A különbözõ módszerek hatásossága és jellemzõ tulajdonságai



Hasonló dokumentumok
Colin Hargis Elektromágneses összeférhetõség - útmutató erõsáramú mérnökök részére

Szójegyzék/műszaki lexikon

5 Egyéb alkalmazások. 5.1 Akkumulátorok töltése és kivizsgálása Akkumulátor típusok

3 Tápegységek. 3.1 Lineáris tápegységek Felépítés

Harmonikusok Források és hatások

Következõ: Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk. Jelfeldolgozás. Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk

A stabil üzemű berendezések tápfeszültségét a hálózati feszültségből a hálózati tápegység állítja elő (1.ábra).

Mérôváltó bemenetek és általános beállítások

S8VK-G (15/30/60/120/240/480 W-os típusok)

Kondenzátorvédelmi funkció feszültségváltós kettős csillagkapcsolású telepre

Meddő teljesítmény szabályzó termékcsalád

Generátor harmadik harmonikus testzárlatvédelem funkcióblokk leírása

ElMe 6. labor. Helyettesítő karakterisztikák: Valódi karakterisztika 1 pontosabb számításoknál 2 közelítő számításoknál 3 ideális esetben

Szakmai ajánlás. az egységes villamos energia feszültség minőség monitoring rendszer kialakítására

Az árfolyamsáv kiszélesítésének hatása az exportáló vállalatok jövedelmezõségére

Drágán üzemelnek a régi motorok

Gépbiztonság. Biztonságtechnikai és szabványok áttekintése.

Tantárgy: TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor Tanársegéd: Mr. Divéki Szabolcs 3. FEJEZET

A típusszámok felépítése

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

STEADYPRES frekvenciaváltó ismertető

A G3ZA és az általános teljesítményszabályozók összehasonlítása. Jellemző Általános teljesítményszabályozók G3ZA Csatlakozók. Programozható szabályozó

BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport Nagyfeszültségű Laboratórium. Mérési útmutató

MÛSZERKÖNYV KDD MIKROPROCESSZOROS DIGITÁLIS MÉRÕ ÉS MONITOR MÛSZER

Eaton 5E 500/650/850/1100/1500/2000

Egyszerû és hatékony megoldások

Demográfia. Lakónépesség, 2005

Harmonikus zavarok, mint a villamosítás ellensége

Gondolatok a fázisjavításról

Háromfázisú komparatorok, Pontossági osztály 0.01% Ellenrz számlálók egy- vagy háromfázisú, Pontosság 0.02 % vagy 0.05% Méretalonok egy- vagy

Elektromos fűtők vezérlőegységei Kezelési és karbantartási útmutató

(1. és 2. kérdéshez van vet-en egy 20 oldalas pdf a Transzformátorokról, ide azt írtam le, amit én kiválasztanék belőle a zh-kérdéshez.

Telepítési utasítás ORU-30

DIGITÁLIS MULTIMÉTER AX-101B HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ

Labor tápegység feszültségének és áramának mérése.

AZT 3/0 AUTONÓM ZÁRLATI TARTALÉKVÉDELEM AZT

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Normál (vékony) induktív közelítéskapcsoló TL-T

4. mérés Jelek és jelvezetékek vizsgálata

1 Rendszer alapok. 1.1 Alapfogalmak

Szociológiai Szemle 2002/ Darvas Ágnes-Tausz Katalin A GYERMEKEK SZEGÉNYSÉGE. A gyermekszegénység vizsgálati módszerei

Társadalmi jellemzõk, Társadalmi jellemzõk, Központi Statisztikai Hivatal

ABB standard hajtások ACS150, kw

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

KEZELÉSI ÉS TELEPÍTÉSI ÚTMUTATÓ ALBATROS 1 SZABÁLYOZÓHOZ

Volfrámelektródás védőgázas ívhegesztés elve, eszközei, berendezései

Egészségügyi létesítmények villamos berendezéseinek tervezése. Szakmai segédlet tervezők, kivitelezők és üzemeltetők számára

Szünetmentes áramellátás lendkerekes energiatárolással

SW4CP Hálózati teljesítménykapcsoló. Használati utasítás Magyar

NMT (D) MAX (C) Beépítési és kezelési kézikönyv. változat a v6 dokumentum alapján. 1 / 15 Tel.: 1/ Fax: 1/

Billenő áramkörök Jelterjedés hatása az átvitt jelre

Dr. Göndöcs Balázs, BME Közlekedésmérnöki Kar. Tárgyszavak: szerelés; javíthatóság; cserélhetőség; karbantartás.

