой управления.

В системе управления заданное действующее напряжение двигателей определяется

как функция частоты вращения и задается одинаковым для двух каналов регулирования. При

этом возможные различия в напряжениях двигателей определяются погрешностями регуля-

торов

. Обычно эта погрешность находится в пределах 5 %.

Регулятор частоты вращения вентилятора, получая информацию о заданной и факти-

ческой частотах, формирует выходной сигнал в виде заданного выпрямленного тока, кото-

рый одинаков для двух каналов преобразования частоты. В каждом канале преобразования

регулятор выпрямленного тока, получая информацию о заданном и фактическом

ет

напряжение управления соответствующего выпрямителя. При этом возможные раз-

личия в токах параллельно работающих преобразователей также определяются погрешно-

стями регуляторов. Эта погрешность обычно находится в пределах 5 %.

При проектировании рассматриваемого привода для расчета токов и напряжений эле-

ментов, магнитных потоков и вращающих моментов двигателей, искажений напряжений пи-

тающих сетей и др. использовались математические

модели системы с приводом вентилято-

ра. Модели построены в соответствии с описанной в 1 главе методикой моделирования

сложных систем по взаимосвязанным

Одно из отличий касается описания питающей сети. В моделях питающая сеть

а трехфазной системой ЭДС с учетом фазных индуктивностей трансформат

остью 40 МВА и 25 МВА. Действующее напряжение сети 6 кВ поддерживается на за-

175

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

данном уровне пропорционально-интегральным регулятором, который воздействует на ам-

плитуду фазных ЭДС, как описано, например, в § 4.1 (рис.

4.1.7).

Нагрузка вентилятора представлена в модели системы зависимостью статического

момента сопротивления на валу M

от частоты вращения n.

Тиристорные возбудители представлены в модели системы упрощенно – в виде регу-

лируемых источников ЭДС, имеющих ограничения по максимальному и минимальному на-

пряжен

из системы путем увели-

чения их индуктивностей и активных сопротивлений.

В соответствии с используемыми методами математическое моделирование рассмат-

риваемой установки выполнено при разделении ее силовой схемы на взаимосвязанные под-

схемы, изображенные на рис.

6.3.4.

ию, и диодов, препятствующих протеканию отрицательного тока в цепях возбудите-

лей. В моделях учтено наличие разрядных сопротивлений, шунтирующих обмотки возбуж-

дения двигателей.

В модели системы учтены также

резонансные LC-фильтры напряжения сети. Модель

построена таким образом, чтобы фильтры могли быть исключены

ТИ2

СМ2

u12

u22

u32

id2

i12 i22 i32

rrr

s ls ls

e12 e22 e32

lad

lэd

lsf

iэd2

if2

rэd

iad2

isd2isq2

laq

lэq

rэq

iaq2

iэq2

uf2

ec12

ec22 ec32

lc lc lc

ic12 ic22 ic32

uc12

uc22

uc32

id2

ТВ2

kv2

ki2

lv2

li2

edv2

edi2

ef2

kf2

rр

kp2

if2

В2

СМ1

r rr

ef1

iэd1

lэq

rэq

iэq1

rр

if1

uf1

iaq1

isq1

e21e11

laq

iad1

ls ls

kf1

rэd

lэd

kp1

В1

lsf

e31

isd1

lad

uc31

u31

uc21

u21

i11 i21

u11

id1

edv1

edi1

li1

lv1

ki1

kv1

id1

lc lc

uc11

ic11 ic21

ec11 ec21

ТВ1

ТИ1

i31

ic31

ec31

Нагрузка

us3us2us1

ilc21ilc11 ilc31

lc1

cl1

rl1

cl1

rl1

cl1

rl1

lc1 lc1

ilc22

us1

cl2

lc2

rl2

ilc12

us2 us3

cl2 cl2

lc2 lc2

rl2rl2

ilc32

is2

es1

is1

es2 es3

is3

ls1 ls1 ls1

id1 id2

us1 us2 us3

Рис.6.3.4 Разделение на взаимосвязанные части расчетной схемы привода вентилятора

Одно из преобразований исходной силовой схемы выполнено путем замены фаз пи-

тающей сети зависимыми источниками напряжения u

⎭

⎬

⎫

=−=+−= ,3,2,1,)(

1тр2тр1

lleu

ssn

snsn

(6.3.1)

176

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

где l

тр1

и l

тр2

– ндуктивности рассеяния сетевых трансформаторов мощностью 40 М

25 МВА, приведенные к сети 6 кВ.

