Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 квт врд 39 10-052-2001 (стр. 7 из 13)
Падение напряжения в линии (В) =
. (8.3)Для уменьшения величины падения напряжения на линии можно использовать вставку кабеля большего диаметра как показано на рис. 13.
Рис.13 Вариант схемы для уменьшения величины падения напряжения на линии преобразователь частоты - электродвигатель
ПЧ - преобразователь частоты, ЭД - электродвигатель
Кабель двигателя должен быть как можно короче, чтобы исключить электромагнитную эмиссию, а также уменьшить емкостной ток. Изменения напряжения на выходе преобразователя частоты вызывают емкостной ток через паразитные емкости кабеля двигателя. Рекомендуется, чтобы длина кабеля двигателя не превышала 300 м. При параллельно подключенных электродвигателях длины отдельных кабелей суммируются. Преобразователи частоты, инверторы которых выполнены на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT), имеют амплитуды импульсов выходного напряжения, независимо от выходной частоты, приблизительно в 1,5 раза превышающие напряжение сети с очень коротким временем нарастания.
Напряжение на зажимах двигателя, в зависимости от свойств его кабеля, может почти удваиваться.
Фильтры типа dU/dt подавляют пики выходного напряжения преобразователя частоты и быстрые изменения напряжения, которые пагубно действуют на изоляцию электродвигателя. Кроме того, фильтры dU/dt уменьшают высокочастотное излучение кабеля электродвигателя, высокочастотные потери и токи в подшипниках электродвигателя, а также они используются с двигателями, у которых величина диэлектрического сопротивления изоляции неизвестна или недостаточна. Необходимость применения фильтра dU/dt определяется изоляцией электродвигателя. На рис. 14 представлены зависимости линейного пикового напряжения на зажимах двигателя (ULL) и времени нарастания (Dt) от длины кабеля при отсутствии и при наличии фильтра dU/dt.
Рис. 14 Зависимости линейного пикового напряжения на зажимах двигателя (ULl) и времени нарастания (Dt) от длины кабеля при отсутствии и при наличии фильтра dU/dt
UN - номинальное напряжение сети, В; ULL - линейное пиковое напряжение на зажимах двигателя, В; Dt - время нарастания, т.е. промежуток времени, в течение которого линейное напряжение на зажимах двигателя изменится от 10 до 90% номинала напряжения.
8.3 Требования к прокладке кабелей
Кабель двигателя должен находиться вдали от пути прокладки других кабелей. Рекомендуется прокладывать кабель двигателя и кабели управления в отдельных лотках. Как правило, должны быть исключены длинные параллельные участки с другими кабелями для уменьшения электромагнитных помех, вызываемых быстрыми изменениями выходного напряжения преобразователя частоты.
Если кабель прокладывался параллельно с другими кабелями, то должны соблюдаться минимальные расстояния, приведенные в таблице 8.3.
Таблица 8.3 - Расстояния между кабелями [10]
| Расстояние между кабелями, м | Длина экранированного кабеля, м |
| 0,3 | < 50 |
| 1,0 | < 200 |
Кабели управления и другие контрольные кабели должны прокладываться как можно дальше от кабеля двигателя. Минимальное расстояние между параллельными участками кабеля двигателя и кабелей управления равно 500 мм. Однако экранированные кабели двигателей нескольких преобразователей частоты можно монтировать рядом при условии, что они достаточно удалены от всех других кабелей. Пересечение кабелей управления и кабелей питания выполняется под углом как можно более близком к 90°.
Кабели сети, двигателя и управления должны выводиться из корпуса преобразователя частоты прямо и вниз на расстояние не менее 300 мм от его края для обеспечения удобств при техническом обслуживании. Прочие требования по монтажу должны быть выполнены в соответствии с ПУЭ и СНиП.
Рис. 15 Схема монтажа преобразователя частоты
9 КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ И ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Для отключения от источника электроснабжения преобразователя частоты и электродвигателя при проведении технического обслуживания, ремонта и защиты от аварийных режимов должны использоваться коммутационные и защитные устройства.
Устройство отключения питания
В соответствии с европейским стандартом EN 60204-1 «Безопасность машинного оборудования», в каждом источнике питания должно быть предусмотрено ручное устройство отключения питания. Необходимо использовать устройства следующих типов:
• выключатель-разъединитель, соответствующий категории применения по стандарту EN 60947-3;
• разъединитель, имеющий вспомогательный контакт, который, прежде чем разомкнуть главные контакты разъединителя, во всех случаях заставляет коммутирующие устройства разорвать цепь нагрузки;
• автоматический выключатель, соответствующий стандарту EN 60947-3.
Предохранители
Для защиты входного моста преобразователя частоты и сетевого кабеля от внешних коротких замыканий должны использоваться сверхбыстродействующие электронные предохранители.
Предохранители устанавливаются по одному для каждого фазного проводника в соответствии со стандартом IEC 947-4 (Выключатели и Системы). Характеристики рекомендуемых входных предохранителей: А - минимальный номинальный ток в амперах; U - номинальное напряжение в вольтах. Тип предохранителя определяется стандартами DIN 43620 и DIN 43653.
Устройство защитного отключения
Устройство защитного отключения (УЗО) применяется в качестве дополнительной меры защиты от поражения людей электрическим током.
Так как преобразователь частоты генерирует высшие гармоники тока и напряжения с порядковыми номерами (5, 7, 11, 13, 17, 23 и 25 и т.д.), предельные величины которых должны соответствовать стандартам ГОСТ 13109-97 по гармоническим составляющим напряжения и VDEO160, EN60555 по гармоническим составляющим тока, емкостной ток кабелей больше, чем в обычном случае и приблизительно равен 3 mA. Устройство защитного отключения отстраивается на величину тока, определяемую формулой
, (9.4)где IУЗО - ток настройки срабатывания УЗО, mA; N - число преобразователей частоты;
ICRэд - емкостной ток электродвигателя, mA; ICRк - емкостной ток кабеля, mA.
Заземление
Нормативы электромагнитной совместимости требуют выполнения высокочастотного заземления экранов кабелей сети и электродвигателя со стороны преобразователя, а для кабеля двигателя необходимо еще заземление экрана со стороны электродвигателя. В случае использования нескольких преобразователей частоты их заземляющие проводники не должны образовывать петлю. Схема заземления показана на рис. 16.