Презентация «Частотные преобразователи.»

Слайд 1

ГАПОУ СО «Марксовский электротехнический колледж» «Частотные преобразователи.» Выполнил: студент гр. 21 эл . Делов Андрей Руководитель: Хлебникова Г.Н.

Слайд 2

Общие положения Схема преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть преобразователей обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита). В качестве электронных ключей в инвертерах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

Слайд 3

Преобразователь частоты Преобразователь частоты ( частотно-регулируемый электропривод) представляет из себя статистическое устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока . Преобразователь частоты преобразует напряжение одной частоты на другую с управляемым напряжением и частотой. Устроенный на полупроводниках преобразователь частоты называют еще статическим преобразователь частоты, потому что первоначально преобразователи частоты были электромашинные, т.е. нестатическими. Преобразователи частоты бывают двух видов: преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока преобразователь частоты непосредственный

Слайд 4

Характеристики Преобразователь частоты должен иметь : требуемое входное и выходное напряжение и мощность максимальный и не зависимый от нагрузки КПД близкое к синусоидальному выходное напряжение возможность регулировать выходное напряжение и частоту в больших пределах требуемую степень защиты корпуса низкий электромагнитный и акустический шум большую надежность и срок работы Кроме того они должны : работать параллельно работать на холостом ходу иметь простое использование и обслуживание

Слайд 5

Достоинства преобразователя частоты 1. Независимость выходной частоты f вых (инвертор) от входной частоты f с (сеть). Теоретически можно обеспечить любую по величине частоту. 2. Частота ограничивается свойствами ключей инвертора . И по быстродействию (предельные частоты переключений). 3. Простота обеспечения регулирования напряжения (выпрямитель) и выходной частоты (инвертор), особенно при применении полностью управляемых полупроводниковых ключей в инверторе.

Слайд 6

Устройства плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах (Устройства плавного пуска) Применение устройств плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах, помимо экономии электроэнергии, дает ряд дополнительных преимуществ, а именно: плавный пуск и остановка двигателя исключает вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлический удар) в напорных трубопроводах и технологическом оборудовании; пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и мощности коммутирующей аппаратуры; возможна модернизация действующих технологических агрегатов без замены насосного оборудования и практически без перерывов в его работе.

Слайд 7

Управление выходным напряжением и частотой Если асинхронный двигатель не питается от преобразователя частоты, то надо обеспечить, чтобы магнитная индукция в воздушном зазоре двигателя осталась неизменной независимо от частоты. Также надо следить, чтобы ток статора не превышал номинального. Такое управление называют управление с постоянным магнитным потоком . Преобразователь частоты преобразует входное напряжение 220В/380В частотой 50Гц , в выходное импульсное напряжение посредством ШИМ, которое формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0Гц до 400Гц или даже до 1600Гц . Таким образом, плавно увеличивая частоту и амплитуду напряжения, подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя, можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения вала электродвигателя. Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода для насосов в среднем составляет 50-75 % от мощности, потребляемой насосами при дроссельном регулировании. Это определило повсеместное внедрение в промышленно развитых странах регулируемого привода .

Слайд 8

Оптимизация энергопотребления в частотно- регулируемом приводе Частотно-регулируемый электропривод имеет встроенные функции . Суть заключается в более гибком управлении напряжением двигателя при изменении нагрузки, что позволяет в некоторых режимах дополнительно сэкономить до 30% потребляемой электроэнергии за счет снижения потерь в двигателе. Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой. Примером могут служить конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Учитывая тот факт, что во многих случаях асинхронные двигатели выбираются с существенным запасом по мощности и, следовательно, часто работают с неполной нагрузкой, можно ожидать высокой эффективности широкого использования энергосберегающих преобразователей частоты оптимизации энергопотребления .

Слайд 9

Применение Используют преобразователи частоты для насосов, электротранспорта, станков, компрессоров, конвейеров, кранов, текстильных и бумажных машин, приводов на асинхронных и синхронных машинах для получения регулируемой скорости вращения. Выходное напряжение преобразователей частоты достигает 10кW, мощность несколько МW и частота до кНz . Используя преобразователи частоты, можно заменить машины постоянного тока на более надежные асинхронные и синхронные машины. Несмотря на немалую стоимость современных ПЧ, средняя окупаемость вложенных средств за счёт экономии ресурсов составляет 0.5-1.5 года.

