Принцип работы преобразователя частоты

Преобразователи частоты серии RU-DRIVE VFD реализованы по схеме многоуровневого инвертора напряжения с интегрированным многообмоточным фазосдвигающим трансформатором.

Первичная обмотка многообмоточного фазосдвигающего трансформатора сухого типа подключается непосредственно к трехфазной сети. Трансформатор осуществляет преобразование напряжение сети в систему трехфазных напряжений, сдвинутых друг относительно друга по фазе. Номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора - 710В. Каждая вторичная обмотка трансформатора сдвинута по фазе и питает свою силовую ячейку.

Топология преобразователя частоты

Принцип формирования выходного напряжения

Выходное напряжение RU-DRIVE VFD формируется путем суммирования выходных напряжений силовых ячеек на основе IGBT-модулей низкого напряжения, соединенных друг с другом последовательно и равных по количеству для каждой фазы.

Количество используемых силовых ячеек определяется необходимым напряжением на выходе преобразователя частоты. 

Номинальное напряжение ПЧ, кВ	Количество силовых ячеек на фазу
3	3
3,5	4
4,16	4
6	5
6,6	6
10	8
11	9
13,8	11

Векторная диаграмма формирования фазного и линейного напряжения на выходе
на примере преобразователя частоты на напряжение 6кВ

Влияние на питающую сеть

Использование входного силового многообмоточного фазосдвигающего трансформатора и многопульсной схемы выпрямления, позволяет реализовать гальваническую развязку силовых ячеек с питающей сетью и обеспечивает малые гармонические искажения входного тока и напряжения.

Каждая силовая ячейка представляет собой 6-импульсный неуправляемый диодный выпрямитель. Конфигурация преобразователя частоты серии RU-DRIVE VFD включает в себя от 3 до 11 последовательно соединенных силовых ячеек на фазу.

Таким образом расчетная конфигурация выпрямителя:

Количество силовых ячеек на фазу	Конфигурация выпрямителя (пульсность)
3	18
4	24
4	24
5	30
6	36
8	48
9	54
11	66

Величина коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и тока соответствует самым строгим требованиям стандарта IEEE519-1992 на содержание гармоник в силовых электрических системах.

Форма напряжения и тока на входе ПЧ, при 30-ти пульсной схеме выпрямления

Влияние выходного напряжения ПЧ на двигатель

Использование многоуровневой схемы формирования выходного напряжения позволяет:

• Обеспечить низкий уровень выходных гармоник и практически синусоидальную форму выходного напряжения, без применения выходного фильтра.
  
• Исключить нагрев двигателя, вызываемый гармоническими составляющими.
  
• Снизить колебания крутящего момента на валу электродвигателя.
  
• Обеспечить низкое значение dU/dt и малый шаг формирования кривой напряжения, и как следствие, малое воздействие на двигатель и изоляцию кабеля.
  
• Формировать высокое напряжение на выходе преобразователя частоты без повышающего трансформатора.
  

Форма напряжения и тока на выходе ПЧ