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

NO (záróérintkező) nyitott érintkezők táv. 3 mm NYÁK-ba építhető. Csatlakozók nézetei

Szakmai továbbképzés

KÉTVEZETÉKES NYOMÁSTÁVADÓ. ( N és NC típus )

Háztartási méretű kiserőmű (HMKE) hálózatra csatlakoztatása esetén előírt műszaki követelmények.

Legénytoll a láthatáron II.

Unidrive SPM Nagy teljesítmény AC hajtások Unidrive csatlakozási lehet ségekkel és moduláris flexibilitással

7/2006. (V. 24.) TNM rendelet. az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Pico Power

Főtápegység. DPS.. tápegységek. Az NCT hajtásrendszerek felépítése

Önhűtött, motortól független frekvenciaátalakító. PumpDrive 2 Eco. Üzemeltetési/összeszerelési útmutató

55-ös sorozat - Miniatűr ipari relék 7-10 A

GC1C / GC2C Zár, kapu és sorompó vezérlő. Használati utasítás Magyar

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

J7KN. Engedélyezések. Motorindító mágneskapcsoló. Fő mágneskapcsoló. Tartozékok. Motorindító mágneskapcsoló J7KN 1

MÁSODIK TÍPUSÚ TALÁLKOZÁS A MÁTRÁBAN CLOSE ENCOUNTERS OF THE SECOND KIND IN MÁTRA HILL

A dokumentum felépítése. Bevezetés

E-Laboratórium 1 Kombinációs digitális áramkörök alkalmazása Elméleti leírás

Unidrive SPM Flexibilis teljesítmény 45-től 1900 kw-ig

AZ INFORMATIKAI RENDSZEREK BIZTONSÁGÁNAK EGY SAJÁTOS RÉSZTERÜLETE

VLT Micro Drive. Kis frekvenciaváltó maximális terherbírás és megbízhatóság

Feszültség zavarok Alapvetô ismeretek az aszimmetriáról

Vacon többvezérléső alkalmazás (Szoftver ALFIFF20) Ver. 1.02

Egyfázisú és háromfázisú nemlineáris áramkör vizsgálata

A biztonságos használatra vonatkozó megjegyzések

3. Bemenet típusa T: Hőelem/platina-ellenállású hőérzékelő (többfunkciós bemenet)

III/1. Kisfeszültségű vezetékméretezés általános szempontjai (feszültségesés, teljesítményveszteség fogalma, méretezésben szokásos értékei.

ÁLTALÁNOS SZERZŐDÉSI FELTÉTELEK 20 és 100 m3/óra közötti mérőteljesítménnyel rendelkező felhasználók vonatkozásában július 1.

HITELESÍTÉSI ELŐÍRÁS HE

SL7000. Intelligens kereskedelmi és ipari fogyasztásmérő

Analóg helyzetvezérelt szelepmozgató motorok AME 435

Öntözőszivattyúk szabályozása frekvenciaváltóval

MISKOLC MJV ENERGETIKAI KONCEPCIÓJA

A G320 SERVOMOTOR MEGHAJTÓ ÜZEMBE HELYEZÉSE (2002. március 29.)

A szakaszolókapcsolókról. Írta: dr. Papp Gusztáv, villamosmérnök június 12. péntek, 13:26

Gáz- és olajvezetékek hírközlő rendszerének kábelei

Mikrohullámú rádiófrekvenciás azonosítórendszer V690

Mikrohullámú sorompó nagytávolságú kerületvédelemhez. Üzembe helyezési kézikönyv.

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Masterpact NT és NW Kisfeszültségû megszakítók és szakaszolókapcsolók

Üzemeltetési utasítás

HITELESÍTÉSI ELŐÍRÁS MÉRŐTRANSZFORMÁTOROK HE

Merülőmotoros szivattyú S 100D; UPA 100C. Üzemeltetési/összeszerelési útmutató. Anyagszám:

A rendszerbe foglalt reléprogram 1954 óta. Újdonságok nyara

A Európai Unió közös agrárpolitikájának gazdaságtana I.

