I přes integraci transformátoru lze udržet kompaktní rozměry vysokonapěťového střídače
 | |
| I přes integraci transformátoru lze udržet kompaktní rozměry vysokonapěťového střídače Ing. Vladimír Lexa, ABB s. r. o. Společnost ABB, přední dodavatel vysokonapěťových regulovaných pohonů, uvádí na trh regulovaný pohon s integrovaným vstupním transformátorem. Frekvenční měnič ACS 1000i Vzduchem chlazený frekvenční měnič ACS 1000i – ve výkonovém rozsahu od 315 do 1 500 kW, s výstupním napětím 3,3 kV, 4,0/4,16 kV, (6,0/6,6 kV s výstupním zvyšovacím transformátorem) – si zachovává své kompaktní rozměry jako typ ACS 1000, ačkoliv ve své skříni integruje i vstupní transformátor (obr. 1). V sítích o frekvenci 60 Hz, kde je obvyklé používání pojistek a odpínačů, jsou i tyto komponenty integrovány. Pro vyšší výkony a tam, kde je oddělený transformátor výhodou, je i nadále k dispozici tradiční řešení s typem ACS 1000.  Obr. 1. Vzduchem chlazený frekvenční měnič ACS 1000i Frekvenční měnič ACS 1000i výrazně usnadňuje řízení projektu a inženýrink, který je nutný při použití klasického řešení s externím transformátorem a eliminuje možné problémy s umístěním externího transformátoru. Tím se snižují i související náklady. Nejsou to však jen existující pohony, při jejichž modernizaci lze použít ACS 1000i. I nové aplikace regulovaných pohonů mohou využít výhodu malých rozměrů ACS 1000i, zjednodušené instalace, snadného uvedení do provozu a snadné údržby. Dalšími výhodami jsou vysoká spolehlivost (díky použití ověřené technologie ACS 1000) a eliminace harmonických a napěťových špiček, které by jinak vedly k poškození motoru a zkreslení průběhů napětí a proudu v napájecí síti. Mezi typické aplikace pro zařazení ACS 1000i patří dopravníky, kompresory, drtiče, mlýny, ventilátory, čerpadla, extrudéry (vytlačovací stroje ke zpracování materiálů), míchače, dmychadla ve všech druzích průmyslu, spolu se zkušebními stolicemi a větrnými tunely. Eliminace harmonických ACS 1000i je standardně vybaven 24pulsním diodovým usměrňovačem, který eliminuje generování harmonických do sítě bez nutnosti použít jakákoliv doplňková zařízení. Toto řešení splňuje přísné požadavky na limity zkreslení proudu a napětí, tak jak jsou stanoveny v normách IEEE 519, IEC 61000-2-4 a příslušných EN. Není tudíž zapotřebí analýza vlivu na napájecí síť, popř. instalace síťových filtrů při instalaci regulovaného pohonu, v případě, že by výsledné hodnoty analýzy přesáhly požadované limity (může se to stát u aplikace s nízkopulsním usměrňovačem v měkčí napájecí síti). Napěťové odrazy a souhlasná napětí (common mode voltages) – výsledek jakéhokoliv napájení motorů ze střídačů – způsobují dodatečné dielektrické namáhání standardního motoru a vyvolávají škodlivé ložiskové proudy. Motor je navíc ohříván harmonickými, které vznikají spínáním střídače, pokud nejsou přijata další opatření. Všechny zmíněné škodlivé vlivy jsou u ACS 1000i eliminovány použitím výstupního sinusového filtru, patentovaného firmou ABB. Výsledkem je vynikající tvar průběhu proudu a napětí, dodávaný motoru. Navíc je možné použít motorové kabely o délce 3 000 m i více bez rizika vzniku napěťových odrazů. Spolehlivost Kombinací topologie a použitých prvků se ACS 1000i řadí mezi nejspolehlivější vysokonapěťové pohony. ACS 1000i používá moderní a dlouhodobě vyzkoušený polovodičový spínací prvek, známý pod označením IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor), v němž se kombinuje to nejlepší ze dvou tradičních polovodičových technologií: rychlé spínání IGBT s ověřenou spolehlivostí GTO. Výsledkem použití prvků IGCT je nízký počet použitých součástek, a tím i jednoduchý spolehlivý měnič s vysokou účinností.  Obr. 2. Vnitřní uspořádání prvků měniče frekvence ACS 1000i Tříúrovňový střídač, již ověřený a osvědčený v praxi, bez sériově nebo paralelně spojených silových polovodičů představuje nejjednodušší, nejrobustnější a nejúčinnější vysokonapěťový střídavý měnič. Jedinečná topologie nepoužívá silové pojistky, jež jsou nespolehlivé, drahé a podléhají stárnutí. Místo nich byly použity mnohem rychlejší nedestruktivní polovodičové ochrany na bázi IGCT. Pohon využívá moderní kondenzátory s olejovanou fólií, jež nepoškozuje životní prostředí, které jsou konstruovány pro dlouhou životnost (na rozdíl od běžně používaných elektrolytických kondenzátorů, známých naopak svou krátkou životností). Při použití IGCT nejsou zapotřebí odlehčovací obvody (snubbers); to opět snižuje počet komponent a celkové ztráty (obr. 2). Jednoduchá instalace a údržba, snadné uvedení do provozu S koncepcí „tři kabely dovnitř a tři kabely ven“ a s vestavěnými makry (posloupnosti více operací) je oživení ACS 1000i rychlé; tím se významně zkracuje doba odstávky technologie. Každý ACS 1000i je před expedicí k zákazníkovi testován, včetně vstupního transformátoru, se skutečnou motorickou zátěží. Minimalizují se tím technická rizika, zkracuje doba potřebná k instalaci a oživení a zvyšuje se spolehlivost systému. Další úspory při instalaci zahrnují:
Koncepce regulace motoru ACS 1000i využívá k regulaci motoru jedinečnou metodu přímého řízení momentu (Direct Torque Control – DTC). Ta umožňuje rychlé, přesné a plynulé řízení motoru od nuly do maximálních otáček s vynikající dynamickou odezvou na rychlé změny zatěžovacího momentu a s nejnižšími ztrátami, doposud v konstrukci vysokonapěťových měničů frekvence dosažené. Řízení pohonu je okamžité a plynulé za všech provozních podmínek. To vede ke spolehlivějšímu a šetrnému chodu v mechanických částech technologie a k lepší kvalitě výsledného výrobku. Nadřazený řídicí systém Společnost ABB nabízí otevřenou komunikační strategii, která umožňuje snadné připojení k různým nadřazeným řídicím systémům. ACS 1000i může být podle volby zákazníka vybaven všemi běžnými komunikačními rozhraními, což umožňuje snadnou integraci, monitorování a ovládání ve větších technologických celcích. Společnost ABB (www.abb.com, www.abb.cz) je přední světová firma dodávající technologie pro energetiku a automatizaci, které umožňují energetickým a průmyslovým podnikům zvyšovat výkonnost při současném snížení dopadu jejich činnosti na životní prostředí. ABB s. r. o. | |