वारंवारता कनवर्टर वापरताना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगतता

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटी (EMC) ही विद्युत किंवा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या उपस्थितीत सामान्यपणे कार्य करण्याची क्षमता आहे. त्याच वेळी, उपकरणे इतर उपकरणे किंवा जवळपासच्या सिस्टमच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणू नयेत.

इंटरनॅशनल एनर्जी कमिशन (IEC) EMC निर्देश युरोपीय आर्थिक क्षेत्रात वापरल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रिकल उपकरणांसाठी प्रतिकारशक्ती आणि उत्सर्जन आवश्यकता सेट करते. EMC EN 61800-3 मानक फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरसाठी आवश्यकता समाविष्ट करते.

फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर केवळ त्या कालावधीत स्त्रोताकडून विद्युत् प्रवाह काढतो जेव्हा पॉवर स्त्रोताच्या साइन वेव्हचे तात्काळ मूल्य डीसी लिंक व्होल्टेजपेक्षा जास्त असते, म्हणजे. पीक सोर्स व्होल्टेज प्रदेशात. परिणामी, प्रवाह सतत वाहत नाही, परंतु मधूनमधून, खूप उच्च शिखर मूल्यांसह.

या प्रकारच्या वर्तमान वेव्हफॉर्ममध्ये, मूलभूत वारंवारता घटकांसह, हार्मोनिक घटकांचे कमी किंवा कमी उच्च प्रमाण (सप्लाय हार्मोनिक्स) समाविष्ट आहे.

थ्री-फेज फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरमध्ये, ते प्रामुख्याने 5 व्या, 7 व्या, 11 व्या आणि 13 व्या हार्मोनिक्सचा समावेश करतात. या प्रवाहांमुळे पुरवठा व्होल्टेज वेव्हफॉर्मचे विरूपण होते, जे त्याच नेटवर्कमधील इतर विद्युत ग्राहकांना प्रभावित करते.

तसेच, पर्यायी प्रवाहांमुळे मध्ये चढउतार होतात पॉवर फॅक्टर सुधारणा सर्किट्स काही गंभीर परिस्थितींमध्ये ज्यामुळे ओव्हरव्होल्टेज होऊ शकते.

अटी गंभीर असतात जेव्हा:

• इन्स्टॉलेशनची किमान 10 - 20% शक्ती इन्व्हर्टर आणि वारंवारता कनवर्टरच्या अनियंत्रित रेक्टिफायरद्वारे तयार होते;

• नुकसान भरपाई सर्किट व्यत्ययाशिवाय कार्य करते;

• सर्वात कमी नुकसान भरपाईचा टप्पा पुरवठा ट्रान्सफॉर्मर आणि 50 Hz च्या 5 किंवा 7 हार्मोनिक्सच्या जवळ रेझोनंट फ्रिक्वेंसीसह रेझोनंट सर्किट तयार करतो, म्हणजे. सुमारे 250 किंवा 350 Hz.

येथे इन्व्हर्टर ट्रान्झिस्टरच्या अतिशय जलद स्विचिंगचा परिणाम म्हणून पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन ध्वनिक प्रभाव दिसून येतो, ज्याचा पॉवर ग्रिड आणि इलेक्ट्रिक मोटरवर नकारात्मक प्रभाव पडतो.

इन्व्हर्टरच्या ट्रान्झिस्टर स्विचच्या जलद स्विचिंगचा परिणाम ब्रॉडबँड हस्तक्षेप सिग्नलमध्ये होतो जो मोटर केबल्सद्वारे पर्यावरणावर परिणाम करतो. पीडब्लूएम आणि डीटीसी कंट्रोल व्होल्टेज इंटरव्हल्समुळे होणाऱ्या इंडक्टन्समधील सतत बदलांमुळे मोटर कोर शीट्सच्या लांबीमध्ये (मॅग्नेटोस्ट्रिक्शन) थोडासा बदल होतो, परिणामी मोटर स्टेटर कोर स्टॅकमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण मोड्युलेटेड आवाज येतो.

