کنترل دور توان بالا

جزییات بیشتر

 

کنترل دورهای BORNA MV-VFD

کنترل دورهایولتاژ متوسط برنا با رنج ولتاژ 3 تا 11 کیلوولت و رنج قدرت 250 تا 6000کیلو وات متناسب برای استفاده در کلیه­ی صنایع از جمله صنایع نفت و گاز می­باشند. در این درایوها ولتاژ ورودی باید برابر ولتاژ نامی موتور باشد و ولتاژ خروجی متناسب با دور موتور از صفر تا 100% تغییر مییابد. درایوهای MV-VFDساخت شرکت برنا الکترونیک ویژگی­های متعددی علی­ الخصوص بهبود بازدهی قابل ملاحظه در کاربردهای مختلفی همچون انواع فن­ها، انواع پمپ­ها، کمپرسورها، تسمه نقاله­ ها، جرثقیل های دروازه­ای و موارد مختلف کاربری صنعتی ایجاد می­کند. استفاده از این دستگاه­ها کاهش قابل ملاحظه­ی هزینه برق مصرفی و بازگشت سرمایه در مدت زمان معینی را بدنبال دارد. پیش از این درایوهای ساخت شرکت برنا در صنایع متعددی مورد استفاده قرار گرفته­اند و تجربۀ کاهش 30% در مصرف انرژی بصورت مکرر وجود داشته است.

 

1-1.   چرا BORNA MV-VFD؟

قابلیت اطمینان بالا: استفاده از دستگاه های کنترل دور سرعت متغیر برنا به طور کلی دارای قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به سایر روش های سنتی مانند استفاده از توربین ها برای کنترل سیال می باشند.
صرفه جویی در مصرف انرژی بالا: از آنجا که با به کار بردن دستگاه های کنترل دور سرعت متغیر برنا دیگر نیازی به استفاده از شیرهای کنترل سیال وجود ندارد، بنابراین استفاده از این دستگاه ها بسیار پربازده بوده و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی را به همراه خواهد داشت.
نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کم: آنچه که در صنعت نفت و گاز بسیار اهمیت دارد، کارکرد مداوم سیستم است. دستگاه های کنترل دور سرعت متغیر برنا در واقع احتیاج به تعمیر و نگهداری بسیار پایینی دارند که این در تضاد مستقیم با شیرهای کنترل سیال و توربین ها می باشد که نیاز به تعمیر و نگهداری دوره ای و زمان های از کار افتادگی بالا هستند.
ایجاد آلودگی بسیار کم: استفاده از توربین های گازی برای چرخاندن کمپرسورها آلودگی صوتی و زیست محیطی بسیاری را به همراه خواهند داشت که این در مناطق پرجمعیت مشکل بزرگی به شمار می رود. دستگاه های کنترل دور سرعت متغیر برنا آلودگی صوتی بسیار کمی داشته و به هیچ وجه هوا را آلوده نمیکنند.
کاهش دیماند و جریان راه اندازی: با استفاده از BORNA MV-VFD جریان راه اندازی موتور به 10% جریان نامی موتور تقلیل می یابد و در نتیجه قدرت ترانسفورماتور تغذیه ی ایستگاه و یا دیماند برق خریداری شده می تواند برابر قدرت موتور باشد. بنابراین نیازی به خرید دیماند بالاتر نمی باشد.
استارت نرم موتور و تصحیح ضریب قدرت: وقتی که از دستگاه های کنترل دور برای شروع به کار موتورهای بزرگ استفاده می شود، جریان هجومی زیاد و استرس های مکانیکی و حرارتی موتور حذف می شوند. با این کار محدودیت های فرکانس شروع به کار موتور و محدودیت های عایقی موتور از بین می روند و عمر موتور افزایش می یابد. همچنین با استفاده از منطق سنکرون سازی، چندین موتور می توانند با یک دستگاه کنترل دور شروع به کار کنند. از سوی دیگر، استفاده از ترانس تغییر دهنده ی فاز و بلوک های قدرت سری شده با هم ضریب قدرت کلی دستگاه را به بالای 95/0 افزایش داده اند.

