Monimoottorikäyttöjen suojaukset, mitoitus ja ohjeistus

Abstract

Työssä tutkitaan pienitehoisen monimoottoritaajuusmuuttajakäytön yhteismuotovirtojen aiheuttamia ongelmia. Työn tavoitteena on muodostaa monimoottorikäyttöjen toteuttajille opastus, jonka avulla sähkökäytön suunnittelun alkuvaiheessa voidaan ottaa huomioon monimoottorikäytön erikoistarpeita. Työn teoriaosuudessa esitellään taajuusmuuttajan vaihtosuuntaustekniikan aiheuttamia ongelmia, moottorikaapelin mallintamista ja vertaillaan ongelmien ratkaisukeinoja pienitehoisten taajuusmuuttajien näkökulmasta. Yhteismuotoista virtaa tutkitaan mittaamalla rakennetulla monimoottorikäytöllä sekä simuloimalla vaihdellen kaapelin pituutta ja moottorien lukumäärää. Mittaamalla vertaillaan myös virran suodatusratkaisuja. Muodostettu simulointimalli on hyvin yksinkertainen ja luotettavammat virta-arvot saadaankin mittauksella. Kuitenkin työn perusteella voidaan antaa ohjeita monimoottorikäytön suunnittelulle. Esimerkiksi jokaiselle moottorille täytyy suunnitella erillinen suojaus ja taajuusmuuttaja on syytä mitoittaa todellisen kuormavirran mukaan. Yhteismuotoisen virran aiheuttamat ongelmat ovat sitä pienempiä, mitä vähemmän moottoreita on rinnakkain ja mitä lyhyempi moottorikaapelien yhteispituus on.

In this Master's thesis the common mode current and the problems it causes in multimotor drives is discussed. The goal of the thesis is to create guidance for multimotor drive builders that the special properties of multimotor drives could be taken into account. In the theory part of this thesis the inverter produced problems, motor cable modelling and the solutions for the problems are presented from the low power drive point of view. Common mode current is examined by simulations and measurements using the built multimotor drive. The current ltering alternatives are compared by measurements too. Due to the very simple simulation model created in this thesis the measured current values are more reliable. However some guidelines for the design of multimotor drives are given in the thesis. For example the electric drive dimensioning should be based on the real load current and the protection of every motor in the multimotor drive is important to design. The problems caused by common mode current are the smaller the fewer motors are connected and the shorter the sum of the motor cables is.