Преобразователи частоты типа MFC810

Предприятие Энергоэлектроники ТВЕРД основано в 1989 году. На нем работают высококлассные, креативные и амбициозные специалисты, которые используют в своей работе последние достижения в области силовой электроники. Свою деятельность фирма начала с разработки тиристорных преобразователей для электроприводов постоянного тока, а затем в течение короткого времени разработала и внедрила в производство преобразователи частоты с однофазным (AFC) и трехфазным (MFC) питанием.

Одна из последних разработок - это преобразователи частоты серии MFC810, которые предназначены для управления двигателями с номинальным напряжением 1000В/1140В. Специалисты компании разработали документацию, сделали опытный образец и передали конструкторскую документацию партнёрам - чешской фирме Hansen Electric и польской фирме FAMUR. Эти две компании приступили к производству  ПЧ по лицензии Twerd и сделали уже более двадцати экземпляров. Таким образом, можно констатировать,  что конструктив уже отработан и MFC810 из стадии опытного образца перешел в позицию серийного устройства. Основные преимущества новой продукции  - это модульная конструкция и система жидкостного охлаждения, благодаря чему предоставляется возможность установки преобразователей этой серии в горнодобывающем оборудовании.

На данный момент преобразователи частоты серии MFC810 работают в шахтах России, Польши и Турции. В 2019-м году на шахте Листвяжная в Кемеровской области были установлены на привод главного конвейера и запущены в работу три ПЧ мощностью 630 кВт. Установка проводилась совместно со специалистами АО «Энергия Холдинг». В работе над данным проектом компания Twerd продемонстрировала гибкость, мобильность и индивидуальный подход к заказчику.

Важным качеством преобразователей частоты  MFC810 можно назвать трёхуровневую топологию. Основное отличие трёхуровневых ПЧ заключается в том, что при ШИМ модуляции для формирования выходного напряжения используются все три входных уровня +DC, 0, - DC. То есть выход модуля поочередно соединяется с каждым из трех входных напряжений.

Форма напряжения и тока при таком способе коммутации схематически показана на Рис. 1.

Рис.1. Форма напряжения и тока при трёхуровневой топологии ПЧ

Трёхуровневые ПЧ имеют больший КПД по сравнению с двухуровневыми, а в выходном сигнале содержится меньше неосновных гармоник, что позволяет сократить размеры фильтров.

Преобразователи MFC810 предназначены главным образом для установки во взрывозащищенных корпусах

Здесь-то и играет важнейшую роль модульная конструкция ПЧ. То есть блок выпрямителя и силовой блок отделены друг от друга, причем силовые блоки могут работать параллельно. На Рис. 3 представлены два силовых модуля мощностью по 250 кВт каждый.

Для справки: габаритные размеры каждого такого блока - 671х330х391, а вес - 70 кг. При параллельном подключении блоков сигналы идут с одной платы управления посредством оптоволоконной связи - Рис. 4.

Во время работы преобразователь частоты выделяет до 2-3% тепла от своей номинальной мощности. Это тепло нужно каким-то образом отводить, но классический способ воздушного охлаждения в случае применения ПЧ во взрывозащищенном корпусе не подходит. В этом случае отличным решением проблемы является жидкостное охлаждение.

Рис. 5. Расположение входа и выхода теплообменника.

При этом удается значительно уменьшить габариты ПЧ за счет применения намного более компактного радиатора, имеющего каналы для прохождения охлаждающей жидкости. А радиатор уже подключается либо к водопроводной сети объекта, либо к специальной системе охлаждения.