Falowniki Vacon – napędy i środowisko elektryczne

znajdujesz się w: Vacon / tagi: , , ,

Produkt niedostępny w naszym sklepie do odwołania

Falowniki Vacon – napędy i środowisko elektryczne

W większości instalacji sterowanie procesem wymaga stosowania wyposażenia dodatkowego jak komputery, czujniki itp. Urządzenia te są zazwyczaj instalowane blisko siebie, co stwarza możliwość ich wzajemnego zakłócania. Dwa główne mechanizmy powstawania zakłóceń:

  • Niska częstotliwość – harmoniczne
  • Wysoka częstotliwość – EMI (Electromagnetic Interference zakłócenia elektromagnetyczne).

Prądy harmoniczne

Każdy przebieg (prądów lub napięć) można wyrazić jako sumę częstotliwości podstawowej (50 lub 60 Hz) oraz ich wyższych wielokrotności. W zrównoważonych systemach trójfazowych występują jedynie harmoniczne nieparzyste. Harmoniczne parzyste, ze względu na symetrię, są tłumione. Harmoniczne generowane są przez nieliniowe obciążenia tzn. takie, które pobierają prąd nie sinusoidalny. Do typowych źródeł prądów harmonicznych można zaliczyć mostki prostownicze w zasilaczach elektroniki, zasilacze impulsowe w urządzeniach biurowych oraz lampy fluorescencyjne. Prostownik trójfazowy generuje wyższe harmoniczne rzędu 6 x n±1, tj. 5,7,11,13,17,19 itd. Wzrost częstotliwości powoduje zmniejszenie wartości prądów harmonicznych.
Prądy wyższych harmonicznych nie zwiększają mocy, ale stanowią dodatkowy prąd płynący w kablach. Typowym rezultatem tego zjawiska jest przeciążenie przewodów oraz zmniejszenie współczynnika mocy co może prowadzić do wadliwego działania systemów pomiarowych. Napięcia powstałe na skutek przepływu tych prądów przez reaktancje transformatorów mogą również spowodować uszkodzenia innych urządzeń lub zakłócać linie zasilające sprzęt informatyczny.

Eliminowanie problemu

Wraz ze wzrostem częstotliwości maleje wartość prądów wyższych harmonicznych, tak więc dla wyeliminowania problemu należy skoncentrować się na prądach harmonicznych niskich częstotliwości. Najłatwiejszym sposobem jest zwiększenie impedancji dla tych częstotliwości poprzez zastosowanie dławika. Napędy bez dławików generują znacznie wyższy poziom harmonicznych, niż napędy w nie wyposażone.
Dodatkową korzyścią z zastosowania dławika prądu przemiennego jest zabezpieczenie napędu przed impulsami przepięciowymi z sieci zasilającej. Wszystkie napędy Vacon posiadają dławiki prądu przemiennego (z wyjątkiem £3 kW CXS, o małych prądach nominalnych). Dławiki te eliminują prądy wyższych harmonicznych w dużym stopniu, ale nie eliminują wszystkich harmonicznych Dla napędów > 75 kW, często stosuje się rozwiązanie z mostkami prostowniczymi dwunasto-, lub osiemnasto-pulsowymi. Redukuje to poziom harmonicznych w zasilaniu drogą eliminowania najniższych harmonicznych. W rozwiązaniu dwunastopulsowym najniższymi harmonicznymi są 11-ta i 13-ta, a następnie 23-cia i 25-ta itd. o odpowiednio niskich poziomach. W rozwiązaniu osiemnastopulsowym najniższymi harmonicznymi są 17-ta i 19-ta również o niższych poziomach. Kształt prądu zasilającego jest bardzo bliski sinusoidalnemu. Wpływ harmonicznych można zmniejszyć wieloma innymi sposobami. Jedną z możliwości jest zastosowanie napędu Vacon CXR ze zwrotem energii, który daje prąd zasilający niemal sinusoidalny (współczynnik THD jest zwykle < 4 %). Najczęściej używanym sposobem jest zastosowanie filtrów selektywnych (notch filters) zmieniających impedancję zasilania dla określonych częstotliwości. Działają one skutecznie w sieciach stałych, nie podlegających zmianom. Innym sposobem jest zwiększenie mocy transformatora zasilającego, gdyż niska reaktancja powoduje obniżenie wartości napięć wyższych harmonicznych. Trzecim sposobem jest zastosowanie filtrów aktywnych, kompensujących nieliniowości obciążenia.
W ciągu ostatnich lat opublikowano kilka zasługujących na szczególną uwagę standardów dotyczących wyższych harmonicznych:
IEC 1000-3, IEC 1800-3 (EN61800-3), IEC 555 (EN60555) oraz IEEE 519-92. W prawidłowo zaprojektowanym systemie, napędy VACON spełniają wszystkie te normy.

Zakłócenia wysokich częstotliwości

Zakłócenia wysokich częstotliwości są przenoszone albo przez promieniowanie albo przewodzenie dla częstotliwości > 9 kHz. Rozpatrywany obszar to 150 kHz – 1000 MHz. Generalnie są one powodowane przez elementy przełączające w różnych urządzeniach, na przykład zegary w komputerach, zasilacze impulsowe oraz tranzystory wyjściowe napędów. Zakłócenia wysokiej częstotliwości mogą wpływać na pracę innych urządzeń.
Zakłócenia wysokiej częstotliwości emitowane z jakiegokolwiek urządzenia mogą prowadzić do wadliwego działania systemu pomiarowego lub komunikacyjnego powodując odbieranie przez odbiorniki radiowe wyłącznie zakłóceń. Wszystkie te zsumowane efekty mogą powodować nieoczekiwane przestoje.

Eliminowanie problemu

Należy uwzględniać dwa obszary:

      • Odporność na zakłócenia (standardy EN 50082 .1, -2, EN61800-3) oraz
      • Emisja zakłóceń (standardy EN 50081 .1, -2, EN61800-3)

Ogólne standardy dla napędów: EN 50081 i EN 50082 jak również EN61800 określają poziomy odporności na zakłócenia oraz emisji zakłóceń dla urządzeń pracujących w różnych warunkach środowiskowych. Napędy Vacon są przeznaczone do pracy w wielu różnych środowiskach, tak więc wszystkie spełniają warunki odporności na zakłócenia przemysłowe RFI i będą niezawodnie pracować we wszystkich środowiskach.
Standardy te określają również akceptowalne poziomy emisji zakłóceń w różnych środowiskach. Można dokonać wyboru spośród trzech poziomów:

      • N – brak tłumienia emitowanych zakłóceń – przeznaczony dla użytkowników eksploatujących napędy w środowiskach nie wrażliwych na zakłócenia, którzy realizują tłumienie emitowanych zakłóceń we własnym zakresie.
      • I – tłumienia emitowanych zakłóceń do poziomu przemysłowego
        do ogólnego stosowania w środowiskach przemysłowych.
      • C – tłumienia emitowanych zakłóceń do poziomu wymaganego na obszarach mieszkalnych – do ogólnego stosowania w środowiskach nie przemysłowych.

Osobiście odnosimy się do ogólnych standardów (EN50008x) ponieważ stawiają one ostrzejsze wymagania niż nowa rodzina standardów dla wyrobów (EN61800-3).
Vaasa Control Ltd. jest jedynym producentem który oferuje napędy do 90 kW z wbudowanymi filtrami dla poziomu C.
Dla wszystkich tych klas posiadamy certyfikat Unii Europejskiej oraz TFC (Technical Construction File) .dokumentację techniczną zweryfikowany przez FIMCO Ltd.