и ВА и

ых

обмот

В трех й конденсаторов осущест-

вляется в соответствии со следующими выражениями:

Далее источники напряжения u

перенесены в фазы фильтров и в фазы первичн

ок трансформаторов.

фазных резонансных LC-фильтрах расчет напряжени

⎭

⎬

⎫

=∆+=∆+= .3,2,1,,

1212

1111

tuu

lcn

clcl

lcn

clcl

(6.3.2)

Токи в фазах резонансных LC-фильтров определяются из следующих уравнений:

⎭

⎬

⎫

−−

= .3,2,1,,

2ln222

1ln111

uiru

clcnlsnlcn

(6.3.3)

В трансформаторах привода вентилятора индуктивности рассеяния первичных обмо-

ток вынесены во вторичные обмотки, при этом суммарные индуктивности рассеяния в фазах

вторичных обмоток имеют обозначения l

(рис.6.3.4). Источники напряжения в фазах пер-

вичных обмоток трансформаторов привода преобразуются в ЭДС вторичных обмоток с уче-

том коэффициента трансформации и схем соединения обмоток двух трансформаторов:

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

−

,3,2,1,

тр

(6.3.4)

После определения производных токов в фазах резонансных фильтров и в фазах вто-

ричных обмоток трансформаторов привода определяются производные токов сети 6 кВ:

⎪

⎭

⎬

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+++=

⎥

⎦

⎢

⎣

⎟

⎠

⎜

⎝

−+++=

12323132313

Kdt

dtdtdtKdtdtdt

ccc

тр

lclcs

тр

(6.3.5)

После определения токов в фазах резонансных фильтров и в фазах вторичных обмо-

ток трансформаторов привода по аналогичным выражениям определяются токи сети 6 кВ:

⎪

⎤

⎡

⎞

⎛

⎦

⎣

⎠

⎝

didididididi

тр

⎪

⎫

⎤

32222122212

ccclclcs

⎥

⎢

⎡

⎟

⎞

⎜

⎛

−++=

22121112111

ccclclcs

()

⎪

⎭

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−+++=

⎦⎣

12323132313 ccc

тр

lclcs

тр

iii

При моделировании системы выпрямительные мосты ТВ1 и ТВ2 и вторичные обмот-

ки входных трансформаторов преобразуются в звенья выпрямленного тока с эквивалентны-

ми ЭДС e

⎪

⎬

⎫

⎥

⎤

⎢

⎡

−+++=

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−+++=

32222122212

22121112111

ccclclcs

ccc

тр

lclcs

iiiiii

iii

(6.3.6)

dv1

и e

dv2

, индуктивностями l

dv1

и l

dv2

и вентилями k

и k

(рис.6.3.1). Осуществля-

ются также аналогичные преобразования инверторных мостов и трехфазных обмоток двига-

телей. При этом выделяются эквивалентные ЭДС e

di1

и e

di2

, индуктивности l

di1

и l

di2

и вентили

и k

(рис.6.3.1). Эти преобразования описаны в § 4.3, где приведены уравнения связей

между подсхемами. Описание мостовых вентильных подсхем приведено в § 4.1.

Описание трехфазной синхронной машины приведено в § 2.1. В § 2.7 описано насы-

щение стали синхронной машины основным магнитным потоком.

177

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

С учетом того, что на одном валу находятся два синхронных двигателя и один венти-

лятор, частота вращения вала ω

определяется из следующего уравнения:

вентсмсм

cэмэм

JJJ

MMM

−+

(6.3.7)

где M

эм1

и M

эм2

– электромагнитные вращающие моменты 1 и 2 двигателей, M

– статический

момент сопротивления на валу вентилятора (заданная функция частоты вращения), J

см1

, J

см2

вент

– моменты инерции роторов 1 и 2 двигателей и вентилятора.

