- - Dr. arni stván Villamos hálózati zavaro Az utóbbi néhány évben az épülettechnia szaágazatban jelentős változáso övetezte be. Ebbe a szaágazatba sorolju jelenleg az energiatechniát, a világítástechniát, a mérés-, vezérlés- és szabályozástechniát, a biztonságtechniát, a ommuniációtechniát és a örnyezetvédelmet. Ezen szaágazatba tartozó területeen általánossá vált az eletronia és az informatia alalmazása. Megjelente az un. intelligens épülete, melye jellemzői, hogy a beavatozáso nagy energiaszinteen valósulna meg, míg az irányítás és a felügyelet is energiaszintű. Ugyanez mondható el a mai orszerű felvonó vezérlési- és szabályozási rendszerere is. Az irányítás- és a felügyelet ma már szinte izárólag un. buszrendszeren eresztül történi. Ezen buszrendszere ill. eze észüléei érzéenye a villamos hálózati zavaroal szemben, emiatt az intelligens épülete megöveteli a minőségi villamos energia ellátást. Napjainban a villamos energia fogyasztói összetételében is jelentős változás van folyamatban. Ez a változás megfigyelhető az ipar-, a ommunális- és a világítástechniai jellegű berendezésenél is. Ez a változás az un. információtechnológiai () berendezése és az un. energiataaréos berendezése elterjedésére vezethető viszsza. Ezen berendezése nagy része un. nemlineáris terhelésént viseledi, de ugyanez mondható el a orszerű frevenciaváltós felvonó hajtásoról is. Ugyanaor a fogyasztói strutúra változása visszahat a villamos energia minőségi mutatóira, továbbá a villamos hálózatora és befolyásolja azt. Ezen túlmenően iényszerít egy szemlélet változást is, mivel a orábbi tervezési- és üzemeltetési gyaorlat a továbbiaban már nem tartható. Ez a gyaorlat a terheléseet főént lineáris terhelésént vette figyelembe, azaz feltételezte, hogy egy szinuszos feszültségre apcsolt berendezés szinuszos áramot vesz fel. májusában megjelent az MSZ EN 56 jelű szabvány, mely a villamos energia feszültségjellemzőit tartalmazza normál üzemi örülménye özött, özcélú isfeszültségű és özépfeszültségű villamos elosztóhálózato fogyasztói csatlaozási pontjaiban. Leírja a tápfeszültség jellemzőit, öztü anna frevenciáját, nagyságát, hullámformáját, a háromfázisú feszültség szimmetriáját stb. A továbbiaban a szabvány (MSZ EN 56) által felsorolt, a isfeszültségű hálózatra jellemző minőségi mutató özül csa azoal foglalozun, melyet a fogyasztói észülée befolyásolna, - az intelligens épületenél és a felvonó irányításánál műödésbeli zavart oozhatna - és amelye javítható a fogyasztói hálózato orszerűsítésével. Eze : a tápfeszültség nagysága, a tápfeszültség változásai, a felharmonius feszültség és a villogás (flicer).
- - A tápfeszültség nagysága és változásai. A fogyasztó számára alapvető fontosságú a csatlaozási ponton rendelezésre álló feszültség nagysága. A fogyasztói áram a tápláló vezetéen átfolyva a vezetéen feszültség esést hoz létre. Az időben változó nagyságú fogyasztói áram miatt a fogyasztói feszültség nemcsa a helytől, hanem az időtől is függő érté. Az áramszolgáltatóna a isfeszültségű hálózaton az MSZ :993 szabvány szerint, a mérőhely csatlaozási pontján a feszültséget U n 3 V + 7,8% - 7,4% ell tartani. (8 január.-ig megengedett U n + 5,% - 8,7%) Az MSZ 447:998 szabvány a csatlaozóvezeté és a fővezeté együttes feszültségesésére legfeljebb %-ot enged meg. Enne megfelelően, helyesen méretezett csatlaozó- és fővezeté esetében a fogyasztó feszültségéne, a legrosszabb esetben is az U n 3 V + % - % feszültség tűrésmezőn belül ell lenni. Amennyiben a feszültség nagyobb a fogyasztóra megengedett U n +% érténél, aor a fogyasztónál gyorsított élettartam csöenésre (szigetelés elöregedésre), vesztesége növeedésére lehet számítani. A feszültség további növeedése (5% fölé) a berendezése gyors tönremeneteléhez vezet. A feszültség csöenése egy ideig csa teljesítménycsöenéshez vezet. (pl.: izzólámpá fényárama, felvonó motoro nyomatéa stb.). ovábbi feszültségcsöenés az berendezéseben és a teljesítményeletroniát tartalmazó berendezésenél hibás műödéshez (pl. RESE iváltása) illetve tönremenetelhez vezethet. A feszültség mérését az MSZ EN 6-4-7:995 és az MSZ EN 56: szabványo szerint valósidejű effetív érté (négyzetes özépérté) mérése alapján ell elvégezni. Ez vonatozi a gyors változáso értéelésére is. U RMS u ( t) dt π π u ( ωt) dωt Digitális mintavételes rendszerenél : U RMS M ( U M s s ) értéet cilus alapján ell számolni. M U s az egy cilus alatti mintavétele száma (M56) az s.-edi mintavételi pontban a feszültség pillanatértée. Az áramszolgáltatói gyaorlatban a lassú változáso értéeléséhez, 5Hz-en a periódusnyi mért értée valósidejű átlagát ell épezni percenént, és ezt a perces átlagot ell tárolni.