 

1-2.   کاربردهای دستگاه کنترل دور فشار قوی BORNA MV-VFD

به علت انعطاف­ پذیری زیاد و قابلیت­های بالای دستگاه­ های کنترل دور فشار متوسط BORNA MV-VFD، این دستگاه­ها در صنایع گوناگون کاربردهای بسیاری دارند. از جمله­ ی این کاربردها می­توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید انرژی الکتریکی و نیروگاه­ها
خطوط لوله
صنایع سیمان
متالوژی
پتروشیمی و صنایع شیمیایی
تامین آب مناطق شهری
صنایع معدن
داروسازی

 

1-3.   مثال­ هایی از صرفه­ جویی در مصرف انرژی با بکارگیری BORNA MV-VFD

عمده­ ی کاربرد این دستگاه­ها در صنعت برای کنترل دور فن­ ها و پمپ­ ها می­باشند. مثال زیر درک بهتری از مزیت استفاده از دستگاه­های کنترل دور BORNA MV-VFD در صرفه­ جویی در مصرف انرژی می­دهد.

 

1-3-1.  مقایسه­ ی کنترل سیال با استفاده از BORNA MV-VFD و شیر کنترل سیال

شکل 1 کنترل مکانیکی با سرعت ثابت موتور بوده و شکل 2 کنترل سرعت متغیر با استفاده از VFDمی­باشد. در این دو شکل:

  •    منحنی PC منحنی مشخصه پمپ است.
  •    منحنی SC منحنی مشخصه سیستم است.
  •    نقطه کار از تلاقی دو منحنیPC و SC حاصل میشود.
  •    نقطه A مربوط به فلوی 100 درصد سیال است.
  •    نقطه B مربوط به فلوی 50 درصد سیال است.

در شکل 1کاهش فلو از طریق دریچه کنترل با اعمال نوعی مقاومت در مسیر ایجاد می­گردد. با اینکار منحنی مشخصه سیستم تغییر کرده و نقطه کار در نقطه مورد نظر قرار می­گیرد.

در شکل 2 با تغییر سرعت الکتروموتور، منحنی مشخصه پمپ تغییر کرده، لذا از این طریق نقطه کار از A به B منتقل می­گردد.

 

 

 

 

رابطه ی شار، فشار، توان و سرعت موتور در یک پمپ به صورت زیر می باشند:

 

 

 که در این روابط Q، H، P و N به ترتیب شار، فشار، توان و سرعت می­باشند. که این روابط در شکل 3  نشان داده شده ­اند. همانطور که در شکل 3 مشاهده می­شود، به ازای 20% کاهش سرعت پمپ، شار، فشار و توان هریک به ترتیب 20، 5/37 و 50 درصد کاهش می­ یابند. 

 

 

 

1-3-2. مقایسه ی کنترل هوا با استفاده از BORNA MV - VFD و شیر کنترل هوا در جدول 1 نیز مقادیر پارامترهای شار، فشار و توان بر حسب مقدار باز بودن شیر هوا در یک فن آورده شده است.

 

جدول 1: مقادیر شار، فشار و توان بر حسب مقدار باز بودن شیر هوا در یک فن

نرخ ذخیره­ ی انرژی (%)

فشار

(%)

شار

(%)

مقدار باز بودن شیر هوا بر حسب درصد

مقدار باز بودن شیر هوا بر حسب درجه

95

10

0/25

1/11

10

90

15

0/35

7/16

15

80

22

0/45

2/22

20

70

32

0/55

7/27

25

60

42

7/61

3/33

30

48

50

3/68

9/38

35

31

60

7/67

4/44

40

20

68

7/81

0/50

45

16

75

3/83

6/55

50

13

80

5/85

1/61

55

10

84

3/88

7/66

60

7

87

8/90

2/72

65

5

90

1/93

8/77

70

3

93

1/95

3/83

75

2

96

7/96

9/88

80

0

98

8/98

4/94

85

4-

100

100

100

90

 

 

3-3. مقدار انرژی ذخیره شده با تغییر دبی و هد

در جدول 2 نیز مقدار انرژی ذخیره شده با تغییر دبی و هد نشان داده شده است. همانطور که در این جدول دیده می­شود، با تنظیم درست سرعت موتور می­توان مقدار قابل توجهی انرژی را ذخیره کرد.

