आवृत्ति कन्वर्टर्स का उपयोग करते समय विद्युत चुम्बकीय संगतता

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कम्पेटिबिलिटी (EMC) यह विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में सामान्य रूप से कार्य करने की क्षमता है। उसी समय, उपकरण को पास के अन्य उपकरणों या प्रणालियों के संचालन में हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए।

अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा आयोग (IEC) EMC निर्देश यूरोपीय आर्थिक क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले विद्युत उपकरणों के लिए प्रतिरक्षा और उत्सर्जन आवश्यकताओं को निर्धारित करता है। EMC EN 61800-3 मानक आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए आवश्यकताओं को शामिल करता है।

फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर केवल उस अवधि के दौरान स्रोत से करंट खींचता है जब पावर स्रोत की साइन वेव का तात्कालिक मान DC लिंक वोल्टेज से अधिक होता है, अर्थात। शिखर स्रोत वोल्टेज क्षेत्र में। नतीजतन, वर्तमान प्रवाह लगातार नहीं होता है, लेकिन अंतःक्रियात्मक रूप से बहुत उच्च शिखर मूल्यों के साथ होता है।

इस प्रकार के वर्तमान तरंग में मौलिक आवृत्ति घटकों के साथ, हार्मोनिक घटकों (आपूर्ति हार्मोनिक्स) का अधिक या कम उच्च अनुपात शामिल है।

तीन-चरण आवृत्ति कन्वर्टर्स में, वे मुख्य रूप से 5वें, 7वें, 11वें और 13वें हार्मोनिक्स से बने होते हैं। ये धाराएं आपूर्ति वोल्टेज तरंग के विरूपण का कारण बनती हैं, जो उसी नेटवर्क में अन्य विद्युत उपभोक्ताओं को प्रभावित करती हैं।

इसके अलावा, प्रत्यावर्ती धाराएँ उतार-चढ़ाव का कारण बनती हैं पावर फैक्टर करेक्शन सर्किट कुछ गंभीर परिस्थितियों में जो ओवरवॉल्टेज का कारण बन सकता है।

परिस्थितियाँ गंभीर होती हैं जब:

• कम से कम 10 - 20% स्थापना की शक्ति इन्वर्टर और आवृत्ति कनवर्टर के अनियंत्रित सुधारक द्वारा बनाई गई है;

• मुआवजा सर्किट बिना किसी रुकावट के काम करता है;

• सबसे कम मुआवजा चरण आपूर्ति ट्रांसफार्मर और 50 हर्ट्ज के 5 या 7 हार्मोनिक्स के करीब एक गुंजयमान आवृत्ति के साथ एक गुंजयमान सर्किट बनाता है, अर्थात। लगभग 250 या 350 हर्ट्ज।

इन्वर्टर ट्रांजिस्टर के बहुत तेजी से स्विचिंग के परिणामस्वरूप पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव ध्वनिक प्रभाव देखे जाते हैं, जिनका पावर ग्रिड और इलेक्ट्रिक मोटर पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

इन्वर्टर के ट्रांजिस्टर स्विच के तेजी से स्विच करने से ब्रॉडबैंड हस्तक्षेप संकेत मिलता है जो मोटर केबलों के माध्यम से पर्यावरण को प्रभावित करता है। पीडब्लूएम और डीटीसी नियंत्रण वोल्टेज अंतराल की वजह से अधिष्ठापन में निरंतर परिवर्तन मोटर कोर शीट्स (मैग्नेटोस्ट्रिक्शन) की लंबाई में मामूली बदलाव के परिणामस्वरूप होता है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर स्टेटर कोर स्टैक में एक विशिष्ट संग्राहक शोर होता है।

आवृत्ति कनवर्टर का आउटपुट वोल्टेज उच्च आवृत्ति है आयताकार पल्स ट्रेन समान आयाम के साथ विभिन्न ध्रुवता और अवधि के साथ।वोल्टेज पल्स के सामने की स्थिरता इन्वर्टर के पावर स्विच की स्विचिंग गति से निर्धारित होती है और विभिन्न अर्धचालक उपकरणों का उपयोग करते समय अलग होती है (उदाहरण के लिए: आईजीबीटी ट्रांजिस्टर वह 0.05 - 0.1 μs है)।

खड़ी मोर्चे के साथ पल्स सिग्नल का मार्ग केबल में तरंग प्रक्रियाओं का कारण बनता है और मोटर टर्मिनलों में ओवरवॉल्टेज की ओर जाता है।

मोटर केबल की लंबाई इसके माध्यम से फैलने वाली उच्च-आवृत्ति तरंग (पल्स फ्रंट) की लंबाई पर निर्भर करती है। क्रिटिकल एक केबल की लंबाई है जो आधे तरंग दैर्ध्य के बराबर होती है, जिस पर इंडक्शन मोटर की वाइंडिंग पर वोल्टेज दालों को लगाया जाता है, जो कि डीसी लिंक वोल्टेज के दोगुने परिमाण के करीब।

वोल्टेज क्लास 0.4 kV के इलेक्ट्रिक ड्राइव में, ओवरवॉल्टेज 1000 V तक पहुंच सकता है। इस समस्या को लंबी केबल समस्या कहा जाता है।

इनपुट और आउटपुट फिल्टर के साथ आवृत्ति कनवर्टर का ब्लॉक आरेख

EMC मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, आवृत्ति कनवर्टर ड्राइव में लाइन चोक और EMC फ़िल्टर का उपयोग किया जाता है।

