ООО "Уралприбор" является надежным поставщиком оборудования и приборов для предприятий атомной отрасли.

 

 

Главная / О предприятии / Научно-технический потенциал/Лаборатория силовой преобразовательной техники

Лаборатория силовой преобразовательной техники

Лаборатория силовой преобразовательной техники Особого конструкторского бюро Приборного завода Уральского электрохимического комбината (УЭХК) была создана в 1979 году для проведения опытно-конструкторской разработки (ОКР) системы управления и оперативной автоматики (СУОА) преобразователя частоты СПЧС-10000. Преобразователь частоты СПЧС-10000 предназначался для электропитания больших массивов газовых центрифуг разделения изотопов урана. Выходная мощность этого преобразователя достигала 1,5 МВА, напряжение постоянного тока 4 кВ. Для тех лет это был уникальный аппарат. СУОА СПЧС-10000 была построена на отечественных специализированных интегральных микросхемах малой и средней степени интеграции с повышенной помехоустойчивостью. ОКР по СУОА СПЧС-10000 успешно завершена в 1986 году. Приборный завод УЭХК освоил производство СУОА СПЧС 10000 с 1987 года. Данные преобразователи с 1988 года до настоящего времени находятся в эксплуатации на одном из разделительных заводов России.

Во второй половине 80-х годов прошлого века лаборатория участвовала в создании преобразователя частоты электропитания газовых центрифуг разделения изотопов урана следующего поколения - СПЧС-200. В преобразователе СПЧС-200 удалось достичь коэффициента полезного действия (КПД) - около 90%. В предыдущих поколениях преобразователей частоты типа СПЧС КПД не превышал 85%. За счет применения более современной базы микросхем интегрального исполнения удалось значительно снизить весогабаритные параметры системы управления СПЧС 200. Здесь необходимо отметить, что Приборный завод освоил производство не только СУОА СПЧС-200, но и силовых частей этих преобразователей, правда, по конструкторской документации другого завода-изготовителя. Однако, лаборатории совместно с конструкторским бюро ОКБ, к 2000 году удалось разработать собственный, более удачный, конструктив     силовой части СПЧС-200. Таким образом, Приборный завод с 2001 года изготавливает и поставляет разделительным заводам России преобразователь частоты СПЧС-200 в полном составе.

Надо отметить, что в последнее десятилетие Россия по межправительственному договору с Китайской Народной Республикой построила в этой стране и пустила в эксплуатацию два завода разделения изотопов урана с центрифужной технологией. На этих заводах применены преобразователи частоты двух исполнений: СПЧС-190 и СПЧС-200, СУОА на которые разработаны и изготовлены Приборным заводом УЭХК. Китайские специалисты отметили высокую надежность в эксплуатации СПЧСов.

В последние годы лаборатория ОКБ Приборного завода УЭХК в своих разработках начала применять наиболее современные достижения микроэлектронной и силовой электротехники - микроконтроллеры и транзисторы IGBT-технологии. В 2001 году была завершена разработка транзисторного, микроконтроллерного преобразователя частоты типа СПЧС-5. Этот преобразователь предназначен для электропитания от одной до двух десятков газовых центрифуг разделения изотопов при проведении их опытных испытаний. Поэтому в данном преобразователе значительно расширены возможности регулирования величин частоты и напряжения выходного тока. В настоящее время в основе этой разработки ведется ОКР на преобразователь частоты типа СПЧС-180, который предназначен для электропитания промышленных секций газовых центрифуг всех видов, применяемых на разделительных заводах России. СПЧС 180 должен заменить СПЧС 200. К его основным достоинствам в сравнении с прототипом можно отнести:

  • снижение потерь в преобразователе за счет повышения КПД на 3 - 4%;
  • снижение общих габаритных размеров преобразователя на 30 - 50%;
  • повышение надежности СУОА преобразователя за счет резкого уменьшения количества применяемых радиоэлектронных компонентов;
  • снижение весогабаритных параметров блоков СУОА преобразователя;
  • повышение информативности данных о состоянии преобразователя отражаемых СУОА как на дисплее преобразователя, так и передаваемых на диспетчерские пульты управления техпроцессом и электроснабжением центрифужного производства.

Таким образом, лаборатория силовой преобразовательной техники ОКБ Приборного завода за двадцать пять лет своего существования прошла путь от разработки систем управления преобразователей частоты средней и большой мощности на основе интегральных микросхем малой и средней степени интеграции до разработок всего преобразователя частоты в целом на основе микроконтроллерной и транзисторной техники.

К еще одному направлению деятельности лаборатории можно отнести разработку в конце 90-х годов прошлого века преобразователей частоты типа ПЧТ, предназначенных для электропитания подкачивающих компрессоров центри- фужного производства разделения изотопов урана. Отличием преобразователей ПЧТ от СПЧС является то, что нагрузкой для них служит асинхронный электродвигатель, в то время как в газовых центрифугах применяется синхронный гистерезисный электродвигатель, который требует от источника электропитания синусоидальное напряжение с коэффициентом несинусоидальности не более 5%. Асинхронный двигатель менее критичен к форме подаваемого на него напряжения. Поэтому основой преобразователей ПЧТ является инвертор с широтно-импульсной модуляцией в формировании выходного напряжения. Преобразователи ПЧТ осуществляют частотный пуск асинхронного двигателя, позволяют управлять выходной частотой от внешних команд или от какого- либо датчика. Они являются универсальным средством управления скоростью вращения любого асинхронного привода.

Одной из последних разработок лаборатории является измерительный преобразователь тока (ИПТ), напряжения (ИПН), активной (ИПАМ) и реактивной (ИПРМ) мощностей трехфазных сетей с диапазоном частот от 50 до 10000 Гц. Приведенная основная и дополнительная погрешности этих преобразователей не превышают 1,5%. Измерительные преобразователи предназначены для осуществления телеизмерений в электрических цепях широкого назначения.

Подытожив все сказанное выше, хотелось бы отметить, что специалисты лаборатории силовой преобразовательной техники ОКБ Приборного завода УЭХК накопили большой опыт разработки преобразователей частоты на полупроводниковых силовых ключах (тиристорах, транзисторах), имеют опыт разработки бесперебойных вторичных источников электропитания, приборов для измерения электрических параметров сетей электроснабжения. Являясь структурным подразделением Приборного завода, лаборатория имеет возможность в короткие сроки провести разработку аппаратуры по вышеупомянутым направлениям и обеспечить быстрейшее освоение ее серийного производства, выпуск в больших объемах в достаточно продолжительный период времени.