haku: @keyword taajuusmuuttaja / yhteensä: 142
viite: 39 / 142
| Tekijä: | Bäckström, Filip |
| Työn nimi: | Design of overvoltage and earth-fault protections for a frequency converter |
| Taajuusmuuttajan ylijännite- ja maasulkusuojauksen suunnittelu | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | [8] + 86 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Elektroniikan laitos |
| Oppiaine: | Tehoelektroniikka (S-81) |
| Valvoja: | Hinkkanen, Marko |
| Ohjaaja: | Suomela, Kalle |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 660 | Arkisto |
| Avainsanat: | frequency converter surge suppression power-grid disturbances earth-fault detection summation-current measurement taajuusmuuttaja maasulunvalvonta ylijännitesuojaus summavirranmittaus |
| Tiivistelmä (fin): | Taajuusmuuttajat joutuvat usein toimimaan sähkönlaadun kannalta vaikeassa ympäristössä, missä taajuusmuuttajat altistuvat sähköverkon ylijännitteille. Sähköverkon ylijännitteiden on huomattu aiheuttavan luotettavuusongelmia taajuusmuuttajan tulosilloissa ja ylijännitteiltä suojaavassa varistorissa. Ylijännitteiden lisäksi taajuusmuuttajan lähdössä tapahtuvien maasulkujen on huomattu aiheuttavan ongelmia taajuusmuuttajien toiminnassa. Lähdössä tapahtuva matalaimpedanssinen maasulku aiheuttaa vaihtosuuntaajasillan IGBT:iden rikkoutumisia. Korkeaimpedanssinen maasulku aiheuttaa ongelmia moottorisäädössä. Tämän työn tutkimuskysymys on miten yksivaiheisesti sähköverkkoon kytketyn taajuusmuuttajan ylijännitesuojausta ja maasulunsuojausta voitaisiin parantaa. Tässä työssä tutkittiin ylijännitesuojauksen parannusmahdollisuuksia vertailemalla erilaisten ylijännitesuojaustopologioiden toimintaa simuloinneilla. Lisäksi työssä kehitettiin kolme erilaista summavirranmittaukseen perustuvaa maasulunhavainnointipiiriä. Piirien toimintaa tutkittiin simuloinnein ja mittauksilla. Työssä saatujen tulosten perusteella taajuusmuuttajan tulopuolelle, tulovaiheen ja nollajohtimen väliin, asetettu metallioksidivaristori tarjoaisi luotettavan ylijännitesuojauksen kun varistorin ja jännitevälipiirin kondensaattoreiden väliin asetetaan pieni eromuotoinen kuristin. Varistorin luotettavuutta voidaan kasvattaa kasvattamalla varistorin nimellisjännitettä tai käyttämällä sarjaan kytkettyä kaasupurkausputkea ja varistoria. Tämän työn maasulkuun liittyvä tutkimus osoittaa, että summavirran mittaaminen piirikortille integroidulla Rogowski-kelalla tai hyödyntämällä lineaarioptioerotinta ja virranmittausvastuksia kummassakin tasajännitevälipiirin potentiaalissa tarjoaa vaihtoehdon perinteisesti maasulun valvonnassa käytetylle summavirtamuuntajalle. Piirikortille integroitu Rogowski-kela tarjoaa edullisen ratkaisun maasulun valvontaan. Vaihtoehtoisesti, lineaarioptioerotinta käyttävä ratkaisu tarjoaa kompaktin ratkaisun maasulunvalvontaan. |
| Tiivistelmä (eng): | Frequency converters operate in an electrically harsh environment where frequency converters are exposed to over voltages in the power-distribution networks. The exposure to the over voltages has observed to cause reliability problems in the rectifier diodes and the surge suppression varistors of the frequency converters. Another reliability problem is earth faults. Low-impedance earth faults causes decays of the IGBTs in the inverter bridge. Additionally, a high-impedance earth fault can cause disturbances in the motor control. Objective of this thesis is to increase the robustness of frequency converter connected to a single-phase AC supply against power-grid over voltages and earth faults. In this thesis the improvement of the surge suppression in a frequency converter was investigated by simulating the operation of different surge suppression topologies. Additionally, three earth-fault detection circuits are developed. The operation of these circuits was verified by simulations and practical measurements. According to the results in this thesis, reliable surge suppression in a single-phase frequency converter could be implemented with a varistor before the rectifier bridge, which is placed between the input AC-supply phase and neutral, combined with small differential-mode inductor between the intermediate-DC-link capacitors and the varistor. The reliability of the varistor could be increased by increasing the voltage rating of the varistor or by utilizing series connected varistor and gas discharge tube. The investigation regarding the earth-fault detection revealed that a PCB-coil based Rogowski coil and shunt-current measurement in both DC potentials utilizing a linear optocoupler offers an alternative to a summation current transformer based earth-fault detection in a frequency converter. The Rogowski coil offers a low-coast solution. The detection utilizing linear optocoupler offers a compact solution. |
| ED: | 2012-09-24 |
INSSI tietueen numero: 45291
+ lisää koriin
INSSI