Wilo-SiBoost Smart (FC)... Helix V/... Helix VE/... Helix EXCEL

Átírás:

Frekvenciaváltók tápláló hálózatára ható felharmonikus terhelés csökkentése Megoldások a Control Techniques feszültséginvertereiben Az erõsáramú elektronikus berendezések nemlineáris és kapcsolóüzemû részegységei nemritkán tetemes felharmonikus tartalmú áramokkal szennyezik a hálózatot. A Control Techniques cég kezdettõl nagy gondot fordít a terhelõáram spektrumának megszelidítésére. A cikk a jelenséggel és az ellene való védekezésre szolgáló megoldásokkal foglalkozik. A Control Techniques nagy teljesítményû, UNI-SP-típusjelû hajtásainak felépítése SP6 jelû standard hajtásmodul SP7, SP8, SP9 jelû szekrényes kivitelû hajtások SPM-jelû moduláris felépítésû hajtások, amelyek tartalmaznak SPMA, SPMD, SPMU és SPMC egységeket. Az ismertetés a felharmonikus tartalom csökkentésére szolgáló módszerek leírásán kívül útmutatást ad arra is, hogy felhasználásuk hol lehet a leghatásosabb, és mely termékekhez alkalmazhatók. A felharmonikusok viselkedését példákon keresztül mutatjuk be. Az általánosan elterjedt frekvenciaváltós hajtások a bemenõ áram jellegzetes felharmonikus spektrumát hozzák létre a 6 ütemû, szabályozatlan áramirányítónál. A fojtók a legnagyobb bemenõ áramnál, vagyis a legnagyobb kimenõ teljesítménynél a leghasznosabbak. Ezért a legkisebb rendszámú felharmonikusok egy adott vázméret legnagyobb teljesítményû, normál üzemelésû készülékére vannak feltüntetve, az alapharmonikus százalékos arányaként megadva. Példaként az adatokat a normál üzemû SP 6402-re adjuk meg. Az 1. táblázat mutatja az eredményeket 400V 50 Hz-táplálás mellett. 1. táblázat 400V 50Hz-es táplálás Felharmonikus 5. 7. 11. 13. 17. 19. 23. 25. Teljes harmonikus torzítás Teljesítménytényezõ Torzítási tényezõ Eltolási tényezõ (cosj) RMS-áram (A) 100%-os terhelés 44,47 17,09 6,19 3,00 2,82 1,40 1,57 0,96 48,3 0,8859 0,9005 0,9838 232,9 Felharmonikus az alapharmonikus %-ában SP6402 normál üzem Motor/teljesítmény132kW 50%-os terhelés 61,35 35,12 5,53 6,68 2,57 2,65 1,58 1,36 71,4 0,8006 0,8139 0,9836 127,6 + AC fojtó 37,6 11,1 6,4 1,3 1,1 40,0 0,9103 0,9286 0,9803 226,5 1. ábra AC-fojtótekercs beépítése az SP6/SPMA- vagy SP7-, SP8- és SP9-hajtásokhoz Eljárások a felharmonikusok csökkentésére A felharmonikus áramok csökkentésének szükségessége esetén az alábbi eljárások alkalmazhatók a nagy teljesítményû SP-hajtásokhoz: AC-fojtótekercs beépítése DC-köri csatoló induktivitás beépítése Nagyobb ütemszámú egyenirányítás Passzív soros szûrõ alkalmazása Ezeket az eljárásokat szemlélteti az 1., 2., 3. és 4. ábra. A négy különbözõ módszer alkalmazását a 2. táblázat foglalja össze 12 ütemû táplálás 0* 0* 4,9 0 0 1,1 0,9 5,9 0,9323 0,9983 0,9339 218,8 A különbözõ módszerek hatásossága és jellemzõ tulajdonságai 1. AC-fojtótekercsek Az AC-fojtótekercsek kényelmes megoldást jelentenek, és a hálózati táplálás zavarainak (túlfeszültség, rossz fáziskiegyenlítettség) további csillapítását eredményezik. Felhasználásuk azonban a DC-köri feszültség csökkenését okozza, emiatt alkalmazásuk óvatosságot igényel azokban az esetekben, amikor a tápfeszültség- és az impedanciaviszonyok olyanok, hogy az egyenáramú kör feszültsége a minimum közelében van, és maximális nyomaték szükséges a legnagyobb fordulatszámon. Általános szabály, hogy a teljes AC-reaktancia nem haladhatja meg a 4%-ot. Ez elegendõ, hogy teljesüljenek azok a felharmonikus szintek, amelyeket az IEC 61000-3-12 nemzetközi szabvány 1 elõír a kiegyenlített háromfázisú áramirányítóra, R SCE ³120 mellett 2. Ez azt jelenti, hogy az 5. felharmonikus szintje nem lépheti túl a 40%-ot és a teljes harmonikus torzítás nem lehet nagyobb 48%-nál. 44