 

جدول 2: مقدار انرژی ذخیره شده با تغییر دبی و هد

 

%90

%80

%70

%60

%50

%40

%30

%20

%10

% 0

دبی

هد

2/91

3/83

8/75

4/68

3/61

8/54

5/48

8/42

1/37

6/31

سرعت موتور

10%

9/75

8/57

6/43

0/32

1/23

5/16

4/11

8/7

27/4

16/3

توان روی شفت

9/20

3/38

2/51

5/62

4/70

5/75

2/82

7/86

5/90

 

نرخ ذخیره انرژی

1/92

8/85

1/80

8/74

6/69

5/64

4/59

4/54

5/49

7/44

سرعت موتور

20%

1/78

2/63

4/51

9/41

7/33

8/26

0/21

1/16

1/12

93/8

توان روی شفت

0/17

2/31

4/24

5/51

2/59

3/65

8/70

2/75

4/79

 

نرخ ذخیره انرژی

0/93

1/88

4/83

9/78

7/47

6/70

5/66

5/62

6/58

8/54

سرعت موتور

30%

4/80

4/68

0/58

1/49

7/41

2/35

4/29

4/24

1/20

5/16

توان روی شفت

5/14

8/25

0/35

6/42

5/49

4/53

1/59

2/62

6/65

 

نرخ ذخیره انرژی

9/93

0/90

3/86

7/82

2/79

8/75

5/72

3/69

2/66

2/63

سرعت موتور

40%

8/82

9/72

3/64

6/56

7/49

6/43

1/38

3/33

0/29

2/25

توان روی شفت

0/12

9/20

0/28

5/34

5/40

0/46

9/49

5/53

8/55

 

نرخ ذخیره انرژی

8/94

8/91

9/88

2/86

4/83

7/80

1/78

6/75

1/73

7/70

سرعت موتور

50%

2/85

4/77

3/70

1/64

0/58

7/56

6/47

2/43

1/39

5/35

توان روی شفت

4/9

1/16

3/21

8/25

5/29

7/32

0/36

5/41

6/43

 

نرخ ذخیره انرژی

7/95

3/93

0/91

8/88

6/86

5/84

6/82

9/80

2/79

5/77

سرعت موتور

60%

7/87

2/81

4/75

1/70

0/65

3/60

4/56

9/52

7/49

6/46

توان روی شفت

8/6

9/11

5/15

9/18

2/22

5/24

6/26

4/28

1/30

 

نرخ ذخیره انرژی

6/96

8/94

3/93

8/91

3/90

9/88

6/87

3/86

0/85

7/83

سرعت موتور

70%

2/90

2/85

2/81

4/77

6/73

3/70

2/67

3/64

4/61

6/58

توان روی شفت

2/4

1/5

2/6

2/7

3/8

3/9

3/10

4/11

4/12

 

نرخ ذخیره انرژی

 

 

3-4.  نمونه­ های مشابه استفاده از دستگاه­های کنترل دور در کشورهای دنیا

نمونه­ های مشابهی از بهبود بازدهی با نصب دستگاه­های کنترل دور در کشورهای توسعه یافته نیز انجام پذیرفته که در جدول شماره 3 نشان داده شده­ است.

