Системы управления возбуждением бесщеточного возбудителя синхронного двигателя

Общие сведения

Системы возбуждения АРВСД могут быть выполнены в одноканальном  и двухканальном исполнениях. Для двухканальных систем возбуждения ввод в работу резервного канала (при возникновении неисправности основного канала или по команде оператора) происходит «безударно», не оказывая влияния на работу двигателя.

Конструктивное исполнение

Возбудитель конструктивно выполнен в виде одного металлического шкафа одностороннего обслуживания степенью защиты IP22 (по требованию — IP31, IP54). Доступ к аппаратам защиты, системе управления, клеммнику контрольного кабеля, к силовой части и силовым клеммам осуществляется через переднюю дверь, закрывающуюся на замок.

Возможно изменение конструктивного исполнения системы возбуждения согласно техническим требованиям заказчика.

Шкаф системы возбуждения содержит:

• Аппараты защиты силовых цепей.
• Аппараты защиты цепей управления.
• Микропроцессорный блок управления ARVSG со встроенными силовой частью на IGBT-транзисторах и аппаратом гашения поля (для двухканальных систем — два независимых полнофункциональных блока ARVSG).
• Контактор включения электродвигателя (подача напряжения на статор) – по требованию заказчика.
• Органы управления и индикации на передней двери шкафа. 
• Ключ «Местн./Дист.»
• Трансформатор.

Комплект поставки:

В комплект поставки входит:

• Шкаф системы возбуждения; 
• Комплект технической документации на русском языке: паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации, комплект схем и чертежей, описание сервисного программного обеспечения (на электронном носителе);
• Электронный носитель с документацией и сервисным ПО;
• Комплект ЗИП (состав согласно техническим требованиям Заказчика).

Точный комплект поставки указывается в паспорте на изделие.

Основные технические данные:

Система возбуждения обеспечивает:

1. Режим опробования на остановленном двигателе, в котором проверяется работоспособность системы управления, защит, силового преобразователя;
2. Автоматическую подачу возбуждения при пуске двигателя в функции тока статора, с блокированием в функции времени и тока статора двигателя;
3. Автоматический и ручной режим управления током возбуждения в заданном уставками диапазоне тока возбуждения двигателя;
4. Стабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 2%;
5. Режимы АРВ:
   - стабилизация тока возбуждения;
   - поддержание коэффициента мощности двигателя (cosφ);
6. Безударное переключение из автоматического режима в ручной, и обратно;
7. Автоматический переход из автоматического режима в ручной режим регулирования тока возбуждения, при отказе измерительных цепей тока или напряжения статора;
8. Ограничение максимального и минимального тока возбуждения 
   - в пределах уставок максимального и минимального тока возбуждения;
   - ограничение минимального реактивного тока статора;
9. Местное и дистанционное изменение уставки возбуждения;
10. Автоматическое гашение тока возбуждения разрядной цепью при отключении двигателя;
11. Форсирование возбуждения до заданной уставки тока форсировки при снижении напряжения статора двигателя на 5 – 15% от номинального значения (задаётся уставкой);
12. При отсутствии напряжения статора, форсировка по данному параметру не производится;
13. Автоматическое снижение тока возбуждения до заданного значения при перегрузе по току ротора. Момент срабатывания защиты по перегрузу определяется тепловой моделью ротора по зависимости i²t;
14. Непрерывный автоматический контроль изоляции ротора;
15. Сохранение работоспособности двигателя при кратковременном исчезновении питания с последующей ресинхронизацией.

Защиты системы возбуждения:

1. От внутренних и внешних коротких замыканий в цепях транзисторного преобразователя (программная и быстродействующая аппаратная защита);
2. От длительного асинхронного хода двигателя (по реактивному току статора);
3. От потери возбуждения работающего двигателя;
4. От недопустимых перегрузок по возбуждению;
5. От ложной подачи возбуждения на выключенный двигатель при неисправности блок контактов выключателей;
6. От неисправности блок-контактов выключателя; 
7. От низкого напряжения статора;
8. От затянувшегося пуска двигателя;
9. От перенапряжения на обмотке возбуждения;
10. От перегрева ротора;
11. От аварийного снижения сопротивления изоляции. Устройство контроля изоляции (УКИ) обеспечивает измерение и мониторинг сопротивления изоляции цепей ротора двигателя, независимо от наличия рабочего напряжения. Диапазон измеряемого сопротивления от 100 Ом до 2 МОм, время измерения не более одной секунды. Устройство выдает предупредительные сигналы при снижении уровня изоляции, уставки этих релейных сигналов устанавливаются программно.