SP6, SPMA SPMD SP7, 8, 9 3. Nagyobb ütemszám alkalmazása (két vagy több tekercses) leválasztó A kiegészítõ fojtók (AC vagy DC) használata lehetõvé teszi a felharmonikusok megfelelõ mértékû csökkentését az IEC 61000-3-12 határértékek teljesítéséhez, és a fix hálózatba kötött, 200 kw-os teljesítményszintig terjedõ berendezések többségére elõírt követelmények kielégítését. A magasabb teljesítményszintek és az olyan különleges körülmények, mint amelyeket a korlátozott kapacitású energiaforrások (helyi generátorok) teremtenek, gyakran további intézkedéseket tesznek szükségessé. Külö- ACfojtótekercs 2. táblázat (*feszültségesés-korlátozások) DC-köri csatoló induktivitás Nincs Opció Nincs Csak különleges esetekben ahol a maximális fordulatszámon rendelkezésre álló nyomaték csökkenése megengedhetõ lehet nagyobb induktivitásértékeket számításba venni. SP6/SPMA Az 1. táblázat szerinti példa azt mutatja be, hogy egy kis induktivitású, kiegészítõ AC-fojtótekercs alkalmazásával a hajtás már teljesíti az IEC 61000-3-12 által elõírt határértékeket, az egyenáramú kör jelentõs feszültségesése nélkül. 2. ábra DC-köri csatoló induktivitás beépítése az SPMD-hez Nagyobb ütemszám 3. ábra Nagyobb ütemszámú egyenirányítás fázistoló transzformátor felhasználásával SP7 SP9 Passzív soros A szekrényes kivitelû hajtásoknak arányosan nagyobb belsõ AC-fojtóik van- szûrõ nak, és a táplálás impedanciája is jelentõsebb, ezért a nehéz üzemû SP8411 és SP 8413 kivételével a belsõ fojtók elegendõek a szabvány szerinti határértékek teljesüléséhez. Az említett különleges esetek kivételével kiegészítõ fojtók alkalmazása nem ajánlatos, mivel jelentõs feszültségesést okozhatnak. SPM Az SPM-sorozathoz javasolt fojtókra ugyanazok a megjegyzések vonatkoznak, mint amelyek az SP7 SP9-nél szerepelnek. 2. DC-köri csatoló induktivitások A DC-köri csatoló induktivitások csak a nagy teljesítményû SPhajtások SPM-sorozatához építhetõk be, mivel csupán ezeknél van lehetõség az egyenirányító és az inverter kapcsolódásának szétválasztására. A DC-induktivitások elõnyösen alkalmazhatók, mivel a DC-feszültség esése a terhelés növekedésével minimális. A 4%-os nagyságrendû reaktanciaértékeknél a felharmonikusok tekintetében mutatkozó elõny hasonló, mint az ACfojtók estében, azonban az alacsonyabb rendszámú (pl. az ötödik) felharmonikusok vonatkozásában kissé kedvezõbb a helyzet. A felharmonikusok sohasem csökkenthetõk a végtelen induktivitáshoz tartozó szintek alá (ez 20% az 5. felharmonikusra), ezért gyakorlatilag valószínûtlen, hogy az 5. felharmonikus költséghatékonyan 30% alá csökkenthetõ. Egyedül alkalmazva a DC-induktivitások legfõbb hátránya, hogy az egyenirányító érzékenyebbé válik a táplálás túlfeszültségeire és rossz fáziskiegyenlítettségére. A táplálás fáziskiegyenlítetlenségére való káros érzékenység elkerülése céljából az induktivitásértékeket úgy kell megválasztani, hogy a DC-kondenzátorokkal képzõdõ, elkerülhetetlen rezonanciafrekvenciák ne essenek egybe a kiegyenlítetlen táp jellegzetes frekvenciáival (vagyis elsõsorban a 100/120 és 200/240 Hz-cel). A DC-induktivitások egyedül alkalmazva nem csökkentik jelentõsen a magasabb rendszámú felharmonikusokat, sõt még növelhetik is azokat. Emiatt általában ajánlatos a szokásos ACfojtótekercseket is megtartani. A következõ példa a nehézüzemben 250 kw-on mûködõ SPMC2402 + 2 x SPMD1403-at tartalmazó rendszerre vonatkozik. A felharmonikus áramok a 3. táblázatban láthatók. Kiegészítõ fojtó nélkül a hajtás nem teljesíti az IEC 61000-3-12 által elõírt határértékeket, különösen az 5. felharmonikusra elõírt érték nem teljesül. Egy kis értékû DC-induktivitás alkalmazása lehetõvé teszi a határértékek teljesülését, további DCfeszültségesés nélkül. A 28 mh érték választásával az induktivitás a DC-kondenzátorral 260 Hz-en rezonál, ami kívül esik a nemkívánatos 200 240 Hz-es tartományon. A 85 mh-re választott induktivitásérték esetén a rezonanciafrekvencia 150 Hz. Vegyük észre, hogy az utóbbi érték javulást eredményezett az 5. és 7. felharmonikusban, de nem javította a magasabb rendszámokhoz tartozó értékeket. 4. ábra Passzív soros szûrõ 1 Ez a szabvány formálisan azokra a termékekre vonatkozik, amelyek bemenõ árama 75 A-ig terjed. Ez a legközelebbi idevágó szabvány, amit célkitûzésként alkalmazunk a csökkentett felharmonikus tartalmú hajtásokhoz. 2 Az RSCE a táplálás zárlati szintjének és a hajtás névleges áramának hányadosa a táp többi használójával közös csatlakozási ponton. 3 ISC : rövidzárási áram a közös csatlakozási ponton, I L : a maximális terhelõáram-igény 45