- 3 - Az MSZ EN 56 szerint :.3. A tápfeszültség változásai Normál üzemi örülménye özött, a feszültségimaradásoat figyelmen ívül hagyva - a tápfeszültség perces átlagos effetív értéei 95%-ána bármely egyhetes időszaban az U n ± % tartományban ell lennie..4.. A gyors feszültségváltozáso nagysága Normál üzemi örülménye özött egy gyors feszültségváltozás általában nem haladja meg az U n 5%- át, de bizonyos örülménye özött a változás, naponta néhányszor, rövid időre U n %-át is elérheti. MEGJEGYZÉS: az U n 9%-ánál isebb feszültséget eredményező feszültségváltozást feszültségletörésne ell teinteni. A feszültség effetív értééne a változása az MSZ EN 6-3-3 szabvány szerint Feszültség valós effetív érté mérése riggerelési feltétel : U/U n <,9 illetve U/U n >, A fogyasztói hálózatoon a feszültségletörés oai a övetező lehetne : laza vezetéötés vagy rossz érintezés Követezmény : feszültségletörés rádiófrevenciás zavarás beégés, esetleg tűz eletronius berendezése hibás műödése illetve meghibásodása. nagy beapcsolási áramlöéssel induló fogyasztó (pl. porszívó, számítógép tápegysége, frevenciaváltós felvonó hajtáso, mirohullámú sütő, ülönböző világítóteste) Követezmény : feszültségletörés az áramlöés idejére, eletronius berendezése hibás műödése illetve meghibásodása, eletronius felvonó vezérlése RESE-re futása, frevenciaváltós felvonó hajtáso hibás műödése.
- 4 - A felharmonius feszültség. A fogyasztói feszültséget a tápponti feszültség továbbá a táppont és a fogyasztói pont özötti feszültségesés szabja meg. A feszültségesés a vezeté impedancián átfolyó fogyasztói áram hatására jön létre. Ez a fogyasztói áram az un. nemlineáris terhelésenél periodius, de nem szinuszos lefolyású. Ez a nem szinuszos áram, nem szinuszos feszültségesést eredményez. Ez a feszültség torzítja a fogyasztói feszültséget. Ezt hívju harmonius torzításna. A periodius függvénye az un. Fourier sorba fejtéssel felírható szinuszos illetve oszinuszos tago összegeént, melye frevenciája az un. alapharmonius frevencia (5Hz) egész számú többszörösei. Az egyes diszrét felharmonius frevenciához tartozó amplitudóat ábrázolva apju az un. Fourier spetrumot. A illetve a π szerint periódius függvénye sorba fejthető f ( t, ) F + ( A cos ω t + B sin ωt) F + ( F cos ωt + ρ ahol az együttható a övetezőépp határozható meg : π A f ( t)cosωt dt f ( ωt) cosωt d( ωt) π ) B f ( t)sin ωt dt π π f ( ωt) sin ωt d( ωt) F A + B tgρ B A A hálózati felharmoniuso ialaulásában és a feszültség torzításában jelentős szerepet játszana az információtechnológiai berendezése (pl. számítógépe, monitoro, nyomtató stb.), illetve a teljesítményeletroniai berendezése (pl. frevenciaváltó). Az információtechnológiai berendezése tápegységei szinte ivétel nélül egyfázisú apcsolóüzemű tápegysége, melye hálózati transzformátort nem tartalmazna. Eze nemlineáris terhelésént viseledne, szinuszos hálózati feszültség hatására az áramu nem szinuszos. Egy épületen belül eze nagy darabszáma omoly és nehezen behatárolható hálózati zavaro oozója lehet. A mai orszerű irodaházaban több száz számítógép is műödhet. Ugyanaor ezen épületebe ma már szinte izárólag csa eletronius vezérléssel és szabályozott hajtással ellátott felvonóat telepítene. A felvonó hajtásszabályozó területén egyre inább háttérbe szorulna az un. feszültség szabályozott hajtáso és néha indoolatlanul is előtérbe erülne a frevenciaváltós hajtáso. Eze lényegesen érzéenyebbe a hálózati zavarora, ugyanaor eze is hálózati zavaroat eltene. Az információtechnológiai berendezése és a frevenciaváltó is un. csúcsegyenirányítót tartalmazna és ez apcsolódi a villamos hálózathoz.
