Проект ВИП 350-1250 кВт | НПФ Вектор

VIP630

ВИП-630 РТС «Коломенское»

ВИП 315-1200 кВт — серия комплектных вентильно-индукторных электроприводов с независимым возбуждением. Новый привод является лучшей заменой высоковольтным приводам, при этом привод обеспечивает уникальную живучесть, так как двигатель может продолжительно работать даже при отказе одной из своих секций. Привод спроектирован на работу от 2-х независимых «фидеров», поэтому при отключении одной из линий он продолжает работать на резервной.

ВИП-630

ВИП-630 на приводе насоса РТС «Пенягино»

В настоящее время работает 14 таких электроприводов на разных теплостанциях Москвы в качестве приводов дымососов, вентиляторов и насосов.
Разработанный двигатель состоит из нескольких одинаковых секций. К каждой секции подключен свой преобразователь частоты, работающий независимо от других. Чем мощнее машина, тем таких секций (и преобразователей) больше. Так, в приводе ВИП-315кВт два преобразователя, а в ВИП-1200кВт — шесть. Моменты, создаваемые всеми секциями двигателя, складываются, поэтому выходную мощность привода можно менять в широких пределах, добавляя дополнительные секции.

Описанный привод — результат кооперации нескольких фирм. Двигатель спроектирован в НИУ МЭИ в научной группе Русакова A.M., силовая часть преобразователей частоты — в фирме ООО «НПП «ЦИКЛ ПЛЮС», а система управления преобразователем и все алгоритмы управления в ООО «НПФ ВЕКТОР». Испытания и внедрение — ООО «ЦЕНТРТЕХКОМПЛЕКТ». Двигатели изготовлены ОАО «Сафоновский электрогенераторный завод».

pump

ВИП-630

Дымосос и вентилятор РТС «Жулебино» — ВИП-400 и ВИП-315

Двигатель из себя представляет многофазную четырех-пакетную синхронную машину с аксиально-радиальным потоком возбуждения, осуществляемым двумя обмотками возбуждения, закрепленными на статоре.  С точки зрения преобразователя вентильно-индукторный двигатель — обычная синхронная трехфазная машина с синусоидальными токами и напряжениями.  Создаваемый на валу момент — активный, вследствие взаимодействия тока статора с потоком обмотки возбуждения. Следует отметить, что данный привод по принципу действия не аналогичен традиционным ВИП с самовозбуждением (в иностранной литературе известным как «SRD»), где создаваемый момент реактивный, а токи фаз не синусоидальны.

Преобразователи частоты Универсал-220 полностью спроектированы в России  в ООО «НПП «ЦИКЛ ПЛЮС», и собраны в г.Пущино из импортных и отечественных компонентов. Мощность одной ячейки преобразователя 220кВт, напряжение питания — 380В. Пиковый амплитудный ток — до 900А.

ВИП жулебино дутьевой вентилятор

ВИП-400 РТС «Жулебино» на приводе дутьевого вентилятора

Преобразователи Универсал-220 содержат систему управления реализованную на контроллерах МК17.3 отечественного производства на базе импортного сигнального микроконтроллера Texas Instruments TMS320F2810.  Для индикации работы  на лицевой панели каждой ячейки преобразователя установлен пульт управления ПУ12.3

conv_col

Преобразователи Универс-220 для ВИП-400

Помимо управления непосредственно двигателем, контроллеры решают множество сервисных задач, таких как взаимодействие с системой верхнего уровня по протоколу modbus, предоставление возможности конфигурирования и настройки по протоколу CANopen интерфейса CAN, сигнализация о предаварийных ситуациях и т.п.

 

Главная особенность разработанного ПО — векторное бездатчиковое управление двигателем с диапазоном устойчивой работы 1/40.
При этом система построена таким образом, что каждая секция преобразователя частоты работает независимо от других и создает свою часть момента на валу без всякой синхронизации между контроллерами, за исключением команд пуска, останова и смены заданной скорости. Бездатчиковая система управления была разработана взамен датчиковой системы управления, так как датчик положения оказался самым уязвимым элементом электропривода, приводящим к полному останову при его отказе. С бездатчиковой системой управления у привода нет общего узла, выход из строя которого бы привел к его останову.
Отказ любой из секций привода не является критической неисправностью — привод продолжает работу на оставшихся в работе секциях.

ВИП-630 Жулебино

ВИПы РТС «Жулебино»

Программное обеспечение оказалось достаточно сложным: оказались задействованы практически все ресурсы микроконтроллера. Фильтр Калмана, использующийся для бездатчиковой системы управления, система идентификации параметров двигателя, около 200 различных возможных аварийных и предупредительных ситуаций, за каждой из которых идет постоянное наблюдение, двенадцатисекторная векторная ШИМ, цифровой осциллограф для целей отладки и наблюдения, система автоматического перезапуска при отказах, замкнутая по току структура управления, формирующая синусоидальные токи частотой до 400 Гц, бездатчиковая система пуска двигателя с уже вращающимся ротором (подхват) и множество других вспомогательных функций — всё это реализовано в программном обеспечении данного привода.

 

ВИП-630 РТС "Коломенское"

ВИП-630 РТС «Коломенское»

Созданию этого привода посвящены много научных статей и диссертаций. Например, диссертация «Разработка и исследование вентильно-индукторного электропривода с независимым возбуждением и микроконтроллерным управлением» к.т.н., Жарков Александр Александрович, 05.09.03 рассказывает про принцип работы двигателей и способы датчикового управления ими, а диссертация «Разработка системы бездатчикового векторного управления вентильно-индукторным двигателем с независимым возбуждением» к.т.н., Дроздов Андрей Владимирович, 05.09.03 рассказывает про создание бездатчиковой СВУ для этих приводов. 

 

Статья «Мультимикропроцессорная система управления многосекционным вентильно-индукторным электроприводом» рассматривает создание системы управления, а статья «Перспективные системы экскаваторного электропривода на базе вентильно-индукторных двигателей с независимым возбуждением» предлагает новые применения для ВИД НВ.

 

Также имеется совместный с МЭИ рекламный плакат с фотографиями и презентация Разработка мощного синхронного индукторного электропривода с бездатчиковым векторным управлением.