On site measurements of DC link electrolytic capacitor bank of frequency converter using constant DC magnetization of the motor
Karhumäki, Jukka (2015)
Diplomityö
2015
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120121409
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120121409
Tiivistelmä
Preventive maintenance of frequency converters has been based on pre-planned replace-ment of wearing or ageing components. Exchange intervals follow component life-time expectations which are based on empirical knowledge or schedules defined by manufac-turer. However, the lifetime of a component can vary significantly, because drives are used in very different operating environments and applications.
The main objective of the research was to provide information on methods, i.e. how in-verter's operating condition can be measured reliably under field conditions. At first, the research focused on critical components such as current transducers, IGBTs and DC link capacitor bank, because these aging have already been identified. Of these, the DC link capacitor measurement method was selected for closer examination. With this method, the total capacitance and its total series resistance can be measured. The suitability of the measuring procedure was estimated on the basis of practical measurements.
The research was made by using so called triangulation method, including a literature review, simulations and practical measurements. Based on the results, the new measu-rement method seems suitable with some reservations to practical measurements. How-ever, the measuring method should be further developed in order to improve its reliability. Taajuusmuuttajien ennaltaehkäisevä huolto on perustunut kuluvien ja ikääntyvien kompo-nenttien ennalta suunniteltuihin vaihtoihin. Vaihtoaikaväli on määräytynyt komponentin eliniän odotuksesta, mikä on voinut pohjautua kokemusperäiseen tai valmistajalta saatuun tietoon. Käytännössä komponenttien saavuttamat eliniät voivat kuitenkin vaihdella merkit-tävästi, koska taajuusmuuttajia käytetään hyvin erilaisissa käyttöympäristöissä ja sovel-luksissa.
Tutkimuksen päätavoitteena oli tuottaa tietoa menetelmistä, joilla taajuusmuuttajan toimin-takuntoa voidaan luotettavasti mitata kenttäolosuhteissa. Tutkimuksen alussa keskityttiin taajuusmuuttajan kannalta kriittisiin komponentteihin kuten virtamuuntimiin, IGBT:ihin ja välipiirin kondensaattoreihin, koska näiden ikääntyminen oli jo tunnistettu. Tarkempaan tarkasteluun valittiin välipiirin kondensaattoreiden mittausmenetelmä, jonka avulla mitataan taajuusmuuttajan kondensaattoripankin kokonaiskapasitanssia ja sarjavastusta. Mittaus-menetelmän soveltuvuutta arvioidaan käytännön mittauksin.
Tutkimus toteutettiin käyttämällä triangulaatio-menetelmää, jossa arviontimenetelminä olivat kirjallisuuskatsaus, simulointi ja käytännön mittaukset. Saatujen tulosten perusteella uusi mittausmenetelmä soveltuu varauksin käytännön mittauksiin, luotettavuuden parantami-seksi olisikin mittausmenetelmää edelleen kehitettävä.
The main objective of the research was to provide information on methods, i.e. how in-verter's operating condition can be measured reliably under field conditions. At first, the research focused on critical components such as current transducers, IGBTs and DC link capacitor bank, because these aging have already been identified. Of these, the DC link capacitor measurement method was selected for closer examination. With this method, the total capacitance and its total series resistance can be measured. The suitability of the measuring procedure was estimated on the basis of practical measurements.
The research was made by using so called triangulation method, including a literature review, simulations and practical measurements. Based on the results, the new measu-rement method seems suitable with some reservations to practical measurements. How-ever, the measuring method should be further developed in order to improve its reliability.
Tutkimuksen päätavoitteena oli tuottaa tietoa menetelmistä, joilla taajuusmuuttajan toimin-takuntoa voidaan luotettavasti mitata kenttäolosuhteissa. Tutkimuksen alussa keskityttiin taajuusmuuttajan kannalta kriittisiin komponentteihin kuten virtamuuntimiin, IGBT:ihin ja välipiirin kondensaattoreihin, koska näiden ikääntyminen oli jo tunnistettu. Tarkempaan tarkasteluun valittiin välipiirin kondensaattoreiden mittausmenetelmä, jonka avulla mitataan taajuusmuuttajan kondensaattoripankin kokonaiskapasitanssia ja sarjavastusta. Mittaus-menetelmän soveltuvuutta arvioidaan käytännön mittauksin.
Tutkimus toteutettiin käyttämällä triangulaatio-menetelmää, jossa arviontimenetelminä olivat kirjallisuuskatsaus, simulointi ja käytännön mittaukset. Saatujen tulosten perusteella uusi mittausmenetelmä soveltuu varauksin käytännön mittauksiin, luotettavuuden parantami-seksi olisikin mittausmenetelmää edelleen kehitettävä.