वारंवारता कनवर्टरचे आउटपुट व्होल्टेज उच्च वारंवारता आहे आयताकृती पल्स ट्रेन समान मोठेपणासह भिन्न ध्रुवता आणि कालावधीसह.व्होल्टेज पल्सच्या पुढच्या भागाची तीव्रता इन्व्हर्टरच्या पॉवर स्विचच्या स्विचिंग गतीद्वारे निर्धारित केली जाते आणि भिन्न सेमीकंडक्टर उपकरणे वापरताना भिन्न असते (उदाहरणार्थ: साठी IGBT ट्रान्झिस्टर म्हणजे 0.05 — 0.1 μs).

सरळ समोरून पल्स सिग्नल पास केल्याने केबलमध्ये तरंग प्रक्रिया होते आणि मोटर टर्मिनल्समध्ये ओव्हरव्होल्टेज होते.

मोटार केबलची लांबी त्याद्वारे प्रसारित होणाऱ्या उच्च-फ्रिक्वेंसी वेव्ह (पल्स फ्रंट) च्या लांबीवर अवलंबून असते. गंभीर म्हणजे केबलची लांबी अर्ध्या तरंगलांबीच्या बरोबरीची असते ज्यावर इंडक्शन मोटरच्या विंडिंगवर व्होल्टेज पल्स लावले जातात, जे DC लिंक व्होल्टेजच्या दुप्पट परिमाणात बंद करा.

व्होल्टेज क्लास 0.4 केव्हीसाठी इलेक्ट्रिक ड्राईव्हमध्ये, ओव्हरव्होल्टेज 1000 V पर्यंत पोहोचू शकते. या समस्येला लांब केबल समस्या म्हणतात.

इनपुट आणि आउटपुट फिल्टरसह फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरचा ब्लॉक आकृती

EMC मानकांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर ड्राइव्हमध्ये लाइन चोक आणि EMC फिल्टर वापरले जातात.

EMC फिल्टर ट्रान्सड्यूसरद्वारे उत्सर्जित होणारा ध्वनिक आवाज कमी करतात आणि बहुतेक प्रकारच्या ट्रान्सड्यूसरसाठी प्रोब हाऊसिंगमध्ये तयार केलेला कारखाना असतो. लाइन रिअॅक्टर्स उच्च इनरश करंट्स कमी करण्यासाठी आणि म्हणून लाइन करंटचे हार्मोनिक्स कमी करण्यासाठी आणि रेग्युलेटेड फ्रिक्वेंसी ड्राइव्हचे लाट संरक्षण सुधारण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

"लांब केबल" समस्येचे निराकरण म्हणजे इलेक्ट्रिक मोटरच्या टर्मिनल्समध्ये ओव्हरव्होल्टेज आणि इनरश करंट्स मर्यादित करण्यासाठी तांत्रिक उपाय लागू करणे. यामध्ये आउटपुट चोक, फिल्टर, साइनसॉइडल फिल्टर स्थापित करणे समाविष्ट आहे.

वारंवारता कनवर्टर कनेक्शन आकृती

आउटपुट चोक प्रामुख्याने केबल रिसेप्टॅकल्सच्या ओव्हरचार्जिंगमुळे लांब मोटर केबल्समध्ये उद्भवणारे वर्तमान स्पाइक्स मर्यादित करतात आणि मोटर टर्मिनल्सवर व्होल्टेज वाढ किंचित कमी करतात, परंतु ते मोटर टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज शिखर कमी करत नाहीत.

रेखीय चोक

फिल्टर्स व्होल्टेज वाढ मर्यादित करून आणि मोटार टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज शिखरांना नॉन-क्रिटिकल व्हॅल्यूजपर्यंत कमी करून मोटर इन्सुलेशनचे संरक्षण करतात, तर फिल्टर्स केबल कंटेनर अधूनमधून रिचार्ज केल्यावर उद्भवणारी वर्तमान शिखरे कमी करतात.

EMC फिल्टर

साइनसॉइडल फिल्टर कन्व्हर्टरच्या आउटपुटवर जवळ-साइनसॉइडल व्होल्टेज प्रदान करतात.

याव्यतिरिक्त, साइनसॉइडल फिल्टर्स मोटर टर्मिनल व्होल्टेजच्या वाढीचा दर एका मूल्यापर्यंत कमी करतात, व्होल्टेज शिखर काढून टाकतात, मोटरमधील अतिरिक्त नुकसान कमी करतात आणि मोटरचा आवाज कमी करतात.

