Sähkökäyttöjen kaapelivärähtelyt
Tarkiainen, Antti (1999)
Diplomityö
Tarkiainen, Antti
1999
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20051426
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20051426
Tiivistelmä
Taajuudenmuuttajan kytkennän synnyttämä nopea jännitemuutos aiheuttaa
pitkään moottorikaapeliin sähköisen värähtelyilmiön. Ilmiö on
tullut erityisesti esille uusien nopeasti kytkevien puolijohdetehokytkimien
ilmestyttyä markkinoille. Taajuudenmuuttajan lähtöön asennettu jännitteen
nousunopeutta rajoittava suodin vähentää kaapelivärähtelyä, mutta
riittävän pitkässä kaapelissa värähtely on voimakasta lähtösuotimesta
huolimatta.
Kaapelivärähtelyilmiön seurauksena moottorikaapelin taajuudenmuuttajan
puoleiseen päähän syntyy voimakas virtavärähtely ja moottorin puoleiseen
päähän voimakas jännitevärähtely. Sähkökäyttöjen vektorisäätöalgoritmit tekevät ohjauspäätöksiä moottorikaapelin taajuudenmuuttajan
päästä tehtyjen virtamittausten perusteella. Säädön päätösväli on
niin lyhyt, että kaapelin virtavärähtely ehtii häiritä säädön toimintaa.
Tässä työssä on esitetty kaapelivärähtelyä kuvaava taajuudenmuuttajan
lähtösuotimen huomioon ottava siirtofunktioperustainen matemaattinen
malli. Mallin avulla kaapelivärähtelyilmiötä voi analysoida lineaarisen
säätöteorian menetelmillä. Virtavärähtelyn moottorisäätöön tuomiin ongelmiin
ratkaisuksi on esitetty virran mittasignaalin käsittelemistä analogisella
ja digitaalisella suotimella. Simulointitulosten perusteella ratkaisua
voidaan pitää toimivana. Lopuksi esitetään, kuinka avaruusvektoriteorian
mukaista induktiomoottorimallia ja kaapelivärähtelymallia voidaan
simuloida yhdessä.
pitkään moottorikaapeliin sähköisen värähtelyilmiön. Ilmiö on
tullut erityisesti esille uusien nopeasti kytkevien puolijohdetehokytkimien
ilmestyttyä markkinoille. Taajuudenmuuttajan lähtöön asennettu jännitteen
nousunopeutta rajoittava suodin vähentää kaapelivärähtelyä, mutta
riittävän pitkässä kaapelissa värähtely on voimakasta lähtösuotimesta
huolimatta.
Kaapelivärähtelyilmiön seurauksena moottorikaapelin taajuudenmuuttajan
puoleiseen päähän syntyy voimakas virtavärähtely ja moottorin puoleiseen
päähän voimakas jännitevärähtely. Sähkökäyttöjen vektorisäätöalgoritmit tekevät ohjauspäätöksiä moottorikaapelin taajuudenmuuttajan
päästä tehtyjen virtamittausten perusteella. Säädön päätösväli on
niin lyhyt, että kaapelin virtavärähtely ehtii häiritä säädön toimintaa.
Tässä työssä on esitetty kaapelivärähtelyä kuvaava taajuudenmuuttajan
lähtösuotimen huomioon ottava siirtofunktioperustainen matemaattinen
malli. Mallin avulla kaapelivärähtelyilmiötä voi analysoida lineaarisen
säätöteorian menetelmillä. Virtavärähtelyn moottorisäätöön tuomiin ongelmiin
ratkaisuksi on esitetty virran mittasignaalin käsittelemistä analogisella
ja digitaalisella suotimella. Simulointitulosten perusteella ratkaisua
voidaan pitää toimivana. Lopuksi esitetään, kuinka avaruusvektoriteorian
mukaista induktiomoottorimallia ja kaapelivärähtelymallia voidaan
simuloida yhdessä.