Комплектные электроприводы

Электропривод, в соответствии с принятой терминологией - это электромеханическая система, содержащая, в общем случае, электрические преобразователи, электромеханические преобразователи (электродвигатели, другие исполнительные устройства с электрическим управлением), механические преобразовательные устройства, информационные и управляющие устройства, а также устройства для сопряжения с внешними системами, и предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины в целях осуществления технологического процесса.

Электрическим преобразователем называется электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. Преобразование параметров осуществляется по роду тока, напряжению, частоте, числу фаз.

В относительно простых электроприводах могут отсутствовать некоторые из указанных составляющих (механические устройства, средства сопряжения с другими системами и т.п.).

Комплектным электроприводом (КЭП) принято называть комплект взаимоувязанного электрооборудования, которое предназначается для электропривода с некоторыми определенными функциями, объединяется общей электрической схемой, поставляется полностью (или в большей части) комплектно и обычно содержит:

- электрический преобразователь;

- элементы согласования преобразователя с сетью (трансформаторы, реакторы);

- систему управления преобразователем;

- систему автоматического регулирования основных параметров электропривода;

- элементы измерения, защиты и сигнализации и другие информационные устройства; - электродвигатели (один или несколько); датчики, необходимые для реализации основных функций конкретного электропривода;

- механические преобразовательные устройства (в отдельных случаях).

 

Электрооборудование первых пяти групп выполняется обычно в виде комплектных устройств управления (шкафов, блоков, пультов и т.п.), объединенных общей электрической схемой и обеспечивающих необходимое взаимодействие элементов КЭП. Поэтому комплектное устройство управления является, как правило, обязательной составной частью КЭП, а его выход - это, по существу, выход электрического преобразователя.

Во многих случаях, особенно для электроприводов узко конкретного применения и для малых мощностей, электродвигатель входит непосредственно в комплект поставки КЭП. И наоборот, в КЭП относительно широкого назначения могут использоваться электродвигатели одного вида, но различных типов, в таких случаях двигатель заказывается отдельно непосредственно потребителем.

Рассмотренный состав КЭП определяется как широкой реальной практикой, так и стандартами СТ СЭВ 1658-79 "Электроприводы тиристорные комплектные переменного тока. Общие технические требования" и СТ СЭВ 1659-79 "Электроприводы тиристорные комплектные постоянного тока. Общие технические требования" (причем аналогичных отечественных стандартов нет), в связи с чем необходимо отметить следующее. Стандарты СЭВ утеряли силу как документы с жесткими обязательными требованиями, однако сохраняют свое действие как рекомендательные документы (по крайней мере, до создания аналогичных отечественных стандартов).

Предприятия, осуществляющие разработку и поставку КЭП, несут ответственность за соответствие всех составных частей электропривода целям реализации проектных функций, за согласованную с потребителем комплектную поставку оборудования на объект, а также при необходимости выполняют пуско-наладочные работы и сервисное обслуживание.

Комплектные электроприводы по разновидностям и мощностям чрезвычайно многообразны, а для полного представления об их схеме и конструкции требуется значительный объем разнородной информации. До настоящего времени не существует нормативно-технических документов, регламентирующих набор главных параметров электроприводов разных типов.

Наиболее широкую шкалу параметров имеют электроприводы постоянного тока серий КГЭУ, КГЭ, ЭКГ. Первая из них отличается универсальностью конструкции и систем управления для различных областей применения, что обуславливает некоторую избыточность и усложненность устройств управления. Серии КТЭ и ЭКТ, наоборот, отличаются объектной ориентированностью, т.е. оптимальным набором устройств управления, определяемым при согласовании заказа. В каждой из упомянутых серий имеется ряд исполнений комплектных устройств, предназначенных для обеспечения возбуждения мощных двигателей постоянного тока, а также синхронных двигателей.

Подавляющее большинство полупроводниковых преобразователей предназначено для эксплуатации в закрытых отапливаемых помещениях. Однако отдельные преобразователи выполняются в закрытом контейнере, предназначенном для наружной установки, что является наиболее перспективным конструкторским решением для тяжелых условий эксплуатации (например, КУ-БУ-2500ЭП для нефтебуровых установок).

В широкой номенклатуре выпускаются регулируемые электроприводы переменного тока, среди которых следует отметить ряд новых объектно-ориентированных разработок:

- частотно-регулируемые электроприводы серии ЭПБ-2 на базе вентильного (синхронного) двигателя и преобразовательного устройства с автономным инвертором напряжения, с весьма высоким диапазоном регулирования частоты вращения (до 10000), для привода станков с ЧПУ и роботов;

- частотно-регулируемые электроприводы мощностью до 6600 кВт серии КТУЧС на базе синхронного двигателя с питанием от НПЧ для мощных низкооборотных механизмов - шахтных подъемных машин, мельниц, конвейеров (АО ’Электросила", АО "Электропривод");

- комплектный параметрический электропривод серии КПЭ на базе тиристорного регулятора напряжения, со специальными асинхронными короткозамкнутыми двигателями мощностью от 2,5 до 18,5 кВт, предназначенный для механизмов с "вентиляторной" характеристикой нагрузки (вентиляторов, насосов), а также для механизмов с необходимостью кратковременной работы на пониженной скорости; данная система представляет собой наиболее простой вид регулируемого электропривода переменного тока для указанного класса механизмов; комплектные устройства имеют закрытую конструкцию, предназначенную для тяжелых условий эксплуатации (АО "Электропривод", Московский опытный завод "Агрегат").

Новейшим техническим решением является применение микропроцессорных систем управления в новых разработках ЗПО "Преобразователь", АО Электропривод".

Активно ведутся разработки тиристорных преобразователей частоты на базе так называемых полностью управляемых ("запираемых") тиристоров, что позволит значительно расширить производство и применение регулируемых электроприводов переменного тока.