ворювачів, як було зазначено, виконується на основі силових біполярних транзисторів з ізольованим затвором IGBT. На розглянутому малюнку зображена схема перетворювача частоти з автономним інвертором напруги як отримала найбільше розповсюдження.
Малюнок 6.2- Типова схема низьковольтного перетворювача частоти.
У инверторе здійснюється перетворення постійної напруги ud в трифазне (або однофазне) імпульсна напруга u і змінюваної амплітуди і частоти. За сигналами системи управління кожна обмотка електричного двигуна приєднується через відповідні силові транзистори інвертора до позитивного і негативного полюсів ланки постійного струму. Тривалість підключення кожної обмотки в межах періоду проходження імпульсів модулюється за синусоїдальним законом. Найбільша ширина імпульсів забезпечується в середині напівперіоду, а до початку і кінця напівперіоду зменшується. Таким чином, система керування забезпечує широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ) напруги, що прикладається до обмоток двигуна. Амплітуда і частота напруги визначаються параметрами модулирующей синусоїдальної функції. При високій несучій частоті ШІМ (2 ... 15 кГц) обмотки двигуна внаслідок їхньої високої індуктивності працюють як фільтр. Тому в них протікають практично синусоїдальні струми.
У схемах перетворювачів з керованим випрямлячем (1) зміна амплітуди напруги u і може досягатися регулюванням величини постійної напруги ud, а зміна частоти - режимом роботи інвертора.
Таким чином, на виході перетворювача частоти формується трифазне (або однофазне) змінна напруга змінюваної частоти і амплітуди (U вих=var, f вих=var). Розрахуємо ККД частотного перетворювача, наведеного на малюнку 6.1:
(6.1.9)
Втрати потужності в низьковольтному частотному перетворювачі обчислюються за формулою:
, (6.1.10)
де? P тр - втрати потужності в трансформаторі;
? P в - втрати потужності в вентилях;
? P ф - втрати потужності в фільтрі (дроселі);
? P доп=0,5? 3%? P d - втрати потужності в допоміжних пристроях;
Вибираємо трансформатор за довідником [9] ТМ - 250/6.
Таблиця 6.1.1- Технічні характеристики трансформатора ТМ - 250/6.
Знайдемо втрати потужності в?? рансформатор [10]
Втрати активної потужності в трансформаторі:
(9.1.11)
Втрати потужності в вентилях в сучасних випрямних пристроях являють собою дуже малу величину, т. е.? Pв? 0. Втрати потужності у фільтрі обчислюються за формулою: де Rдр? 0 - активний опір дроселя, отже, втратами потужності в фільтрі можна також знехтувати. Таким чином, ККД частотного перетворювача буде дорівнює:
Коефіцієнт потужності? можна підрахувати за такою формулою:
(6.1.12)
де?=0,99 - коефіцієнт спотворення форми для некерованих випрямлячів. Звідси
Таблиця 6.1.2 - Перетворювачі частоти серії FDU40-160 кВт
Тип FDU40 300 Номінальна потужність, кВт 160 Номінальний вихідний струм, А 300 Обмеження струму ICL, 120 с, А 360Піковий струм двигуна, А 849Входной струм А 282Окружающая температура при номінальній потужності IP20, IP54, о С 0-40 0-35 Частота комутації f S, кГц 1,5 к.к.д. (Р ном при f S=1,5 кГц),% 98 Втрати (Р ном при f S=1,5 МГц), кВт 3,2 Зниження потужності,%/о С - 2,5 до +10 о С Ступінь захисту IP20 Розміри, ВхШхГIP20 IP23/54мм 1100 (1145) x 500 x 420 2 150 x 600 x 500Вес IP20 (IP23/IP54) кг 160
Таблиця 6.1.3 - Загальні дані серії FDU40
Напруга пітаніяВ380-415 + 10%/- 15% (Можливо перепрограмування на 230 В + 10%/- 15%) Частота сетіГц50/60Виходная частотаГц0-400Виходное напряженіеВ0 - Напруга сетіУровень шумаdB (A) lt; =70Относітельная вологість% 0 - 90 (без конденсату) Атмосферний давленіекПа86 - 106ВібраціяEN60068-2-6 Fc: 10-150 Гц; 0,075 мм/1gОхлажденіеПрінудітельное, автоматіческоеКоеффіціент потужності по входу0,95
Розрахунок економічних витрат зробимо за методикою, викладеною в [11]. Визначення капітальних вкладень. Капітальні вкладення повинні враховувати транспортні та монтажні витрати, які визначаються у відсотках від вартості впроваджуваного обладнання:
(9.1.13)
де Цп=307740 (по прайс-листу ТОВ ??laquo; АДЛ Груп ) - ціна з ПДВ низьковольтного перетворювача частоти,
Ц2=60000 - ціна трансформатора ТМ - 250 включаючи ПДВ.
Тр=5% - транспортні витрати;
ПН=10% - пуско-налагоджувальні витрати;
М=8% - витрати на монтажні роботи.
У капітальні вкладення не включена вартість ЕД, та...