Felharmonikus (%) 5th 7th 11th 13th 17th 19th 23rd 25th Teljes harmonikus torzítás Teljesítménytényezõ Torzítási tényezõ Eltolási tényezõ (cosj) RMS-áram Alapkivitel 4 15,3 6,9 1,7 1,2 45,2 0,8942 0,9111 0,9814 (A) 432,1 + DCinduktivitás 28µH 36,0 11,3 7,1 3,2 1,9 1,7 1,3 38,8 0,9170 0,9323 0,9835 420,3 3. táblázat Példa a DC-induktivitások hatásának bemutatására nösen az 5. és 7. felharmonikusok lehetnek kiugróan nagy értékûek. Ahol a berendezésnek teljesítenie kell az IEEE 519 által elõírt határértékeket, ott a 12 ütemû vagy legfeljebb 18 ütemû egyenirányítás lehetõvé teszi az ISC/IL>20-ra 3 a határértékeknek való megfelelést, minden további vizsgálat szükségessége nélkül. A nagyobb ütemszámú egyenirányítók jól bevált eszközök, és alkalmazásuk hatásos megoldás a legfontosabb különösen az 5. és 7. felharmonikusok kiküszöböléséhez. Ezek jelentik az egyetlen könnyen elérhetõ módszert, amely részleges terhelés esetén is megõrzi elõnyeit, vagyis a kiválasztott felharmonikusokat a terhelésre való tekintet nélkül küszöböli ki. Minden más módszer esetében az alapharmonikus arányában kifejezett felharmonikusok a terhelés csökkenésével növekednek, bár abszolút értelemben a jelentõsebb felharmonikusok mindegyike visszaesik a terhelés csökkenésével. Az m ütemszámhoz tartozó legalacsonyabb rendû felharmonikus árampár rendszámai m ± 1. Lesznek bizonyos nem jellemzõ, maradék felharmonikusok (pl. az 5. és a 7.), amelyek a transzformátor és a 6 ütemû csoportok kimenõ áramának nem tökéletes kiegyenlítettségébõl adódnak. A táplálás kiegyenlítetlensége nem okoz 5. és 7. felharmonikust, azonban beviszi a tripletteket, pl. a 3. és 9. felharmonikust. A leghagyományosabb megközelítést a teljes tekercselésû, fázistoló transzformátor alkalmazása jelenti. Ez a legegyszerûbb módszer, a transzformátor azonban költséges alkatrész, kivéve azokat az eseteket, amikor más okokból is szükség van rá. Ha például a berendezés táplálása nagy feszültségrõl történik, és transzformátoros táplálást alkalmazunk, a szekunder két részre osztása nagyon egyszerûen megoldható. Az egyedi, 6 ütemû egyenirányító csoportok DCkimenetei általában közvetlenül csatlakoznak egymáshoz, vagyis nincs szükség hídközi vagy fázisközi fojtóra. Ezt az indokolja, hogy az egyedi egyenirányítók 6 ütemû mûködéshez vannak mértezve, ezért képesek elviselni az ezek által keltett 5. és 7. felharmonikusnál jelentkezõ köráramot (a 6. felharmonikus a DC-oldalon). Ennek feltétele, hogy a transzformátor laza csatolású legyen, ami azt jelenti, hogy a két kimeneti csoport közötti szórt reaktanciának a kimenet és a bemenet közöttihez hasonlónak kell lennie. A két csoport ekkor nem interferál, és a köráram korlátozódik. Kerülni kell + DCinduktivitás 85µH 30,0 8,7 7,2 3,8 3,3 2,3 1,4 32,6 0,9376 0,9508 0,9862 410,5 a szoros csatolású transzformátor alkalmazását, mivel ekkor az egyenirányító diódák hajlamosak csupán 60 -ig vezetni 120 helyett, és RMS-értékük túllépheti a névleges szintet. Ha elkerülhetetlen a szoros csatolású transzformátor alkalmazása, abban az esetben a hidak közötti szívó-fojtók felhasználására is szükség van. Figyelembe kell venni azonban, hogy bizonyos konfigurációkban erre nincs lehetõség. Ilyen például az SPMA és az SPMC/U2X0X, mivel ezeknél nem választhatók szét az egyenirányító csoportokhoz való DC-csatlakozások. A célnak megfelelõ transzformátor használata esetén annak reaktanciája elegendõ az áram hullámalakjának kézben tartására, és nincs szükség külsõ fojtótekercsekre. A transzformátor más terhelésekkel való megosztása esetén fojtótekercset kell alkalmazni minden egyes egyenirányítóhoz. 12 ütemû egyenirányítással mûködõ SP6/SPMA Ebben az esetben szükség van az 5. ábrán látható második 6 ütemû SPMC1X01 egyenirányítóra. A mintegy 54 mh (±20%) induktivitású, 130 A névleges értékû AC-fojtótekercset kell alkalmazni külsõ fojtóként, az SP6/SPMA hajtásban felhasznált belsõ fojtó impedanciájának kiegyenlítése céljából. Az 1. táblázat tartalmazza a fentiek szerinti összeállítás felharmonikus áramait. Figyelembe kell venni, hogy a 11. és 13. felharmonikus jelentõsen kisebb, a kézikönyvben szereplõ 9,1 és 7,7%-os értéknél, mivel a szabályozatlan egyenirányítóval és a jelentõs AC-reaktanciával a dióda áramátfedése csökkenti a kommutációnál az áram változási sebességét. 5. ábra SP6/SPMA 12 ütemû egyenirányítással és szigetelt, 30 -os fázistolású 6. ábra SPMD 12 ütemû egyenirányítással és szigetelt, 30 -os fázistolású 46

