В этой главе определяются инструкции по безопасности, которые необходимо соблюдать при установке, эксплуатации и обслуживании тиристорных преобразователей частоты (ТЧП).

Несоблюдение указанных требований может привести к травмам или к смерти, а также к повреждению преобразователя частоты, двигателя и приводного оборудования.

Все работы по установке и технологическому обслуживанию тиристорных преобразователей частоты должны производиться квалифицированными электриками.

Тиристорный преобразователь частоты и связанное с ним оборудование должны быть надежно заземлены.

Не допускается производить никаких работ на тиристорном преобразователе частоты, если он находится под напряжением. Перед началом работ на преобразователе частоты, двигателе или кабеле двигателя, после отключения питания всегда необходимо делать паузу в течение примерно 5 минут для того, чтобы позволить разрядиться конденсаторам промежуточной схемы. Хорошей практикой перед началом работ является проверка при помощи индикатора наличия напряжения фактического разряда преобразователя частоты.

При подаче напряжения питания выводы кабеля электродвигателя тиристорного преобразователя частоты находятся под опасным напряжением независимо от работы электродвигателя.

При отключении питания от тиристорного преобразователя частоты в нем все же могут присутствовать опасные напряжения от внешних схем управления. При работе на приборе соблюдайте соответствующие меры безопасности.

Несоблюдение этих инструкций может привести к поражению электрическим током или смерти.

Тиристорный преобразователь частоты обеспечивает работу двигателя, механизмов привода, кинематических схем и приводного оборудования в расширенных режимах. Необходимо с самого начала убедиться, что все оборудование отвечает этим условиям.

Использование устройства не разрешается, если номинальное напряжение электродвигателя не превышает половины номинального входного напряжения тиристорного преобразователя частоты или если номинальный ток двигателя менее одной шестой номинального выходного тока тиристорного преобразователя частоты. Изоляция тиристорного преобразователя частоты рассчитана на стандартные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Пренебрежение этими инструкциями может привести к необратимому выходу электродвигателя из строя.

Все проверки изоляции должны проводиться только на отключенном от сети тиристорном преобразователе частоты. Не следует пробовать использовать прибор за пределами установленных номинальных значений. Несоблюдение этих инструкций может привести к необратимому выходу тиристорного преобразователя частоты из строя.

Для каждого блока тиристорного преобразователя частоты на заводе изготовителе выполняется проверка изоляции между основной схемой и шасси, следовательно, нет необходимости проводить эту проверку заново.

Проверка изоляции должна проводиться перед подключением тиристорного преобразователя частоты к электрической сети.

Порядок проверки изоляции на собранной установке:

1. 1. Проверить, что кабель двигателя отключен от выходных клемм тиристорного преобразователя частоты;

2. 2. Проверить, что кабель двигателя отключен от двигателя, и снять постовое соединение на двигателе;

3. 3. Измерить сопротивление изоляции двигателя между фазами и между каждой фазой и защитным заземлением. Сопротивление изоляции должно быть более 1 МОм.

4. 4. Измерить сопротивление изоляции двигателя между фазами и между каждой фазой и защитным заземлением. Сопротивление изоляции должно быть более 1 МОм.

При измерении сопротивления изоляции на электродвигателях напряжением 380 В, напряжение мегомметра должно быть 1000 В; на двигателях напряжением 6 кВ, напряжение мегомметра должно быть 2500 В.

Измерение сопротивления изоляции токоведущих частей полупроводниковых преобразователей производится для силовой части мегомметром на напряжении 2500 В, для цепей вторичной коммутации - мегомметром на напряжение 1000 В. Норма испытаний - не менее 5 МОм.

При проведении работ по установке и техническому обслуживанию устройство отключения питания должно быть зафиксировано в разомкнутом положении.