ईएमसी फिल्टर ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्सर्जित ध्वनिक शोर को कम करते हैं और अधिकांश प्रकार के ट्रांसड्यूसर कारखाने में जांच आवास में निर्मित होते हैं। लाइन रिएक्टरों को उच्च घुसपैठ धाराओं को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसलिए लाइन वर्तमान के हार्मोनिक्स और विनियमित आवृत्ति ड्राइव की वृद्धि सुरक्षा में सुधार करने के लिए।

"लॉन्ग केबल" समस्या का समाधान इलेक्ट्रिक मोटर के टर्मिनलों में ओवरवॉल्टेज और इनरश करंट को सीमित करने के लिए तकनीकी समाधान लागू करने की आवश्यकता है। इनमें आउटपुट चोक, फिल्टर, साइनसोइडल फिल्टर लगाना शामिल है।

आवृत्ति कनवर्टर कनेक्शन आरेख

आउटपुट चोक मुख्य रूप से केबल रिसेप्टेकल्स के ओवरचार्जिंग के कारण लंबे मोटर केबलों में होने वाली वर्तमान स्पाइक्स को सीमित करने और मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज वृद्धि को थोड़ा कम करने के लिए काम करते हैं, लेकिन वे मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज चोटियों को कम नहीं करते हैं।

रैखिक चोक

फिल्टर वोल्टेज वृद्धि को सीमित करके और मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज चोटियों को गैर-महत्वपूर्ण मूल्यों तक कम करके मोटर इन्सुलेशन की रक्षा करते हैं, जबकि फिल्टर वर्तमान चोटियों को कम करते हैं जो केबल कंटेनरों को समय-समय पर रिचार्ज करते हैं।

ईएमसी फिल्टर

साइनसॉइडल फिल्टर कनवर्टर के आउटपुट पर एक निकट-साइनसॉइडल वोल्टेज प्रदान करते हैं।

इसके अलावा, साइनसॉइडल फिल्टर मोटर टर्मिनल वोल्टेज के मूल्य में वृद्धि की दर को कम करते हैं, वोल्टेज चोटियों को हटाते हैं, मोटर में अतिरिक्त नुकसान को कम करते हैं और मोटर शोर को कम करते हैं।

लंबे मोटर केबलों के लिए, साइनसॉइडल फिल्टर केबल कंटेनरों के आवधिक रिचार्जिंग द्वारा उत्पन्न वर्तमान चोटियों को कम करते हैं।

इलेक्ट्रिक मोटर के टर्मिनलों में सर्ज वोल्टेज को सीमित करने के उपरोक्त तरीकों के अलावा, एक लंबी केबल की समस्या को हल करने के दो प्रभावी तरीकों पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिसमें बड़े निवेश की आवश्यकता नहीं होती है और इसे सीधे उपयोगकर्ता द्वारा किया जा सकता है:

1. एक श्रृंखला एलसी की स्थापना - इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज दालों के अग्रणी किनारे की स्थिरता को कम करने के लिए आवृत्ति कनवर्टर के आउटपुट पर फ़िल्टर करें;

2.केबल के तरंग प्रतिबाधा से मेल खाने के लिए सीधे मोटर टर्मिनलों पर समानांतर आरसी फ़िल्टर स्थापित करना।

विद्युत चुम्बकीय संगतता सुनिश्चित करने के उपरोक्त तरीकों के अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आवृत्ति कनवर्टर और इलेक्ट्रिक मोटर को जोड़ने के लिए परिरक्षित केबलों का उपयोग करने की आवश्यकता है। विकिरणित उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप के प्रभावी दमन के लिए, स्क्रीन की चालकता चरण कंडक्टर की चालकता का कम से कम 1/10 होना चाहिए।

स्क्रीन की चालकता का मूल्यांकन करने की अनुमति देने वाले मापदंडों में से एक इसका अधिष्ठापन है, जो छोटा होना चाहिए और आवृत्ति पर जितना संभव हो उतना कम निर्भर होना चाहिए। तांबे या एल्यूमीनियम ढाल (कवच) का उपयोग करके इन आवश्यकताओं को आसानी से पूरा किया जाता है।

आवृत्ति परिवर्तक और मोटर को जोड़ने वाली केबल की ढाल दोनों सिरों पर जमी होनी चाहिए।शील्ड जितनी बेहतर और कड़ी होगी, मोटर बियरिंग में विकिरण का स्तर उतना ही कम होगा और धारा का परिमाण भी कम होगा।

आवृत्ति कनवर्टर के लिए मोटर केबल की स्क्रीन

ढाल में तांबे के तारों की एक संकेंद्रित परत और एक कुंडलित तांबे की पट्टी होती है।

आम तौर पर नियंत्रण केबल की ढाल सीधे आवृत्ति कनवर्टर पर आधारित होती है। ढाल के दूसरे छोर को कुछ nF के उच्च वोल्टेज उच्च आवृत्ति संधारित्र के माध्यम से भूमिगत छोड़ दिया जाता है या जमीन से जोड़ा जाता है।

एनालॉग संकेतों को जोड़ने के लिए दो शील्ड के साथ मुड़ जोड़ी केबल का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। आवेग गति संवेदक से संकेतों को जोड़ने के लिए ऐसी केबल के उपयोग की भी सिफारिश की जाती है। प्रत्येक सिग्नल के लिए एक अलग शील्ड के साथ एक केबल का उपयोग किया जाना चाहिए।

लो-वोल्टेज डिजिटल सिग्नल के लिए, डबल-शील्डेड ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग करने की भी सिफारिश की जाती है, लेकिन एक सामान्य शील्ड के साथ कई ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग किया जा सकता है।

डबल-शील्डेड ट्विस्टेड-पेयर केबल (ए) और कई ट्विस्टेड पेयर के साथ केबल और एक कॉमन शील्ड (बी)