6. ábra SPMD 12 ütemû egyenirányítással és szigetelt, 30 -os fázistolású 4. Sokszögû autotranszformátorok felhasználása A sokszögû transzformátorok az autotransz-formátor elvet alkalmazzák, amivel megtakarítás érhetõ el a transzformátor anyagköltségeiben. A sokszögû transzformátor névleges teljesítménye a teljes tekercselésû típusénak mindössze 20%-a, az ára azonban nem arányosan kisebb a belsõ csatlakozások sûrûsége miatt. A csillagkapcsoláson alapuló (háromtekercses) autotranszformátor elõnye egyszerûségében és abban a tulajdonságában rejlik, hogy nincs kitéve fokozott megterhelésnek, ha mûködés közben a csoportterhelések kiegyenlítetlenek. Általában elõnyben részesítik a deltakapcsoláson alapuló, sokszögû elrendezéseket, mivel a transzformátor névleges teljesítményének nagyobb mértékû csökkentését teszik lehetõvé. Kialakításuk azonban nagy körültekintést igényel, és a túlmelegedés aránytalanul megviseli, ha a csoportterhelések például egy biztosító kioldása következtében kiegyenlítetlenek A különbözõ sokszögû elrendezésnek számos változata létezik, néhány ezek közül szabadalommal védett. A szállítóknak általában saját, kedvenc megoldásaik vannak. Ezeknek többnyire kisebb a reaktanciájuk, mint a teljes tekercselésû típusoknak, és emiatt szükségessé válik hídközi fojtók és/vagy AC-fojtók alkalmazása. Vannak típusok, amelyekrõl azt tartják, hogy ezt nem igénylik, mivel különbözõ módszerekkel a transzformátoron belül gondoskodnak a hídközi reaktanciáról. A sokszögû transzformátorok csakúgy, mint a teljes tekercselésûek nem igénylik DC-induktivitások alkalmazását, mivel a feszültséghullámosság eredendõen nagyon csekély. 7. ábra Párhuzamosan mûködõ SPMD-k 12 ütemû egyenirányítással és szigetelt, 30 -os fázistolású 12 ütemû egyenirányítással mûködõ SPMD A 6. ábra azt az esetet mutatja be, amikor a transzformátor laza csatolású, és a hajtás céljára van kialakítva. Ebben az esetben megállapítható, hogy a csoportoknál és a csoportok között legalább 4%-os hálózati reaktanciával lehet számolni, amely tökéletesen elegendõ ahhoz, hogy megfelelõen kezelje a csoportok bemenõ áramának hullámalakját, vagyis nincs szükség AC-fojtókra. Ha a transzformátor más terheléseket is táplál, akkor ACfojtókról kell gondoskodni, hogy rendelkezésre álljon a hajtás névleges teljesítményének megfelelõ legalább 4%-os reaktancia. Ebben az összeállításban a felharmonikus viszonyok ugyanazok, mint az elõzõ SP6 esetében. 