 

جدول 3: مواردی از طرح­های بهبود بازده در کشورهای مختلف

 

پروژه

کشور

میزان بهبود بازده

زمان بازگشت سرمایه

بهینه سازی سیستم خنک­سازی آب با نصب سیستم سرعت متغیر و نصب پمپ جدید و کاهش اصطکاک

چین

کاهش مصرف به میزان 49 درصد

زمان بازگشت سرمایه 8/1 سال

(سرمایه گذاری 145000 دلار و درآمد سالانه 80000 دلار)

نصب 34 درایو سرعت متغیر در شرکت پتروشیمی برای پالایش نفت خام

چین

کاهش مصرف به میزان 28 درصد

زمان بازگشت سرمایه 48/0 سال

نصب 15 درایو سرعت متغیر در یک کارخانه نساجی

آمریکا

کاهش مصرف به میزان 59 درصد

زمان بازگشت سرمایه 3/1 سال

(سرمایه گذاری 130000 دلار)

بهینه سازی سیستم پمپ

انگلیس

کاهش مصرف به میزان 30 درصد

زمان بازگشت سرمایه 5/11 هفته

(سرمایه گذاری 2780 پوند)

نصب 102 درایو سرعت متغیر در یک شرکت(سال 2007)

مکزیک

کاهش مصرف به میزان 20 درصد

زمان بازگشت سرمایه 5/1 سال

(سرمایه گذاری 400000 دلار)

بهینه ­سازی سیستم کمپرسور هوا در صنعت نساجی

آمریکا

کاهش مصرف به میزان 4 درصد +  افزایش قابلیت اطمینان

زمان بازگشت سرمایه 9/2 سال

(سرمایه گذاری 529000 دلار)

 

4-1 ویژگی های فنی کنترل دورهای فشار متوسط برنا الکترونیک

کنترل دورهای فشار متوسط برنا الکترونیک دارای ویژگی های برجسته ی زیر می باشند:

 این دستگاه ها در واقع یک اینورتر فرکانس بالا می باشند که به صورت منبع ولتاژ کار می کند و قابلیت تنظیم پیوسته ی سرعت را دارا می باشند. با این عمل موتورهای معمولی به موتورهای هوشمند تبدیل می شوند.

 هارمونیک ورودی بسیار پایین و ضریب قدرت بسیار بالا در تمامی سرعت ها ویژگی منحصر به فرد دیگر این کنترل دورها می باشد. ضریب قدرت برای تمامی سرعت ها 95/0 یا بالاتر می باشد و دیگر نیازی به تصحیح ضریب قدرت نمی باشد.

 هارمونیک خروجی بسیار پایین است و موتور حرارت و صدای بسیار کمی ایجاد می کند.

 بلوک های قدرت به صورت ماژولار با قابلیت تعویض طراحی شده اند و به راحتی قابل تعمیر و تولید می باشند. همچنین این دستگاه ها با استفاده از سیستم تشخیص پیشرفته ای که دارند قادر هستند محل دقیق خطاها را تشخیص دهند.

 در صورت بروز خطا برای بخشی از واحد قدرت، با از مدار خارج کردن قسمت معیوب دستگاه همچنان قادر است به کار خود ادامه دهد.

 قابل استفاده در تمامی سیستم های قدرت و مناسب برای کلیه ی موتورهای ولتاژ بالا.

 دارای صفحه ی نمایشگر کاملا رنگی با قابلیت تسهیل بهره برداری و نگهداری دستگاه کنترل دور.

 دارای قابلیت کنترل از راه دور، عملکرد با سیستم DCS و پشتیبانی تمامی واسط¬ها مانند CAN، Profibus، Modbus، RS232، RS485 و غیره.

 به کارگیری مدرنترین تجهیزات، استفاده از کنترلر 32 بیتی TI DSP F28335 و ALTERA FPGA EP3C برای ایجاد ظرفیت بالای محاسباتی، و نمونه¬برداری 16 بیتی آنالوگ به دیجیتال AD7606 برای تضمین دقت سیستم.

 استفاده از دژنکتور خلاء برای قدرت مانور بیشتر و تجهیز تابلو به فشارشکن برای تضمین امنیت اپراتور.