लांब मोटर केबल्ससाठी, सायनसॉइडल फिल्टर केबल कंटेनरच्या नियतकालिक रिचार्जिंगद्वारे व्युत्पन्न वर्तमान शिखरे कमी करतात.

इलेक्ट्रिक मोटरच्या टर्मिनल्समध्ये सर्ज व्होल्टेज मर्यादित करण्याच्या वरील पद्धतींव्यतिरिक्त, लांब केबलच्या समस्येचे निराकरण करण्याचे दोन प्रभावी मार्ग लक्षात घेतले पाहिजेत, ज्यासाठी मोठ्या गुंतवणूकीची आवश्यकता नाही आणि ते थेट वापरकर्त्याद्वारे केले जाऊ शकतात:

1. मालिका LC ची स्थापना — इन्व्हर्टर आउटपुट व्होल्टेज डाळींच्या अग्रभागी असलेल्या काठाची स्टेपनेस कमी करण्यासाठी वारंवारता कनवर्टरच्या आउटपुटवर फिल्टर;

2.केबलच्या लहरी प्रतिबाधाशी जुळण्यासाठी थेट मोटर टर्मिनल्सवर समांतर RC फिल्टर स्थापित करणे.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगतता सुनिश्चित करण्याच्या वरील पद्धतींव्यतिरिक्त, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर आणि इलेक्ट्रिक मोटर कनेक्ट करण्यासाठी शील्डेड केबल्स वापरण्याची आवश्यकता लक्षात घेतली पाहिजे. रेडिएटेड उच्च-फ्रिक्वेंसी हस्तक्षेपाच्या प्रभावी दडपशाहीसाठी, स्क्रीनची चालकता फेज कंडक्टरच्या चालकतेच्या किमान 1/10 असावी.

स्क्रीनच्या चालकतेचे मूल्यांकन करण्यास अनुमती देणारे एक पॅरामीटर म्हणजे त्याचे इंडक्टन्स, जे लहान असावे आणि वारंवारतेवर शक्य तितके कमी अवलंबून असावे. तांबे किंवा अॅल्युमिनियम शील्ड (चिलखत) वापरून या आवश्यकता सहजपणे पूर्ण केल्या जातात.

फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर आणि मोटरला जोडणाऱ्या केबलच्या शील्ड्स दोन्ही टोकांना ग्राउंड केल्या पाहिजेत. ढाल जितकी चांगली आणि घट्ट असेल तितकी रेडिएशन पातळी कमी आणि मोटर बेअरिंगमधील विद्युत् प्रवाहाची तीव्रता.

वारंवारता कनवर्टरसाठी मोटर केबलची स्क्रीन

शील्डमध्ये तांब्याच्या तारांचा एक केंद्रित थर आणि गुंडाळलेली तांब्याची पट्टी असते.

सामान्यतः कंट्रोल केबलची शील्ड थेट फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरवर ग्राउंड केली जाते. ढालचे दुसरे टोक जमिनीवर नसलेले सोडले जाते किंवा काही nF च्या उच्च व्होल्टेज उच्च वारंवारता कॅपेसिटरद्वारे जमिनीशी जोडलेले असते.

अॅनालॉग सिग्नल जोडण्यासाठी दोन ढाल असलेली ट्विस्टेड जोडी केबल वापरण्याची शिफारस केली जाते. इम्पल्स स्पीड सेन्सरवरून सिग्नल जोडण्यासाठी अशा केबलचा वापर करण्याची शिफारस देखील केली जाते. प्रत्येक सिग्नलसाठी स्वतंत्र शील्ड असलेली एक केबल वापरली पाहिजे.

लो-व्होल्टेज डिजिटल सिग्नल्ससाठी, दुहेरी ढाल असलेली ट्विस्टेड-पेअर केबल वापरण्याची देखील शिफारस केली जाते, परंतु सामान्य ढाल असलेल्या एकाधिक ट्विस्टेड-जोडी केबल्स वापरल्या जाऊ शकतात.

दुहेरी ढाल असलेली ट्विस्टेड-पेअर केबल (a) आणि अनेक ट्विस्टेड जोड्यांसह केबल आणि एक सामान्य ढाल (b)