12 ütemû egyenirányítással mûködõ, párhuzamosan kapcsolt SPMD Ez az összeállítás tetszõleges számú párhuzamosan kapcsolt, megfelelõ egyenirányítókkal mûködõ SPMD- hajtásra vonatkozik. Vegyük figyelembe, hogy az egyenáramú köröket és az inverter kimeneteket párhuzamosítani kell, ellenkezõ esetben az egyenirányító csoportok közötti köráram átfolyhat, és hozzáadódhat az inverterek terheléséhez. 12 ütemû, sokszögû transzformátorhoz csatlakozó SPMD A 8. ábrán látható IBR1 és IBR2 hídközi fojtótekercsek igen kis méretûek, mivel ezeket csak a csoportok közötti különbségi (kiegyenlítetlen) DC-áram mágnesezi. 5. Pszeudo 12 ütemû rendszerek Ebben az összeállításban a két 30 -kal eltolt transzformátorcsoport két vagy több független kimenetû hajtást táplál. Ha ezek terhelõteljesítménye megegyezõ, a bemenõ áram spektruma ugyanaz lesz, mint a 12 ütemû rendszer esetében, az 5., 7. stb. felharmonikus eltávolítása mellett. Ha viszont a terhelõteljesítmények nem egyenlõk, az eltávolítás nem lesz tökéletes. A legrosszabb esetben, amikor csak egy terhelés aktív, az 5. és 7. felharmonikus a 6 ütemû rendszerhez viszonyítva felezõdik. Ha az 5., 7. felharmonikus szintje egy teljes 6 ütemû rendszernél nem haladja meg az elõírt határérték kétszeresét, abban az esetben ez az összeállítás még elõnyös is a teljes 12 ütemû rendszerhez képest, mivel elkerülhetõvé teszi a párhuzamos egyenáramú körrel járó bonyodalmakat, vagyis a DC-biztosító, DCfojtó stb. használatát. Ez az összeállítás elvileg alkalmazható auto/sokszögû. A szállítóhoz kell fordulni annak eldöntéséhez, hogy a transzformátor elviseli-e a kiegyenlítetlen terhelést, ami a leggazdaságosabb sokszögû megoldásoknál nem teljesül. Az egyenirányítókat el kell látni AC-fojtókkal, hacsak a transzformátor nem biztosítja az egyenirányítókhoz elõírt reaktanciát. 6. Passzív soros szûrõk Néhány gyártó cég kínálatában a bemeneti felharmonikus áramok csökkentésére szerepelnek kimondottan hajtásokhoz alkalmazható bemeneti szûrõk. A szûrõk felépítése részleteiben jelentõsen eltér egymástól, és egy adott alkatrészmérethez és árhoz tartozó mûködési tulajdonságok optimalizálására is különbözõ módszereket használnak. A szûrõk lényeges részét azonban minden esetben a soros induktivitás képezi, amely kondenzátorokkal és más alkatrészekkel együtt a bemenõ áram hullámalakjának kezelésére szolgál. Az erre a célra ki- 47

