Principe du système

Variateur de fréquence

Architecture de réseau du convertisseur de fréquence :
Le convertisseur multi niveau, adoptant la technologie de modules de puissance connectés en cascade, permet de sortir directement une tension moyenne, par exemple 3kV, 3.3kV, 4.16kV, 6kV, 6.6kV, 10kV et 11kV. Le variateur de fréquence (une sorte spécifique de variateur de vitesse) est composé d'un transformateur déphaseur, de modules de puissance et d'un contrôleur.

Description du convertisseur de fréquence de 3kV :
1. Le convertisseur de fréquence(VFD), appelé aussi le variateur de fréquence, est un type de variateur de vitesse.
2. Configuration :
Le variateur de fréquence(VFD) de 3kV est constitué de 12 modules de puissance, dont 4 modules constituent une phase. Les 3 phases en couplage étoile peuvent alimenter directement un moteur asynchrone de 3kv.

Description du convertisseur de fréquence de 3.3kV :
Le convertisseur de fréquence VFD (connu sous le nom de variateur de fréquence) de 3.3kV est composé de 12 modules de puissance, dont 4 modules peuvent constituer une phase.

Description du convertisseur de fréquence(VFD) de 4.16kV :
Le variateur de fréquence(VFD) de 4.16kV comporte 15 modules de puissance, dont 5 modules peuvent constituer une phase.

Description du convertisseur de fréquence de 6kV :
Le convertisseur de fréquence(VFD) de 6kV est un type spécifique de variateur de vitesse (VSD). Il est composé de 15 modules de puissance, dont 5 entre eux peuvent constituer une phase.

Description du convertisseur de fréquence(VFD) de 6.6kV :
Connu sous le nom de variateur de fréquence, le convertisseur de fréquence comporte 18 modules de puissance, dont 6 modules peuvent constituer une phase.

Description du convertisseur de fréquence(VFD) de 10kV :
Appelé également variateur de fréquence, le convertisseur de fréquence(VFD) de 10kV comporte 24 modules de puissance, dont 8 modules peuvent constituer une phase.

Description du convertisseur de fréquence(VFD) de 11kV :
Appelé également variateur de fréquence, le convertisseur de fréquence(VFD) de 11kV comporte 27 modules de puissance, dont 9 modules entre eux peuvent constituer une phase.

Configuration des cellules de puissance

C'est un circuit inverseur basique AC-DC-AC monophasé. Le rectifieur est un pont de diode triphasé. En contrôlant l'inverseur IGBT en onde sinusoïdale PWM, on obtient une sortie AC monophasée.
Chaque cellule de puissance est de structure complètement identique et peut être remplacée par une autre.

Configuration de l'entrée
Le déphaseur fournit l'alimentation aux cellules de puissance. Le bobinage secondaire du déphaseur est divisé en trois groupes. Selon le nombre de cellule par phase, les modes de chevauchement de déphasage multi niveau du rectifieur comprennent 24 pulsations, 30 pulsations, 36 pulsations, 48 pulsations ou 54 pulsations, ce qui améliore grandement la forme d'onde du courant du réseau. (Le THD de tension et courant dans le réseau peut directement satisfaire au standard d'harmonique IEEE519) et le facteur de puissance d'entrée est près de 1, il n'y a ni besoin de filtre harmonique ni de condensateur de correction.
De plus, le bobinage secondaire indépendant du déphaseur isole électriquement les cellules de puissance les unes des autres. Les cellules de puissance sont semblables à un inverseur PWM basse tension. De nombreux inverseurs sont connectés en série pour former une onde sinusoïdale PWM. Cette technologie PWM est mature et a fait ses preuves.

Configuration de la sortie
Les sorties U et V de chaque cellules de puissance sont connectées en série pour former une connexion en étoile et fournir la puissance au moteur. En restructurant la forme d'onde PWM de chaque cellule, on peut obtenir une forme d'onde PWM sinusoïdale. Sa forme sinusoïdale est bonne, avec un petit dv/dt, le long câble moteur est disponible sans filtre de sortie. En même temps, l'harmonique de sortie est très basse, ce qui réduit grandement les vibrations et le stress mécaniques des roulements et vannes.
[FONCTION OPTIONNELLE] Lorsque l'une des cellules de puissance est en échec, le système by-pass automatiquement la cellule incriminée. Toutes les autres cellules continuent de travailler et conservent la même tension de sortie que le moteur. Le variateur de fréquence VFD continue de fonctionner mais en mode déclassement sans point de déclenchement et le moteur continue de fonctionner sans aucun arrêt. Les pertes de production causées par un arrêt accidentel du moteur peuvent être évitées dans de nombreux cas.

Contrôleur
Le contrôleur est composé d'un SCM haute vitesse, HMI et PLC. Le SCM réalise le contrôle PWM. Le HMI basé sur Windows CE est à interface à écran tactile. Le PLC encastré traite avec la logique du signal digital et communique avec le système du contrôleur de l'utilisateur, avec une grande flexibilité.
Le contrôleur communique avec les cellules de puissance via la fibre optique. Aussi les parties de basse et moyenne tension sont isolées, ce qui rend le système très sûr et le protège des interférences électromagnétiques. De plus, lorsque l'alimentation auxiliaire est en échec, l'UPS fournit l'alimentation auxiliaire au contrôleur durant environ 30 minutes, pour que le variateur de fréquence VFD puisse continuer de fonctionner.