Verkkovaihtosuuntaajakäytön verkon puolen EMI-suodattimen induktiivisten komponenttien valinta ja mitoitus
Salonen, Mikko (2018)
Diplomityö
Salonen, Mikko
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052124289
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052124289
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoite oli optimoida sähkömagneettista häiriötä suodattava yhteismuotoinen kuristin verkkovaihtosuuntaajan ja sähköverkon väliin. Tutkimuksessa esitellään erilaisia kuristimien sydämien muotoja ja materiaaleja, pääpainon ollessa sydänmateriaaleissa ja niiden keskeisissä eroissa. Työ sisältää sekä kirjallisuustyö osuuden että laboratoriossa suoritettuja mittauksia. Lähteinä käytettiin alan kirjallisuutta, IEEE:n artikkeleita, verkkodokumentteja ja kuristimien sydänvalmistajien kotisivuja.
Tutkimuksessa kävi ilmi, että eri sydänmateriaalien ominaisuudet ja käyttäytymiset poikkeavat toisistaan valtavasti. Matala permeabiliteettisin ferriitti ja matalapermeabiliteettiset nanocrystallinet osoittautuivat kaikista parhaimmiksi kyllästymiskokeiden jälkeen. Muut materiaalit kyllästyvät liian helposti soveltuakseen käyttöön verkkovaihtosuuntaajien kanssa.
Tutkimuksen johtopäätöksenä todetaan, että sydänmateriaalin optimointia varten olisi hyvä tietää, minkä taajuisia ja suuruisia yhteismuotoisia häiriövirtoja piirissä kulkee. Mikäli häiriöistä ei tiedetä etukäteen, on optimointi vaikeaa, sillä eri sydänmateriaalit käyttäytyvät hyvin eri tavoin. The target of this Master’s Thesis was to optimize a common mode choke for use between the grid and an inverter. Different kinds of choke core shapes and materials are presented in this thesis, but the main focus is on core materials and their differences. The thesis includes both literature research and measurements done in the laboratory.
During the research, it became apparent that the different core materials’ properties and behaviors have vast differences. The low permeability ferrite and nanocrystalline materials turned out to be the best after the saturation tests were done. The other, higher permeability materials saturate too easily for use with inverters.
The conclusions state that in order to optimize the core material, the frequencies and amplitudes of the common mode interference current should be known. In cases, where there is no information about the disturbances, it’s difficult to do the optimization due to the differences in the behaviors of the core materials.
Tutkimuksessa kävi ilmi, että eri sydänmateriaalien ominaisuudet ja käyttäytymiset poikkeavat toisistaan valtavasti. Matala permeabiliteettisin ferriitti ja matalapermeabiliteettiset nanocrystallinet osoittautuivat kaikista parhaimmiksi kyllästymiskokeiden jälkeen. Muut materiaalit kyllästyvät liian helposti soveltuakseen käyttöön verkkovaihtosuuntaajien kanssa.
Tutkimuksen johtopäätöksenä todetaan, että sydänmateriaalin optimointia varten olisi hyvä tietää, minkä taajuisia ja suuruisia yhteismuotoisia häiriövirtoja piirissä kulkee. Mikäli häiriöistä ei tiedetä etukäteen, on optimointi vaikeaa, sillä eri sydänmateriaalit käyttäytyvät hyvin eri tavoin.
During the research, it became apparent that the different core materials’ properties and behaviors have vast differences. The low permeability ferrite and nanocrystalline materials turned out to be the best after the saturation tests were done. The other, higher permeability materials saturate too easily for use with inverters.
The conclusions state that in order to optimize the core material, the frequencies and amplitudes of the common mode interference current should be known. In cases, where there is no information about the disturbances, it’s difficult to do the optimization due to the differences in the behaviors of the core materials.