Взаимный сдвиг трехфазных статорных обмоток двигателей на 30 эл. град. обеспечи-

вается при определении углов поворота роторов из следующих выражений:

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

π−τ=τπ>τ

+τ=τω=

,2то,2

222

111

если

(6.3.8)

где τ

и τ

– углы

В соответ модель при-

вода вентилятора в виде программы расчета на ЭВМ электромеханических процессов.

наль-

ный то

СДН2-18-64-12

поворота роторов 1 и 2 двигателей.

ствии с указанным описанием подсхем и их связей разработана

При выполнении расчетов использовались следующие основные параметры синхрон-

ных двигателей СДН2-18-64-12: номинальная мощность 2500 кВт, напряжение обмотки ста-

тора 6 кВ, ток обмотки статора 278 А,

частота 50 Гц, коэффициент мощности 0,9. Ток возбу-

ждения холостого хода 134 А, мощность возбуждения холостого хода 5,18 кВт, номи

к возбуждения 260 А, номинальное напряжение возбуждения 75 В. Индуктивность

нулевой последовательности 0,067 о.е., индуктивность рассеяния обмотки статора 0,122 о.е.,

индуктивность намагничивания по продольной оси 1,32 о.е., индуктивность намагничивания

по поперечной оси 0,761, индуктивность рассеяния обмотки возбуждения

0,158 о.е., индук-

тивность рассеяния демпферной обмотки по продольной оси 0,077 о.е., индуктивность рас-

сеяния демпферной обмотки по поперечной оси 0,056 о.е., активное сопротивление фазы об-

мотки статора 0,014 о.е., активные сопротивления демпферных обмоток по продольной и по-

перечной осям 0,08 о.е. и 0,06 о.е. Характеристика холостого хода приведена в

табл.6.3.1.

Таблица 6.3.1 Характеристика холостого хода двигателя

, A 0 0,342 0,609 1,0 1,318 1,918 2,836

U, В 0 0,4 0,7 1,0 1,1 1,2 1,3

При выполнении расчетов использовалась зависимость статического момента сопро-

тивления на валу от частоты вращения, приведенная в таблице

6.3.2.

Таблица 6.3.2 Зависимость статического момента сопротивления

от частоты вращения на валу вентилятора

n, о.е. 0 0,18 0,36 0,54 0,72 0,9

, о.е. 0,083 0,113 0,203 0,353 0,563 0,833

В таблице 6.3.2 частота вращения 500 об/мин принята за 1 о.е., номинальный вра-

щающий момент двух двигателей также принят за 1 о.е. При этом момент сопротивления

0,833 о.е. на частоте вращения 0,9 о.е. соответствует работе вентилятора c частотой враще-

ния 450 об/мин с мощностью 3750 кВт.

Результаты расчета номинального режима работы привода при отсутствии фильтро

компенсирующих устройств приведены на рис.

6.3.5, на котором изображены напряжение 1

фазы сети 35 кВ u35

, напряжение 1 фазы сети 6 кВ u

, ток 1 фазы сети 6 кВ, выпрямленные

токи 1 и 2 преобразователей частоты i

и i

, токи 1 фазы 1 и 2 двигателей i

и i

, напряже-

ния 1 фазы 1 и 2 двигателей u

и u

, электромагнитные вращающие моменты 1 и 2 двигате-

лей M

эм1

и M

эм2

. В табл.6.3.3 представлен результат анализа рассматриваемого режима рабо-

ты на интервале времени 0,1 с.

178

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Рис.6.3.5 Напряжения, токи и вращающие моменты привода вентилятора

Таблица 6.3.3 Результаты анализа номинального режима работы привода вентилятора

Напряжение 1 фазы сети 35 кВ, В

Коэффициент искажения синусоидальности кривой

20498.761

0.01977

Частоты гармоник, Гц Действующие значения Фазы, гр.

50 20494.752 -0.6168

Напряжение 1 фазы сети 6 кВ, В

Коэффициент искажения синусоидальности кривой

3627.118

0.07775

Частоты гармоник, Гц

520

550

580

620

650

680

Действующие значения

3616.138

21.027

153.331

18.380

21.313

127.962

17.838

Фазы, гр.

