Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Ochrona przed prądami dużych częstotliwości w instalacjach napędów przekształtnikowych w sieciach separowanych

Układ zasilania z sieci IT napędu z przemiennikami częstotliwości, umożliwiający wymianę energii między silnikami i jej rozpraszanie na rezystorach mocy [8]
Układ zasilania z sieci IT napędu z przemiennikami częstotliwości, umożliwiający wymianę energii między silnikami i jej rozpraszanie na rezystorach mocy [8]

Napędy z przemiennikami częstotliwości zasilanymi z sieci izolowanych, o układzie IT, powodują występowanie prądów upływu o dużych częstotliwościach w otoczeniu napędu. Prądy te mogą prowadzić do porażeń, uszkodzeń przemienników lub innych urządzeń. Negatywne skutki prądów upływu pojemnościowego są szczególnie widoczne w przemiennikach większych mocy lub w instalacjach z wieloma przemiennikami zasilanymi z jednego transformatora. Wiele gałęzi przemysłu, w tym górnictwo odkrywkowe, stosuje powszechnie sieci o układzie zasilania IT, do których przyłączone są napędy przekształtnikowe o mocach przekraczających 1 MW.

przemysłowe przemienniki częstotliwości zasilane z sieci o układzie IT

Stosowane obecnie napięciowe przemienniki częstotliwości można podzielić na dwie zasadnicze grupy ze względu na zaimplementowaną metodę sterowania: przemienniki skalarne i przemienniki wektorowe. Nowym obszarem zastosowań przemienników skalarnych są obecnie napędy jazdy maszyn gąsienicowych górnictwa węgla brunatnego, a przemienników wektorowych – napędy przenośników taśmowych z regulowaną prędkością przesuwu taśmy.

Typowa struktura układu zasilania zespołu silników sterowanych napięciowymi przemiennikami częstotliwości w napędzie jazdy gąsienicowej maszyny górniczej węgla brunatnego została przedstawiona na rysunku 1. Wymiana energii między silnikami, z których jedne pracują w trybie silnikowym, a drugie w trybie generatorowym, zapewniona jest poprzez sieć DC, którą połączone są przemienniki częstotliwości. Istnieje możliwość rozpraszania nadmiarowej energii hamowania silnikami w czasie zjazdu maszyny po pochylni, za pomocą dołączonych rezystorów mocy. Rezystory te współpracują z przerywaczami prądu, które są aktywowane poziomem napięcia w sieci DC.

Zobacz także: Przegląd przekształtników do zasilania silników reluktancyjnych

W układach przekształtnikowych, gdzie zastosowano wspólną sieć DC, ważnym problemem jest zapewnienie równomiernego obciążania wszystkich obwodów wstępnego ładowania baterii kondensatorów podczas dołączania ich do źródła zasilania. Równie ważne jest zapewnienie jednoczesnego załączania i wyłączania przerywaczy prądu we wszystkich przemiennikach częstotliwości, które są zwykle sterowane niezależnie poziomem napięcia wspólnej sieci DC. Często dochodzi do załączania się jednego przerywacza o najniższym napięciu wyzwalania.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Możliwe są także rozwiązania układów zasilania, np. z pojedynczym obwodem prostownika i baterią kondensatorów oraz pojedynczym przerywaczem prądu współpracującym z siecią DC i rezystorem rozładowczym. Do sieci DC dołączone są wtedy jedynie sekcje falownikowe przemienników w liczbie równej liczbie sterowanych silników.

Obecnie szybkie procesory DSP umożliwiły budowę przemysłowych przemienników wektorowych, realizujących algorytm sterowania przemiennika oparty na bieżącej analizie położenia wypadkowego wektora strumienia stojana silnika i wypadkowego wektora strumienia wirnika. Duże osiągi dynamiczne i maksymalizowanie momentu przy jednoczesnym minimalizowaniu prądu stojana są tu uzyskiwane poprzez dążenie do utrzymywania kąta prostego między wypadkowymi strumieniami wirnika i stojana.