Наиболее важной частью механической установки тиристорного преобразователя частоты является предварительное планирование, то есть выбор наилучшего рабочего места для тиристорного преобразователя частоты. Аспекты, принимаемые во внимание при планировании, включают:

1. - Тепловую нагрузку тиристорного преобразователя частоты;

2. - Условия окружающей среды;

3. - Смежное оборудование;

4. - Метод установки;

5. - Положение блока тиристорного преобразователя частоты;

6. - Прокладка кабелей.

Тиристорный преобразователь частоты снабжен вентилятором охлаждения.

Тиристорный преобразователь частоты не должен устанавливаться в местах, подвергающихся облучению прямым солнечным светом. В любом варианте установки не должна превышаться максимальная температура окружающей среды (воздуха для охлаждения). Пренебрежение данным требованием достаточного охлаждения может привести к появлению предупреждений и сообщений о неисправностях, вызванных перегревом, а также к сокращению срока службы тиристорного преобразователя частоты и смежного оборудования.

Воздух, используемый для охлаждения должен быть чистым и не содержать веществ, вызывающих коррозию. При необходимости воздух для охлаждения должен фильтроваться. Блок не должен устанавливаться без использования дополнительных средств защиты в местах, где плохо закрепленный предмет может повредить корпус или заслонить вентиляционные решетки для охлаждающего воздуха. Блок не должен устанавливаться без дополнительных средств защиты в местах, где на него может попасть вода.

Вокруг преобразователя требуется наличие свободного пространства для притока воздуха для охлаждения и выполнения работ по техническому обслуживанию.

Пол, на котором устанавливается блок, должен быть из негорючего материала, как можно более гладким и достаточно прочным для того, чтобы выдержать вес блока.

Преобразователь должен устанавливаться в строго вертикальное положение таким образом, чтобы текст на дверке блока занимал правильное положение.

Тиристорный преобразователь частоты и электродвигатель должны быть заземлены на месте установки для обеспечения безопасности персонала в любых обстоятельствах и, кроме того, для уменьшения электромагнитного излучения и перекрестных помех.

 

 

 

 

 

Для обеспечения надежной работы и использования силовых полупроводниковых вентилей на полную мощность необходимо принимать меры для дополнительного отвода тепла - охлаждать вентили. Наиболее широко применяются два способа охлаждения: воздушное и жидкостное (водяное или масляное).

При воздушном охлаждении применяются охладители в форме пластин (рис. 43, а) для вентилей на ток 10 - 25 А и специальные охладители, имеющие массивное основание с резьбовым отверстием под шпильку на аноде (у тиристоров) или катоде (у диодов) вентиля и перпендикулярно к основанию расположенные ребра для увеличения поверхности охлаждения (рис. 43, б).

Такие охладители часто называют радиаторами и применяются они для вентилей на ток от 50 до 320 А. В основании радиатора имеются два параллельных отверстия для крепления вентиля и ушко для присоединения токопровода. Радиаторы изготавливаются из меди или силумина, обладающих высокой теплопроводностью.

Воздушное охлаждение может быть двух видов: естественное и принудительное.

При естественном охлаждении отвод тепла осуществляется посредством теплопроводности через слой воздуха, соприкасающийся с поверхностью охладителя. Поток воздуха должен свободно проходить параллельно плоскостям ребер охладителя снизу вверх.

Преимуществом такого вида охлаждения являются простота конструкции и бесшумность, высокая надежность и относительно низкая стоимость, удобство эксплуатации и ремонта. Серьезным недостатком является малая эффективность теплоотвода /не более 10 Вт/(м² • °С/, вследствие чего приходится снижать нагрузку на вентиль по току до 40% номинальной.

 

Рис. 43. Общий вид и габаритные размеры охладителей к силовым вентилям. а — пластинчатый типа МП-100; б — ребристый типа М-6Л; в водяной индивидуальный охладитель типа МВ-1; г — групповой охладитель; 1 — вентили; 2 — медная квадратная труба с круглым отверстием; 3 — штуцера для подвода и отвода воды; 4 — токосъемная пластина.

 

При принудительном воздушном охлаждении холодный воздух продувается через вентиляционный канал вдоль ребер охладителей с помощью низконапорных осевых вентиляторов.