8. ábra 12 ütemû, sokszögû transzformátorhoz csatlakozó SPMD ±15 -os fázistolással alakított szûrõket soros szûrõknek nevezik. A soros szûrõket a hajtás teljes átmenõteljesítményéhez kell méretezni. Mivel a szûrõk által nyújtott teljesítménytényezõ közel egységnyi, az áram csaknem pontosan megegyezik a hajtás bemenõteljesítményének (a motortengely teljesítménye + a motor, a hajtás és a szûrõ veszteségei) és tápfeszültségének hányadosával. Ez rendszerint a hajtás névleges bemenõ áramának 80...85%-a körüli érték. A szûrõket a hajtáshoz viszonyított nagy terjedelem és súly jellemzi, viszont egyszerûek és szilárd felépítésûek, áraik pedig hasonlóak a sokszögû transzformátoréhoz, miközben mentesek a kábelezést, biztosítókat stb. igénylõ fojtótekercs használatával járó bonyodalmaktól. A soros szûrõknek viszonylag nagy bemenõimpedanciájuk van minden felharmonikusnál, kialakításuk pedig lehetõvé teszi a káros rezonanciák vagy a táplálás összetett szûrõi közötti kölcsönhatások elkerülését. Kis terhelésnél általában kapacitív terhelést jelentenek a táplálás számára. Helyi generátorral való alkalmazás esetén ellenõrizni kell a generátor stabilitási görbéjét, hogy a negatív kapacitív teljesítménytényezõ a megengedett mûködési tartományon belül legyen. A legtöbb szûrõ jelentõs feszültségcsökkenést okoz a terhelés növekedésével. Némelyik szûrõ megnövelt DC-köri feszültséget nyújthat kis terhelésen, vagy terhelés nélkül. Nagy tápfeszültség esetén, pl. 480 V +10%-on ez bizonyos esetekben idõ elõtt mûködtetheti a fékáramkört, sõt, még OV-leoldáshoz is vezethet. A soros szûrõk szétoszthatók több hajtás között. A szûrõ kimenõfeszültsége erõsen torzított, ez azonban összefér a többi hajtással. Az ilyen táplálás semmilyen más terheléshez nem használható fel. Számos soros szûrõkonstrukció mûködhet AC- vagy DC-fojtó nélkül. Ez lehetõvé teszi az AC-fojtó elhagyását az SPM-rendszerekben. A soros szûrõk kedvezõtlenül befolyásolhatják a szabályozott egyenirányítók mûködését a 4-es és annál nagyobb méretû SP-hajtásokban. Éppen ezért csak a Control Techniques által bevizsgált és jóváhagyott szûrõk ajánlhatók. Az egyetlen kivételt az SMPU-egyenirányító alkalmazása jelenti, mivel ez szabályozatlan, és így semmilyen szûrõre nem érzékeny. A Control Techniques az alábbi szûrõkbõl vett mintákat vizsgálta meg, és ezeket megfelelõnek találta a szabályozott egyenirányítós bemenõ fokozatokkal való mûködtetéshez: MTE Matrix Filter B sorozat HFM-sorozatú felharmonikus szûrõblokk 7. Párhuzamos szûrõk Itt soroljuk fel azokat a sajátosságokat, amelyek megkülönböztetik ezeket az eszközöket a soros szûrõktõl. A párhuzamos szûrõk ugyanahhoz a táphoz csatlakoznak, mint amelyre a torzítást okozó terhelés kapcsolódik, és alacsony impedanciát nyújtanak a felharmonikusok számára, hogy eltereljék õket a táplálástól. A párhuzamos szûrõket teljes rendszerekhez tervezik és alkalmazzák, mivel ezekkel kell elnyeletni a torzítást okozó összes terhelés által generált felharmonikus áramot, továbbá a táplálástól bejövõ némi felharmonikus áramot is. Egyedi terhelésekhez nem szabad felhasználni õket, mivel a köztük fellépõ kölcsönhatások káros rezonanciahatásokat eredményezhetnek. Mivel ezek a szûrõk általában a teljesítménytényezõt javító kondenzátortelepre vannak alapozva, többnyire kis negatív kapacitív teljesítménytényezõt szolgáltatnak, ezért jobban használhatók a DC- (tirisztoros), mint az AChajtásokhoz. A párhuzamos szûrõk tervezésének és alkalmazásának tárgyalása túllépi e cikk kereteit. Control-VH Villamos Hajtástechnológia Kft. 1108 Budapest, Venyige u. 3. Tel.: (+36 1) 431-1160 Fax: (+36 1) 260-5483 E-mail: info@controlvh.hu www.controlvh.hu 48