- 5 - Elvi ialaítás Feszültség és áram függvény Az alábbiaban egy jó minőségű számítógép, egyfázisú csúcs-egyenirányítót tartalmazó apcsolóüzemű tápegységéne jelalajai láthatóa, melye HOK 396 hálózati minőség analizátorral lette rögzítve. Látható, hogy az áram periodius, de nem szinuszos és lényeges nagyságú felharmoniusoat tartalmaz. Feszültség Áram A Fourier spetrumból, - mely az egyes diszrét felharmonius frevenciához tartozó amplitudóat tartalmazza -, látható, hogy az 5Hz-es frevenciához tartozó alapharmonius áram (,78A), özel azonos a 5Hz-es frevenciához tartozó harmadi harmonius árammal ( 3,68A),
- 6 - Feszültség Áram A villamos hálózat vezetéeit és észüléeit az áram effetív értée alapján ell méretezni. A periodius áram effetív értée. Fiziailag azzal az egyenárammal egyenlő, mely egy periódus alatt valamely ellenálláson ugyanaora hőenergiát termel. Ez matematiailag az egy periódusra vonatozó négyzetes özépérté. i ( t) dt π π i ( ωt) dωt Az áram csúcsértée Csúcstényező p i(t) max K M p > A periódius áram Forier sora ( t) + i cos( ωt + ρ ); ω πf ahol az özépérté megegyezi az állandó összetevővel. (Ez az un. egyenáramú omponens.) π i( ωt) i( t) dt π dωt
- 7 - A periódius áram effetív értééne a számításához az i(t) függvényt négyzetre ell emelni és az integrálást elvégezni. Az eredmény : + + 3 +... A periódius áram effetív értée tehát az egyes harmoniuso effetív értééne a négyzetösszegéből vont négyzetgyö. (Geometriai összeg.) A hálózati minőség analizátorral mérve egy jó minőségű PC tápegység áramána effetív értée,4a, míg csúcsértée p 3,5A. A csúcstényező K,876. eljes harmonius torzítás. A harmonius analízishez apcsolódó alajellemző az un. torzítási tényező (lirrfator), mely azt jellemzi, hogy a periódius jel milyen mértében tér el a tiszta szinuszos jeltől. Ezt teljes harmonius torzításna (HD ) is hívju és jellemző a fogyasztó nemlinearitására. Általában százaléban adjá meg. HD + 3 +... A hálózati minőség analizátorral mérve egy jó minőségű PC tápegységnél az egyes harmonius áramo effetív értéei és a harmonius torzítás.