При водяном охлаждении применяются индивидуальные охладители цилиндрической формы (рис. 43, в), имеющие кольцевое углубление на верхнем основании корпуса для ввинчивания вентиля и два штуцера с нарезкой для надевания резиновых шлангов, или групповые охладители в виде медных квадратных труб с круглым отверстием внутри, служащих одновременно токопроводами (рис. 43, г). Вентили соединяются с водяными охладителями при помощи резьбового соединения.

Водяное охлаждение выполняется всегда принудительным, циркуляция воды в системе охлаждения достигается за счет установленного в агрегате специального насоса. Такой способ охлаждения обеспечивает интенсивный отвод тепла от вентилей /коэффициент теплообмена при скорости воды 2 м/с составляет примерно 650 Вт/(м² • °С)/ и бесшумную работу преобразовательного агрегата.

 

 

 

Для обеспечения надежной работы преобразователей на силовых полупроводниковых вентилях необходимо соблюдать ряд общих эксплуатационных требований:

1. 1. При работе в условиях естественного охлаждения вентили следует располагать таким образом, чтобы ребра радиаторов находились в вертикальной плоскости. При воздушном принудительном охлаждении вентили допускают работу в любом положении при условии параллельности ребер радиатора направлению потока охлаждающего воздуха.

2. 2. Силовые вентили в электрошкафу следует располагать таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственное их охлаждение и предохранить от дополнительного подогрева со стороны соседних блоков и аппаратуры.

3. 3. Во всех режимах работы преобразовательного агрегата  значения номинального рабочего напряжения и прямого тока вентиля не должны превышать допустимых значений, указанных в паспорте применяемых вентилей.

4. 4. Силовые вентили являются герметичными приборами и разборка их недопустима. В случае выхода вентиля из строя он должен быть заменен вентилем того же типа и с такими же параметрами I_{а. н}, U_н, ΔU_{а. н} и др.

5. 5. При эксплуатации силовых вентилей необходимо их периодически очищать от пыли и других загрязнений, а также следить за тем, чтобы в окружающем воздухе не было токопроводящей пыли и паров кислот, щелочей и других химически активных продуктов.

6. 6. Монтаж вентилей должен быть таким, чтобы обеспечивался надежный электрический и тепловой контакты между основанием вентиля и радиатором.

При воздушном охлаждении кремниевых вентилей температура воздуха, окружающего преобразователь, не должна превышать 35°С и ее следует измерять на расстоянии 60 мм от радиатора со стороны входящего потока воздуха.

Для поддержания более высокого значения cos φ целесообразно работать с меньшими значениями утла ɑ или открытыми дросселями насыщения регулируемых преобразователей, и, если есть возможность, полностью использовать для регулирования U_d ответвления на обмотках силового трансформатора с подрегулированием выпрямленного напряжения изменением угла ɑ на каждой ступени U₂.

 

 

 

На каждый преобразовательный агрегат должна быть местная инструкция по эксплуатации, составленная на основании рекомендаций завода-изготовителя и опыта эксплуатации.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала корпус преобразователя должен быть надежно заземлен. При работе выпрямителя стенки кожуха должны быть закрыты. При необходимости снятия стенок для ремонта прежде следует отключить преобразователь от сети.

Вспомогательные цепи выпрямителей, электрически соединенные с катодами силовых вентилей, например блоки системы управления тиристорами, должны получать питание от специальных разделительных трансформаторов.

Если возникает необходимость осмотреть силовой блок преобразователя, когда его система управления находится под напряжением, то это следует делать стоя на диэлектрическом коврике, не касаясь шкафа одновременно двумя руками и пользоваться инструментом или проводами от измерительных приборов с изолированными ручками.

Работы по наладке и испытанию преобразователя (фазировка, проверка равномерности нагрузок по фазам и др.) организуются и проводятся как "работы без снятия напряжения с установки". При этом следует применять токоизолирующие клещи, разделительные трансформаторы, диэлектрические перчатки и галоши.