Доброго времени суток, уважаемые почитатели моего блога.

На протяжении года мы не общались, но он не потрачен даром. Все это время наши группы разработки трудились над новыми техническими решениями в направлении надежности и повышения жизнеспособности ПЧ в любых неблагоприятных условиях. В первую очередь мы минимизировали рискии по выходу из строя в принципе, пересмотрев ПКИ и технологии выпуска, ну а, чтобы не оставить шансов оставшемуся риску разработали ряд опций, которые резервируют или исключают причины и последствия остановов оборудования. Сегодня стартую новую серию статей и посвятить бы ее хотел именно нашим наработкам в этой области.

Первая из девяти.

В первом блоге поговорим о первой опции (пока все логично), которую хочу осветить и обсудить вместе с Вами – байпас в ячейках.

Зачем?

Силовая ячейка является сердцем всего преобразователя частоты, которая дает ему жизнь и во время остановки «сердца» для продолжения работоспособности необходима реанимация. И для проведения данной реанимации в планируемое для ТО время можем работать на тех ячейках, которые остались в работе. А замену вышедшей из строя ячейки провести в регламентное время без непредвиденных остановов.

Когда?

Существует 9 причин выхода из строя ячейки во время работы ПЧ. Значит мы должны продолжать работу при возникновении любой из них:

Возможные аварийные ситуации в силовой ячейке

Способы байпаса ячеек

Транзисторный

Механический обычный

Механический ТРИОЛ

Отгорание выводов IGBT

bad

ok

ok

Обрыв одного или обоих IGBT одного из полумостов.

ok

ok

ok

Обрыв одного или обоих IGBT в обоих полумостах

ok

ok

ok

Короткое замыкание одного из IGBT одного из полумостов

bad

ok

ok

Короткое замыкание диагональных IGBT

bad

ok

ok

Короткое замыкание нижнего и верхнего IGBT в одном или двух плечах

bad

ok

ok

Выход из строя драйвера IGBT силового моста

ok

ok

ok

Выход из строя одного из каналов блока питания ячейки

ok

ok

ok

Выход из строя одного или более входных предохранителей

ok

ok

ok

Время срабатывания

менее 1 мс

~100 мс

менее 4 мс

В таблице привел их все и в последней строчке указал время срабатывания каждого типа байпаса. В этом вся соль. Нужна оперативность (менее 4 мс), чтобы не поймать останов и система перестороилсь на работу с байпасной ячейкой выровняв токи по фазам.

Что?

Мы на текущий момент рекомендуем к использованию механический тип байпаса, который обезопасит от останова ПЧ в любой ситуации, связанной с ячейкой. Но для объектов с отсутсвием повышенной критичности останова частотно-регулируемого управления двигателем можем предложить и транзисторный. Все зависит от техпроцесса, в котором внедряется наше оборудование и выделенного бюджета. А с перечнем всех опций Вы сможете ознакомится на сайте.

Как?

Как работает мехбайпас от компании Триол опишу ниже. Много букв технического содержания. В случае достаточности инофромации на данной фразе можете пролистать до заключения – обещаю, не обижусь).

Каждая силовая ячейка формирует по выходу переменное напряжение заданной частоты и амплитуды. Выходы инверторов всех силовых ячеек в одной фазе соединены последовательно. Таким способом набирается необходимое напряжение для питания электродвигателя.

Фазы последовательно соединенных ячеек соединены в звезду. А к двигателю прикладывается линейное напряжение. В данном случае до 6 кВ.

Рисунок 1 – Функциональная схема силовой части АТ27

Силовые ячейки оборудованы механическим байпасом разработки ТРИОЛ со временем срабатывание не более 4 мс. Данная скорость срабатывания позволяет постоянно контролировать двигатель и нагрузку и при этом не уходить в аварийное состояние. При времени срабатывания 10 мс и более контроль над двигателем теряется и необходимо «искать» частоту его вращения и подхватывать. Что приводит к колебаниям момента и снижению скорости.

В случае выхода из строя силовой ячейки срабатывает байпас, подключенный к выходу каждой силовой ячейки. Управление байпасом разделено с системой управления ячейки, что обеспечивает его срабатывание даже при взрыве СЯ.

Байпас СЯ позволяет вывести из силовой схемы данную ячейку и тем самым продолжить безаварийно работу АТ27 без снижения номинальных параметров.

В случае байпасирования одной из силовых ячеек остальные ячейки остаются в работе. Система управления идентифицирует вышедшую из строя силовую ячейку, пересчитывает задание и перераспределяет управляющие воздействия на силовые ячейки, оставшиеся в работе.

В случае выхода из строя одной силовой ячейки в фазе ПЧ АТ27 обеспечивается по выходу номинальные параметры. Аналогично и при выходе по одной силовой ячейке в каждой фазе.

В случае выхода из строя двух и более силовых ячеек в одной фазе ПЧ АТ27 может продолжать работу со снижением выходной мощности (выходное напряжение и частота снижаются при поддержании тока двигателя)

В случае выхода из строя силовой ячейки

Рисунок 2 – Функциональная схема силовой части АТ27 при байпасировании ячейки

Сколько?

На текущий момент продолжаем работу над опцией байпаса с тем упором, чтобы выйти на максимальные возможности и сказать – «сколько ячеек» максимум может «выйти из строя», но ПЧ продолжит работу. А пока принимаю ставки в комментариях.

Задавайте вопросы, если случайно оставил «белые пятна» по данной опции и следите за обновлениями на сайте. В анонсе вторая опция «живучести» АТ27 – дополнительная ячейка в фазе.

P.S. Ах, да – разработка запатентирована.