- 8 - A hatásos teljesítmény és a vezetée veszteségéne számítása periodius jelenél. A teljesítményt általánosan a feszültség és az áram függvénye szorzataént számíthatju. p ( t) u( t) i( t) A hatásos teljesítményt enne a függvényne az egy periódusra vonatozó integrálja adja, melyből P azaz : U cosϕ U + U cosϕ + U cosϕ +... a periodius feszültség- és áram hatásos teljesítménye egyenlő az egyes harmoniuso hatásos teljesítményéne az összegével. Ha a sin hatást elhanyagolju, aor a hatásos teljesítmény felírható a övetező formában is : P R R Az egyes vezetéeben az abban folyó áram hatására fellépő veszteség, ha a vezeté ellenállását R-el jelöljü : P Veredő R R + R + R P V + P V + R Figyelembe véve, hogy az áramra vonatozó teljes harmonius torzítás : HD P P Veredő V + + HD melyet behelyettesítve : A mért adatoal : +,78,387 Ez adja a veszteség növeedést a tisztán alapharmonius veszteséghez épest, ha a sin hatást elhanyagolju. Ez a nagymértéű veszteség növeedés feszültségeséshez és a vezetée túlterhelődéséhez vezet. P Harmoniuso a háromfázisú rendszerben. A modern irodaépületeben az információtechnológiai berendezése három fázisra szét vanna osztva, a felvonó is a háromfázisú hálózatra apcsolódna. deális esetben szimmetriusan, azaz minden fázisvezető és a nullavezető özött azonos a terhelés. Lineáris fogyasztó esetén eor a nulla vezetőn nem folyna áram. A nem-
- 9 - lineáris fogyasztó (pl. PC tápegysége és frevenciaváltó) esetén nem ez a helyzet, emiatt a orábban alalmazott méretezési gyaorlat sem tartható. Helytelenül ialaított hálózat esetén ezen berendezése omoly hálózati zavaro forrásai és pl. az intelligens épületenél nehezen behatárolható hibá oozói lehetne. A hálózatoon a gyaorlatban csa a páratlan rendszámú felharmoniuso fordulna elő. Eor az a fázis feszültsége : u t) U cosω t + U cos 3ωt + U cos 5ωt a ( 3 5 + Szimmetrius rendszerenél a b fázis feszültsége -ot ési : u t) U cos( ω t ) + U3 cos3( ωt ) + U cos5( ωt ) +... b( 5 A c fázis feszültsége az a fázishoz épest 4 -ot ési, azaz -ot siet : u t) U cos( ω t + ) + U3 cos3( ωt + ) + U cos5( ωt + ) +... c ( 5... A beszorzást elvégezve és 8 -nál isebb szögeet írva az egyes fáziso feszültség-idő függvényei : u t) U cosω t + U cos3ωt + U cos5ωt... a ( 3 5 + u t) U cos( ω t ) + U cos3ωt + U cos(5ωt + )... b( 3 5 + u t) U cos( ω t + ) + U3 cos3ωt + U cos(5ωt ) +... c ( 5 Az egyszerűbb számítás érdeében bevezethető a omplex forgó vetoro. Eze valós tengelyre vetített vetülete adja a feszültség-idő függvényeet. Ábrázolva a forgó vetoroat Pozitív sorrend Zérus sorrend Negatív sorrend ν + 6 ν 3+ 6 ν 5+ 6,,, 7, 3, 9, stb. 3, 9, 5,, stb. 5,, 7, 3, stb. A orszerű épületeet ellátó villamosenergia elosztó hálózato általában N rendszerűe. Eze jellemzője, hogy a transzformátor szeunder teercse csillag apcsolású és a csillagpontja földelt. Ezen csillagponthoz csatlaozi a nulla vezető. Ennél a apcsolásnál a vonali feszültsége pillanatértéeit az egyes fázisfeszültsége ülönbségeént apju : u AB ( t) u ( t) u ( t) u ( t) u ( t) u ( t) u ( t) u ( t) u ( t) b a BC c b CA a c
