Przekształtnikowy napęd na napięcie 3,3 kV zintegrowany z silnikiem dużej mocy

• Autorzy: Biskup T. , Kołodziej H. , Paluszczak D. , Sontowski J. , Michalak J. , Zygmanowski M. , Kwaśniewski K. , Przybyłka J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje zagadnienia dotyczące napędu przekształtnikowego średniego napięcia 3,3 kV, zintegrowanego z silnikiem indukcyjnym klatkowym dużej mocy. W napędzie zastosowano przekształtniki sieciowy (AC/DC) i silnikowy (DC/AC) oraz zintegrowano je w jednej obudowie z silnikiem klatkowym i niezbędnym do prawidłowej pracy przekształtnika AC/DC dławikiem sieciowym. Uzyskano dzięki temu układ napędowy o zwartej konstrukcji, umożliwiający regulację prędkości obrotowej, który może zastąpić klasyczny silnik klatkowy. Dodatkowo dla każdej prędkości możliwa jest praca napędowa, jak i hamowanie ze zwrotem energii do sieci, prądy sieci są quasi-sinusoidalne, a współczynnik mocy bliski jedności. Napęd zaopatrzono w obudowę przeciwwybuchową, co umożliwia jego stosowanie w środowisku zagrożonym wybuchem. W artykule przedstawiono właściwości napędu i przekształtników, wybrane zagadnienia konstrukcyjne i techniczne oraz wybrane wyniki badań prototypowego napędu zintegrowanego o mocy 850 kW. Badania te dotyczą analizy pracy napędu w różnych stanach statycznych i dynamicznych oraz analizy termicznej napędu.

EN

The paper presents aspects of realization of medium voltage 3,3 kV power electronic drive integrated with high power induction motor. The drive consists of two converters, the grid-side converter (AC/DC) and motor side converter (DC/AC) that have been integrated in one explosion-proof enclosure with squirrel cage induction motor and the line inductors which are needed for proper operation of AC/DC converter. The integration leads to the construction of the compact drive which allows controlling the motor in full range of speed and can be used instead of the classical induction motor. For any speed it is possible to operate as a motor or as a generator with energy recuperation to the grid. Additionally, the drive system ensures achieving quasi-sinusoidal line currents and power factor close to one. Explosion-proof construction of the drive makes it possible to operate in potentially explosive environments. The paper presents properties of the drive and converters, technical aspects of construction of the drive and selected results of tests of prototype of the integrated drive with the rated power of 850 kW. These results cover operation of the drive in steady state and during transients. The analysis of thermal aspects of operation of the drive is also presented in the paper.

Słowa kluczowe

PL

napęd przekształtnikowy; silnik dużej mocy; napęd zintegrowany

EN

converter drive; high power engine; integrated drive

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 19, nr 10
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Biskup T.

• ENEL-PC Sp. z o.o.

autor

Kołodziej H.

• ENEL-PC Sp. z o.o.

autor

Paluszczak D.

• ENEL-PC Sp. z o.o.

autor

Sontowski J.

• ENEL-PC Sp. z o.o.

autor

Michalak J.

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

autor

Zygmanowski M.

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

autor

Kwaśniewski K.

• DFME DAMEL SA

autor

Przybyłka J.

• DFME DAMEL SA

Bibliografia

• [1] Przybyłka J.: Nowoczesne układy napędowe produkcji DFME „DAMEL” SA przeznaczone do pracy w strefach zagrożonych wybuchem z możliwością regulacji prędkości obrotowej i monitorowania pracy napędu. „Zeszyty Problemowe. Maszyny Elektryczne” 76/2007.
• [2] Nabae A., Takahashi I., Akagi H.: A new neutral-point-clamped PWM inverter. IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 17, pp. 518–523, Sep.-Oct. 1981.
• [3] Rodriguez J., Bernet S., Steimer P.K., Lizama I.: A survey on neutral-point-clamped inverters. IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 57, no. 7, pp. 2219–2230, Jul. 2010.
• [4] Pou J., Zaragoza J., Cellabos S., Saeedifard M., Boroyevich D.: A carrier-based PWM strategy with zero-sequence voltage injection for a three-level neutral-point-clamped converter. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 2, pp. 642–651, Feb. 2012.
• [5] Biskup T., Kołodziej H., Paluszczak D., Sontowski J., Michalak J., Zygmanowski M.: Przekształtnik 3-poziomowy NPC 3,3 kV do integracji z silnikiem klatkowym. „Zeszyty Problemowe. Maszyny Elektryczne” 106/2015.
• [6] TMS320F28335, TMS320F28334,TMS320-F28332, TMS320F28235, TMS320F28234, TMS320F28232, Digital Signal Controllers (DSCs). Data Manual, Texas Instruments, 2014.
• [7] Zygmanowski M., Michalak J., Biskup T., Kołodziej H.: Straty mocy w trójpoziomowym przekształtniku AC/DC/AC o napięciu 3,3 kV i mocy 1 MW. „Przegląd Elektrotechniczny” R 92, nr 6, 2016.
• [8] Zygmanowski M., Michalak J., Biskup T., Kołodziej H.: Power loss evaluation for medium voltage drive system based on back-to-back three-level NPC converter integrated with induction machine. 18th European Conference on Power Electronics and Applications. EPE’16 ECCE Europe, Karlsruhe, Niemcy 2016, s. 1–10.