Концепция комплектного электропривода

Автор: Розкаряка П.И.
Источник: Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина

Комплектный электропривод — это электропривод, укомплектованный на заводе-изготовителе всеми узлами, необходимыми для его функционирования. Покупатель получает КЭП как готовый к эксплуатации товар и не комплектует его.

Рисунок 1 — Типовая структурная схема комплектного электропривода

В состав КЭП могут входить:

1. электрический двигатель с датчиком скорости;
2. силовой преобразователь энергии со своей системой управления;
3. силовой трансформатор или коммутационный (токоограничивающий) реактор;
4. сглаживающие фильтры и (или) уравнительные реакторы;
5. фильтры для уменьшения радиопомех;
6. система автоматического управления электроприводом;
7. коммутационная и защитная аппаратура в цепях постоянного и переменного тока (контакторы, автоматические выключатели, рубильники и т.п.);
8. устройства оперативного управления, диагностики, защиты, сигнализации;
9. система аварийного торможения (в случае необходимости).

Комплектные электроприводы чаще всего выпускают в виде серий. Серия предназначена обычно для одной или нескольких отраслей промышленности с близкими условиями эксплуатации и требованиями к электроприводам.

Обеспечивается высокий уровень внутрисерийной унификации элементной базы, структурных и схемотехнических решений.

В состав некоторых серий входят объектно-ориентированные электроприводы, предназначенные к использованию на конкретных механизмах (прокатных станах, металлорежущих станках, подъемных кранах и т.п.).

Ценой некоторого усложнения разработки и изготовления комплектного электропривода достигается упрощение проектирования, приобретения, монтажа, наладки и эксплуатации. Благодаря этому снижаются требования к квалификации проектанта и эксплуатационного персонала. На сегодня подавляющее большинство электроприводов выпускают комплектными

Рисунок 1 — Типовая структурная схема комплектного электропривода

Особенности мощных электроприводов:

A. Высокие напряжение питания и ток, требующие:

1. конструктивного и гальванического разделения силовой части от управляющей;
2. интенсификации охлаждения силовой части вследствие повышенного тепловыделения;
3. использование более надежной изоляции
4. увеличение расстояния между токопроводящими частями;
5. использование однооперационных тиристоров (преимущественно) как наиболее мощных на сегодня ключей, а в некоторых случаях даже последовательное и параллельное соединения тиристоров или преобразователей).

B. Мощность КЭП близка к мощности питающей сети, благодаря чему:

1. повышается влияние КЭП на работу сети;
2. возрастает актуальность повышения энергетических показателей электропривода (используются более сложные силовые схемы и алгоритмы их управления);
3. увеличивается интенсивность радиопомех.

C. В диапазоне сверхбольших мощностей вследствие конструктивных ограничений на максимально возможную мощность двигателей используются многоякорные двигатели постоянного тока, а также асинхронные с фазным ротором и синхронные.

D. Стоимость силовой части намного выше стоимости системы управления

E. Аварийные режимы более тяжелые, что требует обязательного применения быстродействующих систем защиты от токов короткого замыкания (быстродействующие предохранители, максимально – токовая защита на закрытие тиристоров).

F. Очень высокий КПД.

G. Сопротивление трансформаторов и реакторов имеет преимущественно реактивный характер

H. Большие габариты силового преобразователя.

I. Более перспективные, а нередко и единственно возможные — КЭП переменного тока из – за проблем с изготовлением ДПТ большой мощности