Департамент приводных систем TOSHIBA 1 TMdrive-MVG TMdrive-MVG ИНВЕРТОР СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ MV компакт E2. - презентация

1 Департамент приводных систем TOSHIBA 1 TMdrive-MVG TMdrive-MVG ИНВЕРТОР СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ MV компакт E2

2 Департамент приводных систем TOSHIBA 2 TMdrive-MVG Что такое TMdrive-MVG? TMdrive-MVG представляет собой IGBT инвертор среднего напряжения. Прямой привод асинхронного электродвигателя среднего напряжения 3, 6 и 10 кВ

3 Департамент приводных систем TOSHIBA 3 TMdrive-MVG Обычно используемый привод M Инвертор Фильтр подавления гармоник Повышающийтрансформатор Недостатки такой системы: * Требуется фильтр подавления гармоник в питающей сети. * Требуется электродвигатель с усиленной изоляцией (либо выходной фильтр). * Требуется повышающий трансформатор. Неравномерный крутящий момент. * Большие расходы на монтажные работы. * Низкий К.П.Д. системы (не выше 90%). Электродвигатель Понижающийтрансформатор Двухтрансформаторная схема с низковольтным инвертором

4 Департамент приводных систем TOSHIBA 4 TMdrive-MVG Новые требования к инвертору М Инвертор среднего напряжения 1. Надежный и простой в использовании 2. Компактный и простой в монтаже 3. Без наводки гармоник в питающую сеть 4. Работает с уже имеющимся двигателем

5 Департамент приводных систем TOSHIBA 5 TMdrive-MVG Инвертор среднего напряжения TMdrive-MVG Многопульсная система выпрямления Многоуровневое ШИМ управление + М ТИ TMdrive MVG Создан с учетом повышенных требований заказчиков С использованием передовых технологий компании TMEIC

6 Департамент приводных систем TOSHIBA 6 TMdrive-MVG 5001,0005,00010,000 Мощность (кВА) 1200В 440В 3300В 6600В Выходное напряжение TMdrive-30 2-ур.ШИМ на IGBT TOSVERTVF-AS1 на IGBT 11000В TMdrive-10 1-ур. ШИМ на IGBT 40,000 TMdrive-70 3-ур. ШИМ на IEGT 100,000 TMdrive-XL 6-, 9-ур. ШИМ на GCT TMdrive-MVG 3-, 6-, 9- уровневая ШИМ На IGBT TMdrive-MVG 3-, 6-, 9- уровневая ШИМ На IGBT TMdrive-80 3-ур. ШИМ на GCT Линейка инверторов от TMEIC

7 Департамент приводных систем TOSHIBA 7 TMdrive-MVG Область применения Система управления Мощность (кВА) ,000 1,000 Вентиляторы, насосы и др. с квадратичным. моментом TOSVERT-VFAS1 TMdrive-70 TMdrive-80 Экструдеры и др. с пост. моментом Бумажная фабрика Металлургия TMdrive-MVG Векторное управление с замкнутым контуром Бессенсорное векторное управление Управление с постоянным соотношением V/f

8 Департамент приводных систем TOSHIBA 8 TMdrive-MVG Система прямого привода м ТИ TMdrive MV Прямой привод электродвигателя среднего напряжения Повышающий трансформатор не требуется. Небольшие расходы на монтажные работы. (Не требуется прокладка кабелей между трансформатором и инвертором). Не требуется дополнительный фильтр гармоник. Понижающий трансформатор выполнен воедино с инвертором.