-2.2585

-104.6344

-127.7244

58.7267

-178.5566

160.9865

-14.3037

Ток 1 фазы сети 6 кВ, А 425.422

Частоты гармоник, Гц

Действующие значения

422.674

Фазы, гр.

-36.1906

Угол управления 1 выпрямителя, град.

Угол управления 2 выпрямителя, град.

Угол инвертирования 1 инвертора, град.

Угол инвертирования 2 инвертора, град.

Выпрямленный ток 1 преобразователя, А

Выпрямленный ток 2 преобразователя, А

33.155

33.172

39.304

39.309

271.341

271.450

Ток возбуждения 1 двигателя, А

Ток возбуждения 2 двигателя, А

257.101

257.144

Ток 1 фаз 8.221 ы 1 двигателя, А 21

Частоты гармоник, Гц Действующие значения Фазы, гр.

45 211.129 -52.5823

Ток 1 фазы 2 двигателя, А 218.273

Частоты гармоник, Гц

Действующие значения

211.183

Фазы, гр.

-82.6185

Напряжение 1 фазы 1 двигателя, В 3466.135

Частоты гармоник, Гц

Действующие значения

3371.194

Фазы, гр.

99.7312

Напряжение 1 фазы 2 двигателя, В 3466.940

Частоты гармоник, Гц

Действующие значения

3372.390

Фазы, гр.

69.7260

Электромагнитный момент 1 двигателя, %

Электромагнитный момент 2 двигателя, %

Частота вращения вентилятора, %

83.216

83.258

89.958

179

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Один з результатов расчета номинального режима работы вентилятора за

нке нагрузки элементов привода. В частности, синхронные двигатели должны

м напряжением при частот

и ключается

в оце работать

с номинальны е вращения 450 об/мин (номинальная частота

500 об/мин). Как видно из табл.

6.3.3, ток возбуждения двигателей в этом режиме равен

257 А,

но допустимый по

ГОСТ 13109-97 уровень (5 %). Возможности снижения уровня искажений пояснены ниже.

В реальной установке при регулировании напряжений двигателей и выпрямленных

токов преобразователей существуют погрешности в распределении

нагрузок между двумя

параллельно работающими каналами преобразования частоты. Если допустить, что в номи-

нальном режиме работы привода один из двигателей имеет напряжение на 10 % большее,

чем другой, а выпрямленные токи преобразователей также различаются на 10 %, то рассмат-

риваемая модель привода позволяет рассчитать указанный режим работы. В модели различия

фактических напряжений и токов определяются

заданием этих параметров с указанной по-

грешностью. Рассчитанная диаграмма токов, напряжений и вращающих моментов представ-

лена на рис.

6.3.6. Расчет выполнен при наличии в системе LC-фильтров с резонансными час-

тотами 550 и 650 Гц. Фильтры имеют в фазах индуктивности по 5 мГн, активные сопротив-

лен .

то есть не превышает номинального значения (260 А).

Другой результат – оценка качества напряжения питающих сетей 35 кВ и 6 кВ. Из

табл.

6.3.3 видно, что коэффициент искажения синусоидальности напряжения сети 35 кВ не

превышает допустимого по ГОСТ 13109-97 значения (4 %). Коэффициент искажения сину-

соидальности напряжения сети 6 кВ равен 7,77 % и превышает нормаль

ия по 0,3 Ом. Емкости фильтров определены, исходя из указанных резонансных частот

Рис.6.3.6 Напряжения, токи и вращающие моменты привода вентилятора

в номинальном режиме при наличии несимметрии и фильтров 550 и 650 Гц

На рис.6.3.6 изображены те же кривые, что и на рис.6.3.5, а также ток фазы фильтра

550 Гц i

ф11

и ток фазы фильтра 650 Гц i

ф13

. Результаты анализа рассматриваемого режима ра-

боты представлены в табл.

6.3.4.

Как видно из табл.

6.3.4, при различных напряжениях двигателей возникают сущест-

венные различия в углах управления выпрямителей (38,8 и 28,7 град.). Это приводит к неко-

торому нарушению 12-пульсного режима работы привода по отношению к питающим сетям.

К указанным нарушениям приводит и различие выпрямленных токов параллельно включен-

ных преобразователей. В результате в питающей сети появляются гармонические состав-

180