Что такое системы электропривода

Определение

Электрическая система привода определяется как механизм, предназначенный для регулирования скорости, момента и направления вращения электродвигателя. Хотя каждая электрическая система привода может обладать уникальными характеристиками, они также имеют несколько общих черт.

Электрические системы приводов

На рисунке ниже показана типичная конфигурация сети распределения электроэнергии на уровне предприятия. В этой схеме электрическая система привода получает входящее переменное напряжение (AC) от центра управления двигателями (MCC). MCC служит центральным узлом, контролирующим распределение электроэнергии к нескольким приводам, расположенным в определенной зоне.

В крупных производственных предприятиях часто используются многочисленные MCC. Эти MCC, в свою очередь, получают питание от основного центра распределения электроэнергии, известного как центр управления электроэнергией (PCC). Оба устройства, MCC и PCC, обычно используют воздушные автоматические выключатели в качестве основных элементов коммутации. Эти коммутирующие компоненты разработаны для работы с электрическими нагрузками с номинальными значениями до 800 вольт и 6400 ампер, обеспечивая надежное и эффективное управление электроэнергией в системе электропривода и всей инфраструктуре предприятия.

На рисунке ниже показана система привода с индукционным двигателем, управляемым инвертором GTO:

Основные части электрических систем приводов

Ключевые компоненты этих систем приводов включают следующие:

• Входной переключатель переменного тока

• Блок преобразования и инвертора питания

• Исходная коммутационная аппаратура постоянного и переменного тока

• Логика управления

• Двигатель и связанная с ним нагрузка

Основные части системы электроснабжения подробно описаны ниже.

Входная коммутационная аппаратура переменного тока

Входная коммутационная аппаратура переменного тока включает блок переключателя-предохранителя и контактор переменного тока. Эти компоненты обычно имеют номинальные значения напряжения и тока до 660 В и 800 А. Вместо обычного контактора часто используется контактор, установленный на шине, а воздухозаборный автоматический выключатель служит входным переключателем. Использование контактора, установленного на шине, позволяет увеличить номинальные значения до 1000 В и 1200 А.

Эта коммутационная аппаратура оснащена предохранителем с высокой разрывной способностью (HRC) с номинальными значениями до 660 В и 800 А. Кроме того, она включает механизм защиты от перегрева, чтобы защитить систему от перегрузки. В некоторых случаях контактор коммутационной аппаратуры может быть заменен на автоматический выключатель в корпусе для улучшения производительности и защиты.

Блок преобразователя/инвертора питания

Этот блок разделен на два основных подблока: силовая электроника и управляющая электроника. Блок силовой электроники состоит из полупроводниковых устройств, радиаторов, полупроводниковых предохранителей, подавителей помех и вентиляторов охлаждения. Эти компоненты работают вместе, чтобы выполнять задачи по преобразованию высокой мощности.

Блок управляющей электроники включает схему запуска, собственный стабилизированный источник питания и схему управления и изоляции. Схема управления и изоляции отвечает за управление и регулирование потока энергии к двигателю.

При работе привода в замкнутой системе он включает в себя контроллер, а также петли обратной связи по току и скорости. Система управления имеет трехпортовую изоляцию, что обеспечивает изоляцию источника питания, входов и выходов с соответствующими уровнями изоляции для повышения безопасности и надежности.

Подавители линейных выбросов напряжения

Подавители линейных выбросов напряжения играют важную роль в защите полупроводникового преобразователя от скачков напряжения. Эти скачки могут возникать в линии питания из-за включения и выключения нагрузок, подключенных к той же линии. Подавитель линейных выбросов, в сочетании с индуктивностью, эффективно подавляет эти скачки напряжения.

Когда входной автоматический выключатель работает и прерывает подачу тока, подавитель линейных выбросов поглощает определенное количество запертой энергии. Однако, если модулятор мощности не является полупроводниковым устройством, подавитель линейных выбросов может быть необязателен.

Логика управления

Логика управления используется для взаимосвязи и последовательности различных операций системы привода в нормальных, аварийных и чрезвычайных условиях. Взаимосвязь предназначена для предотвращения аномальных и небезопасных операций, обеспечивая целостность системы. Последовательность, с другой стороны, гарантирует, что операции привода, такие как запуск, торможение, реверсирование и джогинг, выполняются в заранее определенной последовательности. Для сложных задач взаимосвязи и последовательности часто используется программируемый логический контроллер (PLC), который обеспечивает гибкое и надежное управление.