- - Mivel a fázisfeszültségeben az összes felharmonius megtalálható így a fázisáramoban és az ezeel azonos vonali áramoban is megjeleni a teljes felharmonius tartomány. A nullavezető áramát a fázisáramo összege adja : i ( t) i ( t) + i ( t) i ( ) a b + c t Ha teljesen szimmetrius terhelést tételezün fel, azaz az egyes fáziso és a nullavezető özé azonos nagyságú terhelése vanna apcsolva, aor az összegzésnél az alapharmonius, a pozitív sorrendű- és a negatív sorrendű harmoniuso iesne, míg a zérus sorrendűe algebrailag összegződne. Emiatt a nullavezető árama még szimmetrius terhelés esetén sem zérus, hanem a három fázisvezetőben folyó zérus sorrendű áramo összege folyi a nullavezetőben. A nullavezető árama szimmetrius terhelésnél : i ( t) 33m sin(3ωt + ϕ3) + 39m sin(9ωt + ϕ9) +... A nullavezető áramána az effetív értée a zérus sorrendű áramo effetív értééne a négyzetösszege alapján számítható : 3 + + + + + + + 3 9 5 7 33 39 45 +... Ez szimmetriusan apcsolt nemlineáris terhelése esetén a nulla vezetőben lényeges többlet terhelést eredményez. (Olyan helyeen, ahol a terhelése zöme nemlineáris pl. irodaháza a fázisvezető áramána a -3 szorosa is folyhat a nullavezetőben! Példaént nézzü meg, hogy szimmetriusan az egyes fáziso és a nulla özé beötött 3 db. PC esetén milyen viszonyo alaulna i. Eor a nullavezetőben folyó áram effetív értée : 3,68 +,3 +,89 +,54 +,5 +, +, +, + 3,48798 3,6394,98 [ A] Mely jól özelíthető ha csa a 3. harmonius árammal számolun, eor : 3,68 3,68,854 [ A] Az egyes fázisvezetőben folyó fázisáramo effetív értée a mérés szerint f,4 [A], míg az alapharmonius (5Hz-es összetevő) effetív értée,78 [A]. rodaházanál, otatási intézményenél, özépületenél, ahol so információtechnológiai berendezés üzemel, ott a hagyományos szemlélet alapján tervezett villamos hálózat nem felel meg. Példaént nézzün meg egy hatemeletes irodaházat, ahol a betáplálás 5A-re méretezett fázis- és nulla vezetővel észült. ételezzü fel, hogy emeletenént iroda van és irodánént db. számítógép. Ez db. PC, melyből 5% üzemel egyidejűleg és eze teljesen szimmetriusan vanna elosztva az egyes fáziso özött. Eor fázisonént db. PC-vel számolhatun....
- - Eor a nullavezetőben folyó áram effetív értée :,98 384 [ A] Ez a nullavezetőt túlterheli, melegedés illetve tűz oozója lehet, továbbá a nullavezető egyes szaaszain létrejövő feszültségesés miatt potenciál-eltolódáso jönne létre, melye az eletronius berendezése műödésében a felvonó vezérlésében - omoly zavaroat oozna. Megjegyezzü, hogy a hagyományos tervezői szemlélet szerint mely nem számol a felharmoniusoal a fenti példában a nullavezetőben [A] nagyságú áram folyna! Feszültség torzítás. A felharmonius áramo a vezetéeen feszültségesést hozna létre. Ez torzítja a feszültség jelalaot. Pl.: ha az alapharmonius szinuszos jelhez a 3. harmonius jel azonos fázisban adódi hozzá, aor egy szinusz félhullámon belül ét feszültség csúcs lesz, ha ellenfázisban, aor egy csúcs lesz, de ez lényegesen nagyobb, mint az alapharmonius csúcsértée. A feszültség ala torzulása a HD U torzítási tényezővel jellemezhető : HD U U U U + U U 3 +... Ezt általában %-ban adjá meg. Az MSZ EN 56 szerint :.. Felharmonius feszültség A tápfeszültség HD értée (beleértve az összes felharmoniust a 4-es rendszámig) nem lehet 8%-nál nagyobb. Harmoniuso által oozott problémá A vezetévesztesége erőteljes növeedése. Hálózati rezonancia egyes harmonius rendszámoon. (Feszültség- és áram többlet-igénybevétel). Hálózati eleme túlterhelése, túlmelegedése. éves védelmi műödése. Adatátviteli vonala zavarása. (Harmonius áramo átinduálódása miatt.) eljesítményeletroniai berendezése hibás vezérlése. Fogyasztói beavatozási lehetősége Saját belső hálózat átrendezése és megerősítése. (Külön hálózatot célszerű az információtechnológiai berendezésene iépíteni.) Zérus sorrendű harmoniuso iszűrése földelt csillag/delta transzformátorral. Eor a zérus sorrendű áramo nem jutna i a táphálózatra, de a zárt örben folyó zérus sorrendű áramo a veszteségeet növeli. Passzív harmonius szűrés. Ez söntöli a táphálózatot a harmonius áramra nézve.