Zobacz także: Realizacja charakterystyki trakcyjnej za pomocą silnika reluktancyjnego przełączalnego (SRM)

Duża szybkość procesorów sygnałowych DSP i realizowanego pomiaru prędkości wału silnika wprowadza zaledwie ok. 2 ms opóźnienia reakcji przemiennika częstotliwości na zmiany obciążenia silnika. Takie sterowanie przemienników częstotliwości umożliwiło uzyskanie dużego momentu silnika przy zerowych prędkościach wału silnika klatkowego. W czasie rozruchu możliwe jest osiągnięcie momentu napędowego o wartości do 130 % Mn przy wymuszeniu w stojanie silnika prądów o wartościach nominalnych.

Moce silników zasilanych niskonapięciowymi przemiennikami częstotliwości przekraczają 1 MW. Przemiennik niskonapięciowy umożliwia budowę znacznie tańszego napędu w stosunku do jego odpowiednika zasilanego średnim napięciem, tj. przemiennik napięciowy lub prądowy – 6 kV z silnikiem – 6 kV.

Zobacz także: Ochrona przed prądami dużych częstotliwości w instalacjach napędów przekształtnikowych w sieciach separowanych

Specyfiką górniczych sieci zasilania jest wykorzystywanie sieci izolowanych od ziemi, nazywanych sieciami separowanymi lub sieciami typu IT. Cechą charakterystyczną takich sieci jest praktycznie brak prądów zwarciowych przy wystąpieniu doziemienia pojedynczej fazy napięcia zasilania. Z tego powodu urządzenia zasilane z tej sieci mogą pracować przy wystąpieniu doziemienia w odbiorniku. Wewnątrzzakładowe instrukcje określają, kiedy odbiornik, w którym wykryto uszkodzenie izolacji (pełne lub częściowe), zostanie wyłączony w celu naprawy. Stosowane są też sieci uziemione przez dużą rezystancję (HRG – ang. high resistance grounded), które ograniczają prądy zwarciowe do wartości zwykle mniejszych od 10 A.

W sieciach TN pojedyncze doziemienie powoduje niemalże natychmiastowe wyłączenie zasilania odbiornika, dlatego nie jest tu prowadzona analiza zjawiskzachodzących w odbiornikach pracujących w stanie doziemienia.

impulsowe napięcie zasilania silników

W przypadku zasilania odbiorników z sieci o układzie IT, w których odbiorniki nie przetwarzają energii elektrycznej na inną jej formę, analiza zjawisk zachodzących w stanie zwarcia doziemnego nie stwarza większych problemów.

Sytuacja jest odmienna, jeśli z sieci o układzie IT zasilane są przemienniki częstotliwości, które przetwarzają energię zasilania na inną formę, w celu dostarczenia jej do silników w formie najbardziej do nich dopasowanej. Napięcia wyjściowe (harmoniczna podstawowa) zmieniają się zwykle w zakresie 0 - 100 Hz, a częstotliwość impulsów, formujących harmoniczną podstawową napięcia wyjściowego, osiąga wartości 5 kHz.

Przykładowy kształt napięcia fazowego i międzyfazowego na wyjściach mocy napięciowego przemiennika częstotliwości pokazano na rysunku 2. Obwiednia napięcia fazowego jest wynikiem sumy harmonicznych widma częstotliwości przebiegu składającego się z impulsów o różnej szerokości i jest przebiegiem niesinusoidalnym; trapezowym. Różnica trapezowych obwiedni napięć fazowych buduje sinusoidalne napięcie międzyfazowe, które w rzeczywistości jest ciągiem impulsów o polaryzacji +UDC przez jedną połowę okresu i -UDC przez drugą połowę okresu harmonicznej podstawowej napięcia wyjściowego. Rzeczywiste wyjściowe przebiegi napięć i prądów przemiennika częstotliwości przedstawiono na rysunku 3.

Analityczna postać tych napięć jest złożona i nie daje możliwości prostego opisu zjawisk towarzyszących oddziaływaniu ich na sieć zasilania i otoczenie przemiennika częstotliwości. Przykład analizy harmonicznej napięć wyjściowych przemiennika częstotliwości, dla naturalnej sinusoidalnej modulacji PWM (przebieg modulowany «nośny» – trójkąt symetryczny, przebiegi modulujące – 3 przebiegi sinusoidalne przesunięte o 120°) przedstawiają zależności (1, 2, 3) [1].

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl