Автономное питание.
Оптоэлектронные устройства управления и контроля, находящиеся на высоком потенциале, обычно получают питание за счет отбора мощности от силовых цепей. В электроприводе определяющим для выбора способа автономного питания является пусковой режим. Процесс пуска условно можно расчленить на два этапа. На первом, начальном этапе, тиристорный преобразователь формирует на предварительно возбужденной синхронной машине такую последовательность импульсов тока, которая приводит к раскручиванию ротора в нужном направлении. Этот прерывистый режим обычно поддерживается до тех пор, пока обороты не достигнут уровня примерно (5—10 %) номинала, а напряжение на машине не возрастет до значения, достаточного для осуществления естественной коммутации вентилей в инвенторной группе. На втором этапе ток в звене постоянного тока преобразователя становится непрерывным, а напряжение на машине растет по мере набора оборотов. Этот специфический режим требует разработки новых технических решений.
Тиристоры. В целях получения высоких техникоэкономических показателей необходимо ориентироваться при разработке преобразователей на самые мощные тиристоры, которые освоены или находятся в стадии разработки. Это позволит достичь минимальных стоимостных и массогабаритных показателей и повысить к. п. д. установки.
Для выпрямительных мостов, питающихся непосредственно от сети с частотой 50 Гц, могут быть использованы серийно выпускаемые тиристоры Т273-1250 (Dш =80 мм, UDRM=4200 В, IТАV =1250 A, tq =400 мкс) или находящиеся в стадии освоения Т153-2000.
Для инверторных мостов, которые непосредственно связаны с синхронной машиной, выходное напряжение должно иметь большую частоту, которая в настоящее время ограничивается 240 Гц. Это накладывает определенные ограничения на время выключения тиристоров. Например, для преобразователей с выходной частотой до 150 Гц требуют тиристоры со временем включения не более 120 мкс, а с частотой до 240 Гц — не более 70 мкс.
В табл. 3 приведены параметры высокочастотных тиристоров типа ТД173-1250 и ТБ173-1600, которые будут использованы при создании преобразователей частоты.
Надежность.
К мощным преобразователям частоты обычно предъявляют столь же высокие требования по надежности, как и к системным вставкам постоянного тока. Во многом аналогичны и подходы к обеспечению соответствующих параметров. Имеются однако и существенные отличия. Одно из них является следствием применения современных высоковольтных тиристоров в электроприводе сравнительно невысокой мощности (не более 8—10 МВт). В таких установках в плечах преобразовательных мостов требуется иметь малое число последовательно соединенных тиристоров (например, 3). При этом пропуск во включении хотя бы одного прибора в плече (особенно в инверторе) может привести к устойчивому пропуску во включении плеча в целом и, как следствие, к отказу всего электропривода. Исходя из этого, должно быть обращено особое внимание на надежность тех каналов и устройств, отказ которых может вызвать исчезновение управляющего сигнала с тиристорной ячейки преобразователя.
Таблица 3
Конструкция.
Для нужд газовой промышленности требуются мощные частотные преобразователи, поставляемые в контейнере и предназначенные для наружной установки. Контейнер должен вмещать в себя весь преобразователь за исключением выпрямительного трансформатора, фильтрокомпенсирующих устройств и сглаживающих реакторов. Для того чтобы контейнер был транспортабелен, необходимо применять такие технические решения, которые обеспечивают максимальную компактность преобразовательного оборудования. Одним из таких решений, как уже отмечалось, является применение водяного охлаждения. Контейнер должен быть спроектирован таким образом, чтобы в широком диапазоне изменения температуры атмосферного воздуха (от —50°С до +45°С), при наличии пылевых бурь условия внутри контейнера были бы достаточно комфортны для надежной работы оборудования.
В настоящее время в стадии изготовления находятся разработанные в ВЭИ тиристорное пусковое устройство (ТПУ) мощностью 15 МВт для агрегатов с синхронными электродвигателями СТД-12500-2, тиристорное пускоостановочное устройство (ТПОУ) мощностью 8—9 МВт для нужд электроэнергетики, а также заканчивается разработка тиристорного частотного преобразователя (ТПЧ) мощностью 8 МВт для высокочастотного электропривода центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов.