 

1-5 مزیت های دستگاه های کنترل دور فشار متوسط برنا

از جمله مزیت های BORNA MV-VFD می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 در این دستگاه ها از بلوک های IGBT سری شده برای تولید ولتاژ های فشار متوسط استفاده شده است که این کار با ایجاد موج های پله ای انجام می گیرد. بنابراین ولتاژ خروجی دارای هارمونیک بسیار پایینی می باشد. همچنین قطعات اصلی استفاده شده در این دستگاه ها مانند IGBT ها، پل های یکسوساز، PLC، خازن های الکترولیتی و غیره محصول کشور آلمان می باشند که قابلیت اطمینان بالا و کیفیت تضمین شده ی این دستگاه ها را نوید می دهد.

 در این دستگاه ها از پردازنده های آمریکایی DSP F28335 شرکت TI به عنوان CPU استفاده شده است. بنابراین BORNA MV-VFD دارای قدرت پردازش خارق العاده و دقت کنترل بالایی می باشند.

 اگرچه کنترلر استفاده شده دارای عملکردهای حفاظت موتور جامعی می¬باشد، با این وجود پس از نصب آن عملکردهای حفاظت در برابر توالی منفی و افزایش حرارت نیز اضافه خواهند گردید.

 بلوک های IGBT دارای حفاظت خاصی هستند که موقع بروز خطا از مدار بیرون می افتند. همچنین این بلوک ها و سیستم کنترل در برابر گردوخاک، رطوبت، بخارهای اسیدی و غیره حفاظت شده اند.

 محفظه ی تعبیه شده برای از مدار خارج کردن BORNA MV-VFD در مواقع لزوم دارای عملکردی شامل پنج نوع حفاظت می باشد. همچنین کانال کاهش فشار استفاده شده و سوییچگیر ولتاژ متوسط برای تضمین امنیت اپراتور به کار گرفته شده اند.

 عملکرد سنکرون سازی موتور که در صورت درخواست اضافه می گردد در شکل 4 ترسیم شده است و دارای عملکردی به صورت زیر است:
در ابتدا هر 3 کلید KM1، Q1 و Q2 باز هستند. سپس KM1 و Q1 به ترتیب بسته می¬شوند. پس از آن، VFD فرکانس و ولتاژ خروجی خود را افزایش داده تا سرعت موتور به مقدار نامی خود برسد. سپس سیستم کنترلی با استفاده از فرکانس، ولتاژ و زاویه سعی می کند که خروجی و ورودی را با هم سنکرون کند. پس از سنکرون سازی، دستور Synchronization Completed صادر می¬شود. در این هنگام سیستم کنترلی Q2 را می¬بندد و KM1 را باز می¬کند. برای افزایش ضریب اطمینان، 200 الی300 میلی ثانیه موتور از طریق هر دو خط تغذیه¬ می¬شود. پس از باز شدن KM1، سیستم کنترلی VFD دستورات ارسالی به IGBT ها را قطع کرده و ظرف مدت کوتاهی ولتاژ خروجی VFD به صفر می¬رسد.

 

1-6.  استانداردهای استفاده شده

شرکت برنا الکترونیک افتخار دارد که دستگاه های کنترل دور آن مطابق با جدیدترین استانداردهای روز دنیا طراحی شده اند. لیست استانداردهای استفاده شده در BORNA MV - VFD در جدول 4 آورده شده است.

 

جدول 4: استانداردهای استفاده شده در ساخت BORNA MV-VFD 

شرح استاندارد

شماره­ی استاندارد

 

Voltage standard

GB 156-2007

1

Frequency standard

GB/T 1980-2005

2

Guide rules for vibration (sine) tests specified in directive rules for basic environmental tests of electric/electronic products

GB/T 2423.10

3

Colors of conductors for complete sets of electric equipment

GB/T 2681

4

Colors of indicator lamps and buttons for complete sets of electric equipment

GB 2682

5

Technical provisions for single/double-sided boards free of plated-through holes

GB/T 4588.1-1996

6

Technical provisions for single/double-sided boards provided with plated-through holes

GB/T 4588.2-1966

7

Semiconductivc self phase-inversion current transducers

GB 7678-87

8

Basic test methods for electric driving control equipment

GB 10233-88

9

General technical provisions for variable-frequency speed governing devices intended for AC motors and semiconductor motors