9 Департамент приводных систем TOSHIBA 9 TMdrive-MVG Внешний вид шкафа инвертора Трансформаторнаяпанель Панель инвертора Панель управления 6 кВ-1800кВА компактное исполнение

10 Департамент приводных систем TOSHIBA 10 TMdrive-MVG Конфигурация силовых цепей *Последовательное соединение однофазных инверторов Трансформатор Класс 3 кВ Ячейка инвертора (Однофазный инвертор)

11 Департамент приводных систем TOSHIBA 11 TMdrive-MVG Форма выходного напряжения Рис.3 Форма фазно го напряжени я INV Ячейка 1 Ячейка 2 Ячейка 3 U WV 3300 В Рис.1 Силовая цепь (Класс 3кВ) Рис.2 Выходной сигнал ячейки инвертора Фаз а U Фаза V Рис.4 Форма волн линейного напряжения Линейное напряжение UV

12 Департамент приводных систем TOSHIBA 12 TMdrive-MVG TMdrive - MV Внутреннее устройство инверторной панели Ячейкаинвертора

13 Департамент приводных систем TOSHIBA 13 TMdrive-MVG Ячейка инвертора (1/2) Ячейки инвертора выдвижного типа для удобства технического обслуживания. Время замены неисправной ячейки новой составляет порядка 40 минут!

14 Департамент приводных систем TOSHIBA 14 TMdrive-MVG Ячейка инвертора (2/2) Печатная плата управления Корпус с теплоотводом Силовые проводники Конденсатор фильтра Плавкий предохранитель на входе ячейки

15 Департамент приводных систем TOSHIBA 15 TMdrive-MVG Режим управления двигателем V/f-управление для простых нагрузок (насосов и т.п.) Векторное управление для нагрузок с повышенным пусковым моментом Векторное управление с обратной связью по скорости для точного управления

16 Департамент приводных систем TOSHIBA 16 TMdrive-MVG Отличительные особенности Высокая надежность Высокий КПД Высокий коэффициент мощности Фильтр подавления гармоник не требуется. Возможность применения для модернизации оборудования

17 Департамент приводных систем TOSHIBA 17 TMdrive-MVG Высокая надежность инвертора Применены основные комплектующие производства TOSHIBA, отличающиеся высокой надежностью. Применены высококачественные комплектующие, прошедшие испытание на практике. Количество ячеек инвертора сокращено в значительной мере, благодаря применению IGBT класса 1700В. Количество деталей в цепях управления сокращено в значительной мере, благодаря применению 32 битного микропроцессора РР7, разработанного специально для силовой электроники.

18 Департамент приводных систем TOSHIBA 18 TMdrive-MVG Высокая надежность системы Безаварийное управление при кратковременном исчезновении питания Инвертор работает нормально Падение напряжения обнаружено Инвертор продолжает работу (крутящий момент=0) Питание восстанавливается в течение 300 мсек Вращение двигателя ускоряется * Повторный пуск после кратковременного исчезновения питания TMdrive-MVG продолжает работу при длительности исчезновении питания до 300 мсек.

19 Департамент приводных систем TOSHIBA 19 TMdrive-MVG Управление при кратковременном исчезновении питания TMdrive MV продолжает непрерывную работу при отсутствии напряжения до 300 мсек! Обратная связь по скорости Номин. крутящий момент Ток в U-фазе Напряжение в U-фазе Входное напряжение Падение напряжения: 100мсек Исчез. питания Восстановление питания 100 мсек 123 Крутящий момент не создается......но двигатель продолжает возбуждаться. Мгновенный подхват и плавное ускорение.

20 Департамент приводных систем TOSHIBA 20 TMdrive-MVG Управление при повторном пуске Повторный пуск после кратковременного исчезновения питания UPS не требуется. Система управления инвертора сохраняет работоспособность при исчезновения питания: д о 2 секунд стандартно (до 6 секунд опционально) Задание скорости Обратная связ ь по скорости Выходной ток Питание цепи управления Ток в U-фазе

21 Департамент приводных систем TOSHIBA 21 TMdrive-MVG Высокий КПД (1/3) Управление с многоступенчатой ШИМ (меньше коммутационные потери) Общий КПД (включая трансформатор): свыше 97% (Результаты испытания под нагрузкой: КПД TMdrive-MVG = 97,6% ) Устранены потери в выходном трансформаторе (отсутствует) Уменьшены потери от гармоник в электродвигателе вследствие малого содержания гармоник в выходном токе

