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


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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