GB/T 12668.4-90

10

General technical provisions for structures of electric equipment

GB/T 15139-94

11

Electrical test methods for semi-conductivc electric current transducers

GB/T 13422-92

12

Quality of electric power and public-grid harmonic waves

GB/T 14549-93

13

Recommended implementation of harmonic wave control of electric systems

IEE std 519-1992

14

Speed-governing electric transmission systems Part 4: Provisions for rated values of AC speed-governing electric transmission systems requiring alternating voltage of at least 1kV but not exceeding 35 kV.

GB/T 12668.4-2006

15

Electric control equipment Part 2: Electric control equipment equipped with electronic devices

GB 3797-2005

16

Electrician terms low-voltage apparatus (eqv IEC 60050-441:1984)

GB/T 2900.18-2008

17

Provisions for basic requirements of semi-conductive current transducers (eqv IEC 60146-1-1:1991)

GB/T 3859.1-1993

18

Guide rules for application of semi-conductive current transducers (eqv IEC
60146-1-2:1991)

GB/T 3859.2-1993

19

Semi-conductive current transducers, transformers and reactors (eqv IEC
60146-1-3:1991)

GB/T 3859.3-1993

20

Level of protection for enclosures (IP codes) (eqv IEC 60529.1989)

GB 4208-2008

21

Insulation coordination of equipment fitted inside low-pressure systems Part 1: Principles, requirements and tests (IDT IEC 60664-1:1992)

GB/T 16935.1-2008

22

Standard voltage

IEC 60038:1983 IEC

23

International electrician vocabulary Chapter 151 Electric and magnetic components

IEC 60050-151: 2001

24

International electrician vocabulary chapter 551 power electronics

IEC 60050-551:1999

25

Power transformers

IEC 60076

26

Classification of environmental conditions Part 3 Storage of environmental parameter groups and their severity degrees

IEC 60721-3-1:1997

27

Classification of environmental conditions Part 3 Transportation of environmental parameter groups and their severity degrees

IEC 60721-3-2:1997

28

Classification of environmental conditions Part 3 Stationary application in places with climatic protection of classification and gradation of environmental parameter groups and their severity degrees

IEC 60721-3-3:2008

29

Electromagnetic compatibility (EMC) Part 2: Environment Chapter 4 Compatibility grades of industrial installation for low-frequency conductive interference

IEC 61000-242002

30

Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4: Testing and measuring technologies Chapter 7 General guide to measurement of harmonic waves and inter-harmonics and measuring instruments used for power supply systems and their attached devices

IEC 61000-4-7:2002

31

Speed-governing electric transmission system Part 3: standard for electromagnetic compatibility of products and its specific test methods

IEC 61800-3:2004

32

Symbol numbers expressed in colors

IEC 60757-1983

33

Guidelines for environmental conditions for rated values of specified equipment performance

IEC Guide Rule 106:1989

34

 

 

1-7.  مشخصات فنی BORNA MV - VFD

مشخصات فنی کنترل دورهایORNA MV - VFD  در جدول 5 لیست شده ­اند. همچنین در شکل 5دیاگرام ورودی­ ها و خروجی­ های دستگاه نشان داده شده ­اند.

 

 

جدول 5: مشخصات فنی BORNA MV - VFD

 

 

پارامتر

مقدار

1

توان نامی (kVA)

kVA8750250

2

کیلووات نامی(kW)

kW7000200

3

فرکانس ورودی (Hz)

 Hz6545

4

ولتاژ ورودی (kV)

 kV3- 3/3- 6- 6/6- 10- 11(%15+   %35-)

5

THDدر سمت شبکه

کمتر از 3%

6

THDدر سمت موتور

کمتر از 3%

7

ضریب توان ورودی

بزرگتر از 95/0 (برای بارهای بیش از 20% بار نامی)

8

بازده

بیشتر از 97%

9

فرکانس خروجی (Hz)