Слайд 10

Преобразователи частоты нужны для решения ряда проблем любого предприятия или организации: Экономия энергоресурсов ; Увеличение срока службы технологического оборудования ; Снижение затрат на ремонтные и планово-предупредительные мероприятия ; Обеспечение оперативного управления, а также достоверного контроля за выполнением технологических процессов и т.д.

Слайд 11

Разновидности частотных преобразователей Частотный преобразователь ACS350 - АВВ Приводы ACS350 (0,37.22 кВт, 0,5.30 л.с.)

Слайд 12

Преобразователи частоты SINAMICS G мощностью от 75 до 560 кВт Для стандартных применений: SINAMICS G110 (0,12- 3 кВт) Для применения с высокими требованиями к динамике: SINAMICS G120 (0,37- 9 кВт) SINAMICS G1200 (0.75 – 7,7 кВт)

Слайд 13

Отличительные особенности частотных преобразователей фирмы SINAMICS Интегрированные функции ; Комплексная интеграция в инжиниринг ; Высокий уровень гибкости и возможность использования различных комбинаций компонентов ; Широкий спектр предлагаемых продуктов и услуг ;

Слайд 14

MICROMASTER 4 Начиная с MICROMASTER 410 для стандартных решений до приводов с высокими динамическими показателями MICROMASTER 440 с бездатчиковым векторным управлением в диапазоне мощностей до 250 кВт. Привода с высокими динамическими показателями - MICROMASTER 430 ( от 7.5 до 250 кВт ); Для насосов и вентиляторов - MICROMASTER 420 ( от 0.12 до 11 кВт ); Универсальный преобразователь для любой задачи - MICROMASTER 411 ( от 0.37 до 3 кВт ); Преобразователь частоты для задач с децентрализованной периферией - MICROMASTER 410 ( от 0.12 до 0.75 кВт).

Слайд 15

Частотные преобразователи компании « Веспер » Компания « Веспер » одна из немногих российских компаний производителей силовой преобразовательной техники, которая успешно работает на рынке с 1992 года.

Слайд 16

На сегодняшний день около 60 % потребляемой в современном производстве электрической энергии приходится на электропривод.

Слайд 17

Перспективы Частотных Преобразователей Для управления асинхронными электродвигателями с 2006 г. происходит постепенный переход к следующему поколению приводов высокого напряжения - Sinamics GM150. Приводы Sinamics GM150 объединяют в себе преимущества своих предшественников с обновленной конструкцией, а также новую управляющую платформу приводов Sinamics от компании Siemens. "Для пользователей марка Sinamics означает унифицированные принципы построения частотно-регулируемых приводов в диапазоне напряжений от 230 до 7200 В и мощностей от 0,12 кВт до 30 МВт".

Слайд 18

Преобразователи частоты с промежуточным звеном Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока имеют на стороне питающей сети выпрямитель, на выход которого включается автономный инвертор. Между выпрямителем и инвертором находится так называемое промежуточное звено постоянного тока, которое сглаживает ток и напряжение и накапливает энергию.

Слайд 19

Принцип действия преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока Преобразователь частоты состоит из выпрямителя, фильтра сглаживания и автономного инвертера. Переменное напряжение выпрямляется и преобразуется в переменное напряжение с изменяемой амплитудой и частотой. Изменением напряжения и частоты можно управлять скоростью вращения трехфазных электродвигателей в больших пределах, начиная с нуля до многократной номинальной скорости.

Слайд 20

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью, в которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на незапираемх теристорах . Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Принципы устройства частотного преобразователя

Слайд 21

Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров. Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя вызывает: 1. дополнительные потери в электрическом двигателе, 2. перегрев электрической машины, 3. снижение момента, 4. очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом. Недостатки преобразователей с непосредственной связью

Слайд 22

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся: практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше), способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах, относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования. Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются. Достоинства преобразователей с непосредственной связью

Слайд 23

Заключение Частотные преобразователи разных типов широко вошли в современную индустрию. На какое предприятие не попади, практически везде используются те или иные частотные преобразователи. В зависимости от выполняемых работ используются частотные преобразователи с разными набором функционала. За счет того, что они имеют большое КПД при малых затратах они делают производственные работы более выгодными в финансовом и энергозатратном плане!