Система управления:

Одноканальная система возбуждения имеет один микропроцессорный блок управления ARVSG, имеющий встроенные: набор датчиков, исполнительных цепей, дискретных входов/выходов, силовую часть на IGBT-транзисторах и автономную цепь гашения поля, а также внешний источник питания и аппарат защиты.

Двухканальная система возбуждения имеет два независимых полнофункциональных блока ARVSG — основной и резервный. Блоки полностью идентичны. Каждый блок имеет встроенные: набор датчиков, исполнительных цепей, дискретных входов/выходов, силовую часть на IGBT-транзисторах и автономную цепь гашения поля, а также внешние источники питания и аппараты защиты.

Переключение между основным и резервным блоками регулирования во время работы двигателя может осуществляться как вручную — при помощи органов управления на передней панели, так и автоматически — при выходе из строя одного из блоков без останова электродвигателя. Переключение между блоками производится безударно.

Система управления обеспечивает ведение протокола событий, в который заносятся все основные изменения в работе возбудителя и статистическая информация.

Система управления выполнена на базе программируемых микроконтроллеров и выполняет следующие функции контроля, управления и мониторинга системы возбуждения:

• Управление возбуждением и предотвращение аварийных режимов синхронного двигателя;
• Защиты двигателя и возбудителя;
• Сбор информации о состоянии (включено, отключено) всей коммутационной аппаратуры системы возбуждения;
• Сбор информации о режимах работы возбудителя;
• Вся информация отображается на местном пульте (панель оператора) и записывается в память контроллера с указанием последовательности событий.
• Сбор статистической информации за всю историю работы возбудительного устройства.
• Для настройки и проверки имеется USB интерфейс.
• Для настройки, проверки и передачи данных в АСУ ТП, возможно заказывать следующие интерфейсы в различных комбинациях и количествах:
  - Интерфейсы: RS485, Ethernet, канал токовой петли 4-20мА (входы/выходы)
  - Протоколы: MODBUS, Profibus
• Осциллографирование параметров двигателя в любых режимах работы.
• Время старта цифровых блоков регулирования не более 0,001 сек после включения питания.

Функции резервирования системы возбуждения:

1. Резервирование регуляторов возбуждения (для двухканальных систем возбуждения)
Автоматически дублируемая (двухканальная) цифровая система управления, состоящая из двух идентичных полнофункциональных регуляторов, осуществляет переход с одного регулятора на другой в случае определения неисправности одного из них, или по команде оператора) при этом переход происходит безударно и не влияет на работу двигателя. 

Для обеспечения безударного перехода, регуляторы непрерывно осуществляют слежение друг за другом, обмениваясь информацией по высокоскоростной шине о состоянии основных параметров.

Критерии оценки качества работы регуляторов, нарушение которых приводит к вводу резервного регулятора:

• Наличие питания силовой части
• Наличие связи с резервным блоком
• Наличие напряжений питания цепей управления
• Исправность каналов управления транзисторами
• Исправность цепей измерения тока ротора
• Исправность цепей измерения тока статора

Двухканальное построение возбудителя также минимизирует время на наладку при замене вышедшего из стоя регулятора на исправный — требуется лишь выполнить копирование уставок (с помощью команд с панели оператора) и запустить в работу.

2. Резервирование питания цепей управления возможно по следующим схемам:

• (стандартно) от двух источников =220 и ~220B
• (опция) от двух источников =220, ~380B и АКБ

Панель оператора с блоком осциллографирования и регистратором событий

Панель оператора увеличивает информационные возможности. Панель оператора отображает детальную информацию о работе возбудителя и двигателя, позволяет изменять уставки, просматривать архивы событий и статистику, копировать необходимую информацию на внешние накопители.

Просмотр статистики и осциллограмм из регистратора событий возможен с помощью ПО Ajuster (по интерфейсу) и панели оператора. Панель оператора предоставляет расширенный сервис по регистрации событий:

• запись осциллограмм и статистики на SD-карте (можно извлечь для расследования инцидентов)
• осциллограмма — это непрерывная запись 30 суток с частотой 100 записей в секунду всех параметров регулятора
• осциллограмму и статистику можно скопировать на USB Flash-диск или по сети на диск удалённого сервера
• доступ к файлам возможен через Ethernet по защищённому SSH протоколу
• с помощью панели оператора можно просмотреть осциллограмму любого события, в пределах произвольно заданного интервала времени «до» и «после» события.

Гарантии изготовителя

Изготовитель гарантирует соответствие системы возбуждения техническому заданию при соблюдении условий транспортировки, хранения, вводу в эксплуатацию и эксплуатации согласно установленной технической документации.

Гарантийный срок эксплуатации 36 месяцев.