Hz5/0  120

10

دقت تغییر فرکانس (Hz)

Hz 01/0

11

جریان خروجی نامی (A)

36  600 آمپر

12

توانایی عملکرد در بارهای بالاتر از مقدار نامی

120% (1 دقیقه)، 150% (3 دقیقه)، 200% (حفاظت سریع)

13

روش کنترل

کنترل ولتاژ فرکانس(V/F) یا کنترل برداری (Vector)

14

سیگنال ورودی/خروجی کنترلی دیجیتال

برای هریک 16 کانال

15

ورودی آنالوگ

0  10ولت/ 4  20 میلی آمپر

16

خروجی آنالوگ

0  10ولت/ 4  20 میلی آمپر

17

ورودی/خروجی دیجیتال

مطابق استاندارد آن

18

زمان افزایش یا کاهش دور  (ثانیه)

1/0  3000 ثانیه

19

راه­ های ارتباطی با Host

CAN, Profibus, Modbus, RS232, RS465, …

20

روش خنک­سازی

خنک­سازی با هوا

21

فیلتر

نیاز ندارد

22

دمای محیط

0  45 درجه­ی سانتیگراد

23

رطوبت محیط

35-  45+ درجه­ی سانتیگراد

24

رده ­ی حفاظتی

IP40

25

نویز

کمتر از 70 دسیبل

26

ارتفاع

کمتر از 1500 متر

 

 

 

1-8. شرح دستگاه کنترل دور ولتاژ متوسط

دستگاه های کنترل دور فشار متوسط برنا با سری کردن بلوک های قدرت ولتاژ پایین و با استفاده از تکنیک همپوشانی موج ها برای ایجاد یک موج پله ای برآیند قادر است ولتاژ های فشار متوسط سینوسی را ایجاد کنند. در واقع این دستگاه ها مانند یک اینورتر منبع ولتاژ عمل می کنند و قادرند خروجی¬های (3، 3/3، 6، 6/6، 10 و 11 کیلوولت) را به ترتیب با دریافت ولتاژهای (3، 3/3، 6، 6/6، 10 و 11 کیلوولت) ایجاد کنند. همانطور که در شکل 6 دیده می شود، دستگاه های کنترل دور فشار متوسط برنا از 4 بخش به شرح زیر تشکیل شده اند:

1. کابین دربردارنده ی دژنکتور خلا برای از مدار خارج کردن دستگاه یا موتور (انتخابی)
2. کابین دربردارنده ی ترانسفورماتور شیفت فاز
3. کابین دربردارنده ی بلوک قدرت IGBT
4. تابلوی کنترلر

حال به بررسی و شرح عملکرد هر یک از قسمت های فوق پرداخته می شود.

 

 

1-8-1. کابین دربردارنده ی دژنکتور خلاء برای از مدار خارج کردن دستگاه یا موتور
همانطور که در شکل 4 نیز نشان داده شد، 2 کلید دژنکتور با محفظه¬ی خلاء برای خاموش کردن جرقه (Q1 و Q2) به ترتیب بین شبکه و VFD، و بین شبکه و موتور نصب شده اند و همچنین یک کلید سکسیونر (KM1) بین VFD و موتور قرار گرفته است. تمامی این 3 کلید در این کابین قرار گرفته اند.


1-8-2. کابین دربردارنده ی ترانسفورماتور شیفت فاز
یکی از ویژگی های منحصر به فرد این دستگاه کاهش هارمونیک های ورودی به کمتر از 3% می باشد که برای رسیدن به این هدف از یک ترانسفورماتور دارای قابلیت تغییر فاز استفاده شده است. مدار معادل این ترانس در شکل 7 ترسیم شده است. در این شکل همانطور که دیده می شود ولتاژ ورودی توسط ترانس به چندین خروجی ایزوله از هم که نسبت به هم اختلاف فاز دارند تبدیل می شود. در این شکل بلوک های A1 - A5، B1 - B5 و C1 - C5 بلوک های مربوط به بخش قدرت هستند که در ادامه توضیح داده خواهند شد.