22 Департамент приводных систем TOSHIBA 22 TMdrive-MVG Высокий КПД (2/3) Ожидаемый КПД TMdrive-MVG * Результаты заводских испытаний * В случае машины с квадратичным моментом нагрузки Скорость вращения двигателя (%)

23 Департамент приводных систем TOSHIBA 23 TMdrive-MVG Высокий КПД (3/3) По сравнению с существующими системами эксплуатационные расходы будут меньше. Мощность двигателя Средняя нагрузка Длительность работы Тариф на электроэнергию Разность КПД : 1600 кВт : 80% : 8000 часов/год : ~ 5 руб. /кВт-ч : Минимум 5% !!! Разность расхода электроэнергии: = 1600 (кВт) х 0,8 х 0,05 х 8000 (ч) х 5 (руб) = руб/год Ежегодная экономия свыше 2,5 млн. рублей Пример замены старого электропривода на современный (более эффективный)

24 Департамент приводных систем TOSHIBA 24 TMdrive-MVG Высокий коэффициент мощности (1/2) Более 95% во всем диапазоне регулирования скорости, благодаря применению 18 -ти, 36-ти или 54- пульсной системы выпрямления. Даже если TMdrive-MVG применяется для привода многополюсного асинхронного электродвигателя с низким Cosφ, коэффициент мощности системы остается высоким. Не требуется использование конденсаторов коррекции коэффициента мощности.

25 Департамент приводных систем TOSHIBA 25 TMdrive-MVG Высокий коэффициент мощности (2/2) * Результаты заводских испытаний * В случае машины с квадратичным моментом нагрузки Ожидаемый коэффициент мощности TMdrive-MVG на входе инвертора Скорость вращения двигателя (%)

26 Департамент приводных систем TOSHIBA 26 TMdrive-MVG Соответствие требованиям IEEE ти, 36-ти или 54- пульсная конфигурация выпрямителя с применением специального трансформатора Форма напряжения и тока на входе близка к синусоидальной Фильтр подавления гармоник на входе не требуется

27 Департамент приводных систем TOSHIBA 27 TMdrive-MVG Форма напряжения и тока на входе TMdrive-MVG близка к синусоидальной. Входное напряжение Входной ток Форма напряжения и тока на входе Форма напряжения и тока в нелинейной схеме 6-пульсный выпрямитель ячейки инвертора

28 Департамент приводных систем TOSHIBA 28 TMdrive-MVG Содержание гармоник на входе 18-пульсная схема выпрямителя приводит к уменьшению гармонического тока в первичной обмотке входного трансформатора. Результат измерения уровня гармоник на входе инвертора 1800кВА Уровень гармоник (%) Уровень гармоник (%) Порядок гармоники Результаты

29 Департамент приводных систем TOSHIBA 29 TMdrive-MVG Специальный трансформатор сухого типа Трансформатор сухого типа высокой надежности с изоляцией класса Н Вторичные обмотки создают фазовое смещение токов для осуществления многопульсного выпрямления.

30 Департамент приводных систем TOSHIBA 30 TMdrive-MVG Возрастание температуры двигателя Гармонические токи и перенапряжения Мощность на валу электродвигателя необходимо снижать Обычные проблемы с инвертором Импульсные перенапряжения. Аномальные воздействия на изоляцию двигателя

31 Департамент приводных систем TOSHIBA 31 TMdrive-MVG Перенапряжения для низковольтного инвертора Выходное напряжение ( В ) Время Резонансные явления при одноуровневом ШИМ управлении вызывают двукратные импульсные перенапряжения Необходимы дополнительные фильтры для защиты двигателя!

