ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА С ЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Предложение относится к области электротехники и используется в электроприводах.
Широко известна /1/ электроустановка с частотным преобразователем, содержащая преобразователь частоты на базе инвертора напряжения, вход преобразователя через первый выключатель связан с сетью, асинхронный электродвигатель связанный с шинами сети через второй сетевой выключатель и с выходом пускового выключателя. Недостаток такой установки состоит в сложности, так как операции выполняются оператором.
Наиболее близким по технической сути является электроустановка /2/ с частотным преобразователем, содержащая преобразователь частоты на базе инвертора напряжения, вход преобразователя через первый выключатель связан с сетью, асинхронный электродвигатель, связанный с шинами сети через второй, сетевой выключатель и с выходом третьего, пускового выключателя, входы управления выключателей и преобразователя присоединены к контроллеру. Недостаток устройства проявляется в режимах перехода от одного источника питания /сеть или преобразователь/ к другому. Состоит недостаток в бросках тока при переключениях, что вредно для всех элементов электроустановки.
Целью полезной модели является повышение надежности и снижение потерь энергии.
Поставленная цель достигается за счет того, что выходы трех фаз преобразователя частоты соединены с входом пускового выключателя преобразователя частоты через реакторы, параллельно которым включены замыкающие контакты четвертого, шунтирующего выключателя, вход управления которого соединен с контроллером.
На чертеже приведена схема полезной модели. Преобразователь частоты (ПЧ) 1 связан с шинами 2 сети через сетевой выключатель 3. ПЧ выполнен с промежуточным звеном постоянного тока на базе транзисторного инвертора напряжения. Выход ПЧ через дроссели (реакторы) 4 и параллельно включенные контакты шунтирующего выключателя 5, соединены с пусковым выключателем 6. Вторые выводы последнего подключены к электродвигателю 7, выводы которого также соединены с сетью 2 через второй сетевой выключатель 8. Управляющие входы всех выключателей соединены с управляющим контролером 9.
Электроустановка работает следующим образом. ПЧ1 используется в режимах пуска (разгона) и работы с пониженными частотами электродвигателя 7. В этих режимах выключатели 3, 5, 6 замкнуты, что осуществляется по командам с контроллера 9. Выключатель 8 разомкнут. Он преобразует энергию сетевой частоты в постоянный ток, а затем энергию постоянного тока в переменный ток, заданной контроллером 9, другой частоты. В таком режиме дроссели 4 зашунтированы выключателем 5 и на работу не влияют, что снижает потери электроэнергии. При необходимости работы двигателя 7 с частотой сети для снижения потерь энергии ПЧ1 отключают в таком порядке: частоту на выходе ПЧ1 доводят до сетевой. При этом необходимо синхронизировать (и синфазировать) ПЧ1 с сетью. Контакты шунтирующего выключателя 5 размыкаются, выключатель 8 замыкается, а затем отключаются контакты 6 и двигатель переходит на питание от сети. Аналогично осуществляется обратный переход с сети на ПЧ1. ПЧ1 синхронизируется с сетью, контакты 5 размыкаются, выключатель 6 замыкает контакты, выключатель 8 размыкается, а 5 замыкается. Даже точная синхронизация не гарантирует исключение всплесков токов при понижении напряжения в звене постоянного тока инвертора, например при посадках сети. Всплески тока могут возникать и в связи с неодновременным замыканием контактов выключателей и по другим причинам (например, при наличии в сети шунтовых конденсаторов). Наличие же дросселей на выходе инвертора исключает всплески тока во всех режимах перевода двигателя на другое питание. Этим обеспечивается плавность подключения двигателя к преобразователю частоты без всплесков и прерывания тока.
Источники информации:
1. Патент RU 2154891 C1, кл. H02P 1/54.
2. Журнал «Энергосбережение» 1998, №3-4, с.16, Станция автоматического управления частотно-регулируемых приводов насосных агрегатов типа СУ-43.