- - Atív harmonius szűrés. A fogyasztói áram szinuszosítása eletronius úton impulzusszélesség modulált (PWM) inverterrel. Az új tervezői gyaorlat legfontosabb szempontjai A nagy beapcsolási áramlöése által oozott feszültségletöréseet csöenteni ell a vezeté eresztmetszet növelésével. A nemlineáris fogyasztói összetétel és a hálózat ismeretében ellenőrizni ell a rendszert a várható harmonius problémára. Ezere megoldást ell találni (hálózat szétválasztás, szűrés, elválasztás). Nagy gondot ell fordítani a nullavezető eresztmetszeténe a megválasztására. Dr. Dán András docens (BMGE Villamos Műve anszé) számításai alapján, a hagyományos tervezési gyaorlathoz épest, mely nem számol a harmonius áramoal : A fázisvezető eresztmetszetét b. 5%-al meg ell növelni. A nullavezető eresztmetszetét %-al meg ell növelni, azaz általában a fázisvezető eresztmetszeténe a étszerese a megfelelő. A ész rendszert célszerű méréseel ellenőrizni a várható üzemállapotoban. Gondosan meg ell tervezni és ivitelezni a földelőrendszert. A fentie szerint ialaított villamos hálózato esetén általában megszűnne az intelligens épülete és a felvonó irányító és adatátviteli rendszerénél fellépő un. rejtélyes hibá, melye oát a hagyományos hibaeresési módszereet alalmazva általában nem szotun megtalálni. Hálózati zavaro és a felvonó irányítási rendszere ölcsönhatása. A orszerű felvonó vezérlési- és hajtási rendszere ma már szinte izárólag miroszámítógépes ialaításúa. Ezere jellemző, hogy az irányítás is-, míg a beavatozás nagy energiaszintű. ovábbá egyre inább terjedne az un. elosztott intelligenciájú rendszere (pl. a tabló és a hajtás RS 485 interfacen eresztül csatlaozna a vezérléshez) és eze özött egy is energiaszintű soros ommuniáció folyi. Eze érzéenye a hálózati zavarora. A harmonius áramo átinduálódása adatátviteli zavaroat oozhat. A frevenciaváltós hajtási rendszere igen érzéenye a hálózati feszültség nagyságára. A észülée helyes műödését csa a 4 V + % - % feszültség tűrésmezőn belül garantáljá. Ugyaneor ezen berendezése nagy beapcsolási áramoal indulna, emiatt igen lényeges, hogy az indítási áramlöéseet és az áram felharmoniusoat is figyelembe véve méretezett fővezeté álljon rendelezésre a felvonó táplálására. ovábbá azt sem szabad elfelejteni, hogy a frevenciaváltós hajtáso is omoly hálózati zavaro forrásai, emiatt alacsony- és nagyfrevenciájú zavarszűrőet ell beépíteni. A frevenciaváltó is un. háromfázisú csúcsegyenirányítót tartalmazna és ezen eresztül apcsolódna a villamos hálózathoz.
- 3 - A feszültség inverteres frevenciaváltó teljesítmény öre a hálózati egyenirányítóból, a özbenső örből és a váltóirányítóból (inverter) áll. A villamos hálózathoz egy vezérelhető 3FU6Ü áramirányító csatlaozi, mely a özbenső öri ondenzátort táplálja. A ondenzátor aor töltődi, ha az egyenirányító feszültségéne pillanatértée nagyobb lesz mint a ondenzátor feszültségéne pillanatértée. A frevenciaváltó beapcsolásaor a híd gyújtásésleltetési szöge foozatosan csöen, így a ezdeti nagy áramlöés elerülhető. Normál üzemben nincs gyújtásésleltetés, emiatt ez további felharmoniusoat nem hoz létre. Frevenciaváltó elvi felépítése A hálózatból felvett áram az L fojtó nélül A özbenső ör a merev táphálózat és a frevenciaváltó változtatható imeneténe a szétválasztására szolgál. A özbenső öri C nagy apacitású - ondenzátor energiatárolást végez. A ondenzátor a motorna az energiát egy perióduson belül aor adja le, amior a hálózati feszültség pillanatértée isebb, mint a özbenső ör feszültsége. A nagy apacitás miatt a özbenső ör feszültsége egy periódus alatt alig csöen. Ebből övetezi, hogy a ondenzátor a hálózatból energiát csa olyan időpontban tud felvenni, amior a hálózati feszültség a maximum özelében van. A hálózat áramcsúcsoal pótolja a felhasznált energiát. Enne felharmonius tartalma nagy. A jó minőségű (drága) frevenciaváltó özbenső öre szűrőfojtót (L) is tartalmaz. Ez a fojtóteercs