32 Департамент приводных систем TOSHIBA 32 TMdrive-MVG Выходной ток практически синусоидальный Управление с многоступенчатой ШИМ Мощность на валу электродвигателя может оставаться прежней. С TMdrive-MVG нет нужды в замене электродвигателя Устраняются импульсные перенапряжения. Снижается степень износа изоляции электродвигателя.

33 Департамент приводных систем TOSHIBA 33 TMdrive-MVG Форма линейного напряжения на выходе Управление с многоступенчатой ШИМ приводит к уменьшению содержания гармоник, значительно снижается уровень импульсных перенапряжений, создаваемых при переключении IGBT. Выходной ток TMdrive-MVG практически синусоидальный. Форма выходного напряжения инвертора при каскадном соединении ячеек (между фазами) (2мсек/дел)

34 Департамент приводных систем TOSHIBA 34 TMdrive-MVG Содержание гармоник на выходе Уровень гармоник на выходе TMdrive-MVG незначителен (

35 Департамент приводных систем TOSHIBA 35 TMdrive-MVG Линейка мощностей инверторов TMdrive-MV G (кBA) 3,3 кB3,3 кB 6,6 кB6,6 кB к B 200

36 Департамент приводных систем TOSHIBA 36 TMdrive-MVG TMdrive - MVG Прямой привод электродвигателя среднего напряжения Не требует изменения характеристик двигателя при модернизации. Форма волн напряжения и тока на входе близка к синусоидальной Чистый синус на выходе Снижение расходов на монтажные работы

37 Департамент приводных систем TOSHIBA 37 TMdrive-MVG Северная Америка (кроме США) 7 Япония 580 Азия 430 Южная Америка 2 Всего более 2000 инвертор ов Средний и Ближний Восток 27 Австралия 14 Россия 20 Италия 9 Восточная Европа 7 США >1000 TMdrive – MVG в мире

38 Департамент приводных систем TOSHIBA 38 TMdrive-MVG Специальные решения на базе инвертора TMdrive-MVG Новые возможности с высокой эффективностью

39 Департамент приводных систем TOSHIBA 39 TMdrive-MVG СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ БАЙПАС Эффективное решение для многодвигательных систем TMdrive-MVG Контроллер синхронизации с сетью Система коммутации двигателей + + Каскадное управление группой двигателей

40 Департамент приводных систем TOSHIBA 40 TMdrive-MVG каскадного Схема каскадного управления двигателями MVG M1 M2 M3 M4 Основные функции: Произвольный выбор двигателя и режима его работы Работа выбранного двигателя с переменной скоростью Безударное переключение двигателя на работу от сети Последовательный плавный запуск нужного количества двигателей Подхват двигателя, останов выбегом или торможением. Возможность прямого пуска любого двигателя от сети

41 Департамент приводных систем TOSHIBA 41 TMdrive-MVG Схема синхронизированного байпаса

42 Департамент приводных систем TOSHIBA 42 TMdrive-MVG Переход с инвертора на сеть (байпас)

43 Департамент приводных систем TOSHIBA 43 TMdrive-MVG Переход с сети на инвертор (подхват)

44 Департамент приводных систем TOSHIBA 44 TMdrive-MVG Система коммутации двигателей Поставляется вместе с инвертором в составе системы Строится на базе высоковольтных вакуумных контакторов TOSHIBA Высокая надежность Компактность Отсутствие коммутационных перенапряжений Значительный ресурс (до операций) Высоковольтные вакуумные контакторы специально разработаны для частой и надежной коммутации двигателей

45 Департамент приводных систем TOSHIBA 45 TMdrive-MVG Гибкое управление производительностью системы насосов Решение проблемы гидравлических ударов в трубопроводах Устранение перегрузки питающей сети при пусках ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ (от 10 до 50% в водоснабжении) Значительное увеличение ресурса двигателей, насосов и трубопроводов) Снижение затрат и повышение эффективности модернизации Применение инвертора TMdrive-MV с синхронизированным байпасом в многодвигательных системах