Virranmittausanturin suunnittelu ja simulointi taajuusmuuttajakäyttöön

Abstract

Virranmittausantureita tarvitaan monenlaisissa käyttökohteissa, joissa ne mittaavat sekä virran suuruuttaettä laatua ja toimivat osana niiden säätelyjärjestelmää. Virranmittausantureita tarvitaan myös vikatilanteiden määrittämiseen erilaisissa suojauspiireissä. Taajuusmuuttajissa virranmittaus on hyvin tärkeää ja suurista virroista sekä taajuuksista johtuen se täytyy suunnitella huolella. Tässä diplomityössä käsitellään ja tutkitaan eri virranmittausmenetelmiä, joiden avulla taajuusmuuttajan luotettava virranmittaus voidaan toteuttaa.

Työssä tutkitaan eri menetelmiä virranmittauksen toteuttamiseksi, minkä jälkeen niistä valitaan sopiva menetelmä ja tutkitaan sen eri toteutusvaihtoehtoja. Sopivan toteutusvaihtoehdon valinnan jälkeen työssä suunnitellaan oma virranmittausanturi, joka sopii nimenomaisesti taajuusmuuttajakäyttöön. Suunnitellun anturin ominaisuuksia tutkitaan lopuksi simuloimalla, jonka jälkeen arvioidaan sen soveltumista käytännön sovelluksiin sekä arvioidaan erilaisia keinoja sen parantamiseksi.

Current sensors are needed in many different applications, in which they measure both the density of current and the quality of current, and are part of the application's adjustment system. Current sensors are also needed to determine fault situations in different protective circuits. Current sensing is very important in inverters, and because of high currents and frequencies it has to be designed properly. In this master's thesis, different applications of reliablecurrent sensing methods that are suitable for inverters are introduced and studied.

Different methods for producing a current sensor are introduced. After that the most suitable method is chosen and different approaches to realize the method are studied. After choosing the most suitable approach, a current sensor suitable for inverter use is designed. Finally, the properties ofthe designed sensor are studied with simulations and the use of the sensor for practical applications is evaluated. Also different methods are considered for improving the sensor.