A-Z ELEKTRO září/říjen 2015

FREKVENČNÍ MĚNIČE 48 | A-Z ELEKTRO | zaří/říjen 2015 F rekvenční měniče firmy Control Techniques typu UNIDRIVE SPMD nabízí ve svém základu čtyři různé pracovní módy přepnutím vnitřního software. Této nestandardní vlastnosti lze s výhodou využít při stavbě víceúčelových frekvenčních měničů. Vhodným pospojo- váním jednotek a doplněním o příslušné pasivní prvky lze vytvořit v jedné sestavě různé konfigurace. Tato skutečnost vede k úspoře finančních nákladů při součas- ném řešení požadavků zákazníka a k řadě dalších výhod. Úvod Firma VUES Brno s.r.o. jako tradiční výrobce speciálních elektromotorů, pohonů a elektrických zařízení již více než 20 let úspěšně rozvíjí výrobu jednoúčelových testerů a zkušebních pracovišť pro laboratoře a pro výrobu. Jednou ze základních částí těchto zařízení je výkonová napájecí jednotka pro napájení brzdy nebo pro napájení zkoušeného stroje. Pro zkušební praco- viště, která jsou zaměřená na zkoušky elektrických střídavých strojů lze tyto jednotky sloučit do jednoho víceúčelo- vého frekvenčního měniče. Vzhledem k širokým požadavkům na řídicí funkce, dynamiku pohonu, 4Q provoz a komu- nikace s nadřazenými systémy jsou v současné době využívány modulární frekvenční měniče UNIDRIVE od firmy Control Techniques. Využitím softwarové univerzálnosti těchto typů frekvenčních měničů se daří s minimálním počtem výkonové elektroniky plnit všechny provozní stavy zkušebního pracoviště. Vhodným spojením a naprogramováním těchto částí lze dospět k ekonomicky nejefektivnějšímu zapojení. V rámci programu OPPI POTENCIÁL, projekt číslo 4.2 PT03/614 „Rozšíření výzkumně vývojové základny společ- nosti“ bylo postaveno zkušební pra- coviště pro zkoušky asynchronních a synchronních motorů v laboratoři VUES Brno. Jednou ze základních částí zkušebního pracoviště je víceúčelový frekvenční měnič. Zkušenosti z návrhu víceúčelového frekvenčního měniče Jiří Ředina, Robert Rouchal, Pavel Přikryl, Pavel Urbiš – VUES Brno s.r.o. Základní koncepce frekvenčního měniče Zkušební pracoviště, jehož součástí je víceúčelový frekvenční měnič, je navrho- váno pro splnění tří základních pracov- ních režimů viz obr.1. Na obr.2 až obr.4 jsou jednotlivé režimy blíže rozkresleny. Při návrhu víceúčelového frekvenčního měniče bylo nutné splnit: — Vytvoření plně rekuperačního měniče o výkonu 630 kW – „Přímé napájení dynamometru“ — Vytvoření napájecího statického zdroje pro zkoušené stroje o výkonu 630 kW a současně střídače pro napájení dyna- mometru – „Rekuperační režim“ — Vytvoření napájecího statického zdroje pro zkoušené stroje o výkonu 800 kW – „Přímé napájení motoru“ — Zkoušené stroje jsou asynchronní mo- tory, synchronní motory s permanent- ními magnety nebo s cizím buzením, synchronní generátory s permanent- ními magnety nebo s cizím buzením a reluktanční motory. — Vyčleněný prostor pro umístění víceúče- lového frekvenčního měniče byla bývalá strojovna, která je v suterénu zkušebny VUES Brno. Jedná se o relativně úzkou a dlouhou místnost, viz obr.2. Místnost má zajištěný nucený přívod vzduch a současně i výstup. Odváděný ohřátý vzduch slouží v zimních měsících k vy- tápění zkušebny a přilehlých prostor, v letních měsících je teplo odváděno mimo vnitřní prostory. Praktické výsledky Vzhledem k možné volbě napájecího přívodu je možné vytvořit DC meziobvod pro následné napájení s PWM výstu- pem ve dvou napěťových hladinách. Při přímém napájení ze sítě 3x400V AC se vytvoří standardní napájecí hladina 560V DC. Při využití zvyšovacího trans- formátoru s převodem 1,1 je napájecí napětí 3x440 V AC a tudíž napětí DC meziobvodu je 615 V DC. Pokud se požaduje vytvoření napájecího zdroje se sinusovým výstupním napětím, je zařazen za střídačem sinus filtr. Zvý- šení napětí v DC meziobvodu umožňuje kompenzovat úbytky na sinusovém filtru a tudíž na výstupu AC zdroje lze dosáh- nout regulace výstupního napětí v roz- sahu 0 až 400V AC. Ještě mnoho dalších výhod nabízí sestava víceúčelového měniče. Celkový pře- hled je popsán v dosažených základních parametrech. Dosažené základní parametry: Napájecí napětí 3x400V nebo 3x440V AC DC napětí meziobvodu 560V nebo 615V AC Obr.1 Pracovní režimy ví- ceúčelového frekvenčního měniče