Работа преобразователей частоты при провалах питающего напряжения.
Frequency converters operation in case of supply voltage failures.
В нормальных условиях эксплуатации преобразователи частоты должны получать электроснабжение с отклонением напряжения, как правило, в диапазоне – 15 % … + 10% от номинального значения. Например, для ПЧ серии Vacon NX допустимое напряжение определяется диапазонами: 380 – 500 В для серии NX_5 и 525 – 690 В для серии NX_6. При более глубоких провалах питающего напряжения срабатывает защита, которая учитывает, в том числе, падение напряжения в силовых цепях преобразователя частоты от тока нагрузки.
Чаще всего такая защита реализуется с контролем напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты (Udc).
Просто спросить...?
Работа частотно-регулируемых приводов при провалах напряжения.
Например, для преобразователя частоты Vacon NX_5 при минимально допустимом отклонении -15% и питающем напряжении 380 В напряжение в звене постоянного тока будет 456 В. Для преобразователей частоты этой серии со стандартным программным обеспечением пороговое значение срабатывания защиты составляет 333 В и не может быть изменено пользователем. Таким образом, в случае снижения Udc ниже этого значения произойдет аварийная остановка. Для повторного запуска электропривода потребуется время, связанное с ожиданием восстановления напряжения в звене постоянного тока до уровня 456 В, проверкой готовности преобразователя частоты и отработкой алгоритма пуска.
Использование кинетической энергии вращения механической части привода является одним из способов поддержания напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты. Достигается это автоматическим управлением частотой выходного напряжения, подаваемого на статор двигателя, и переводом его в режим генераторного торможения с минимально необходимым снижением скорости привода. Эту задачу решает регулятор низкого напряжения, который активируется при аварийном снижении питающего напряжения и поддерживает заданный в настройках ПЧ уровень напряжения звена постоянного тока.
Ниже приведен пример работы преобразователя частоты Vacon NX_5 с прикладным программным обеспечением «Морское» (Marine Application) при отключении питающего напряжения на время 3,5 секунды и 5,8 секунды.
Подробнее: Программа управления судовыми электроприводами Marine Application.
Работа преобразователя частоты Vacon NX_5 при кратковременных глубоких провалах/прерываниях питающего напряжениях (на 3,5 сек. и 5,8 сек.).
При первом отключении напряжения (на 3,5 сек.) кинетической энергии вращающихся масс хватило для поддержания напряжения Udc выше порога срабатывания защиты (333 В). Привод остался в работе.
Во втором случае через 3,7 секунды напряжение в звене постоянного тока опустилось ниже порога срабатывания защиты и привод остановился с сообщением «Низкое напряжение».
Таким образом, энергия инерции маховых масс вращающихся частей (ротор двигателя, лопасти вентилятора или гребного винта и т.д.) и/или инерция движущегося потока среды обеспечивает при кратковременном провале напряжения поддержание работоспособности преобразователя частоты.
Аналогично ведут себя преобразователя частоты Vacon NX_6. Для них при минимально допустимом отклонении -15% и питающем напряжении 525 В напряжение в звене постоянного тока окажется 631 В. Пороговое значение защиты по низкому напряжению, заложенное производителем в стандартных прикладных программах, равно 461 В.
В 2015 году по заказу Инженерного центра «АРТ» компанией Vacon было разработано приложение APFIF204 для преобразователей частоты серии Vacon NX_6. Это приложение позволяет приводу функционировать при глубоких провалах питающего напряжения (с порогом срабатывания защиты 407 В напряжения в звене постоянного тока).
Программное приложение APFIF204 дает возможность более полно использовать энергию, запасенную в маховых массах привода. При 40% нагрузки привода и глубоком провале питающего напряжении загрузка этого приложения позволяет сохранить работу преобразователя частоты в течение 4 секунд без отключения по защите от пониженного напряжения.
Многофункциональное программное приложение APFIF204 загружается в преобразователи частоты специалистами Инженерного центра «АРТ».
Подробнее: Программные средства Vacon для настройки и программирования контроллеров преобразователей частоты.
Перед установкой программного приложения необходимо проанализировать характер нагрузки, тип и свойства используемого преобразователя частоты, уровень и продолжительность провала напряжения. Кроме того, важно учитывать величину и характер нагрузки привода, снижение скорости рабочего органа привода при провале питающего напряжения и др.
Бесперебойная работа частотно-регулируемого привода при более длительных и глубоких провалах питающего напряжения или прерываниях напряжения может быть достигнута с применением накопителей электроэнергии.
Подробнее: Бесперебойное питание частотно-регулируемых электроприводов.
Предложения Инженерного центра «АРТ».
Разработка и реализация решений, обеспечивающих безостановочную работу частотно-регулируемых электроприводов при провалах и прерываниях питающего напряжения.