a hálózati oldalon az áramvezetés időtartamána a meghosszabbítására szolgál. Enne hatására jelentősen csöen a hálózati áram csúcsértée és a felharmonius tartalma is edvezőbb lesz. A váltóirányító (inverter) a özbenső öri egyenfeszültséget változtatható nagyságú és frevenciájú háromfázisú váltaozó feszültséggé alaítja. A orszerű eszözö GB félvezetőt alalmazna. Ez a FE és a bipoláris tranzisztoro előnyeit egyesíti. A feszültség és a frevencia változtatása általában impulzus-szélesség modulációval (PWM) történi. Az egyes gyártó özt, az ezt vezérlő szoftverben lényeges eltérése vanna. Ettől nagymértében függ a motor nyugodt járása. A hálózatból felvett áram az L fojtóval
- 4 - Főént a nagyobb teljesítményű felvonó hajtásánál gondot jelent a nagy indítási áram és az enne hatására beövetező feszültség esés. Jól méretezett fővezeté esetén a hajtás betáplálási pontján a feszültség nem csöenhet a 4V -% alá. (A fázisfeszültség nem csöenhet 7V alá.) Ha a feszültség esés a megengedett mérténél nagyobb, az omoly gondot ooz a frevenciaváltós hajtáso műödésében. A gyártó a helyes műödést általában csa a 4V ± %-on belül garantáljá. Egy 5g teherbírású,,6m/s sebességű, W-os motorral hajtott felvonó fogyasztói pontjána a feszültség függvényén látható, hogy teljes terhelés esetén -, az indításo hatására beövetező feszültség esés, a mérés ideje alatt, a szabvány által megövetelt sávon belül volt. Fázisfeszültsége effetív értéei. Felvonó hajtásánál igen lényeges, hogy a berendezés ne eltsen a megengedettnél nagyobb hálózati zavaroat. Emiatt a hajtásoat megfelelő szűrőöröel ell ellátni. Ezt so esetben elhagyjá, mert ez omoly beruházási öltséget jelent. Az alábbiaban egy jó minőségű, - felvonó hajtására ifejlesztett és megfelelő szűrőöröel ellátott -, frevenciaváltó villamos jellemzői láthatóa. A hálózatból felvett áram periodius, de nem szinuszos és felharmoniusoat tartalmaz. Az áram felharmoniuso hatására létrejövő tápfeszültség torzítás HD értée (beleértve az összes felharmoniust a 4-es rendszámig) nem lehet 8%-nál nagyobb. A felvett teljesítmény táblájából látszi, hogy ezenél a hajtásonál probléma nélül elérhető a cosφ,9, vagy az annál jobb érté is. A hálózatot felesleges meddő teljesítménnyel nem terheli a hajtás.
- 5 - Hálózati feszültség Hálózatból felvett áram Hálózatból felvett teljesítmény.
- 6 - A hálózati feszültség- és áram Fourier spetruma. Hálózati feszültség (L) felharmoniusaina nagysága az 5.-i rendszámig. A felharmonius áramo hatására létrejövő feszültség torzítás a megengedett határon belül van. Értée az L fázisbanhd U 3,%.
- 7 - Hálózati áram (L) felharmoniusaina nagysága az 5.-i rendszámig. A felharmonius áramonál a zérus sorrendűe is értéűe, emiatt a nulla vezetőt nem terheli. A negatív sorrendű (5,, 7, 3) harmonius értée nagyobb, de eze járuléos többlet terhelést a nulla vezetőben nem oozna. Eze a viszonyo csa oly módon érhetőe el, ha a betáplálási oldalon alacsony és nagyfrevenciás szűrőt építün be. A felvonó hajtáso beépítéséne legfontosabb gyaorlati szempontjai A nagy beapcsolási áramlöése és a felharmoniuso által oozott feszültségletöréseet csöenteni ell a vezeté eresztmetszet növelésével. A fázisvezető és a nullavezető eresztmetszetét b. 5%-al meg ell növelni a lineáris terhelésre helyesen méretezett értéhez épest. (A méretezésnél figyelembe ell venni az AC3 illetve AC4 üzemmódban ialauló áramoat.) A nemlineáris fogyasztói összetétel és a hálózat ismeretében ellenőrizni ell a rendszert a várható harmonius problémára. Ezere megoldást ell találni (alacsony és nagyfrevenciás szűrő beépítése). A ész rendszert célszerű méréseel ellenőrizni a várható üzemállapotoban. Gondosan meg ell tervezni és ivitelezni a földelőrendszert. A sugárzott zavaro csöentése érdeében árnyéolt motorábeleet ell használni. A fentie szerint ialaított villamos hálózato esetén általában helyesen műödne a felvonó irányító és adatátviteli rendszeri.