Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 6. Falownik z dławikiem DC

Jakość energii elektrycznej na obiektach przemysłowych jest zagrożona powszechnym występowaniem dużej ilości napędów mocy. Dla zapewnienia odporności napędów na parametry sieci i łatwej regulacji procesów technologicznych, najlepszym rozwiązaniem jest stosowanie falowników.

Opis rozpoznanego problemu

Falownik małej mocy jest wyposażony typowo w prostownik 6-pulsowy. W związku z tym w charakterystyczny sposób współpracuje siecią energetyczną, a jego zniekształcony prąd wywołuje niekorzystny wpływ na jakość energii. Należy ocenić wpływ zastosowania dławika szeregowego DC na poprawę parametrów zasilania falownika. 

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• Analizator Sonel PQM-702 (zobacz następcę Sonel PQM-710)
• Komplet cęgów C-7A
• Oprogramowanie Sonel Analiza

Rys. 1. Obraz parametrów THD I oraz Kf na tle mocy pozornej trójfazowej bez dławika DC

 

Rys. 2. Oscylogram napięć i prądów dla pracy falownika bez dławika DC   

 

Wstępne wnioski (Rys. 1. do  2.)

1. Zaobserwowano wysoki poziom harmonicznych w prądzie:

• Przy mocy ~8.3 kVA – THD I ~=140% (Patrz 1.);
• Przy mocy ~8.9 kVA – THD I ~= 158% (Patrz 2.).

2. Harmoniczne w prądzie ze znacznym udziałem wyższych składowych, wysoka wartość współczynnika Kf (Patrz 3.).
3. Przebieg chwilowy prądów fazowych wyraźnie wskazuje na impulsowy pobór energii z sieci zasilającej (Rys. 2.).
4. Jakość energii elektrycznej w punkcie pomiaru jest zagrożona skutkami przepływu wyższych harmonicznych prądu.

 

Rys. 3. Oscylogram napięć i prądów dla pracy falownika z dławikiem DC 

 

Działania naprawcze

• zastosowanie dławika DC w obwodzie prostownika (Rys. 3. do 7.).

Efekty     

1. Zwiększyła się szerokość pulsów prądowych (Patrz 5.).
2. Zmniejszył się poziom zniekształceń harmonicznych (Patrz 6.).
3. Zmniejszył się poziom współczynnika Kf w prądzie (Patrz 7.).

Rys. 4. Obraz współczynników THD I na tle mocy pozornej trójfazowej z dławikiem DC

 

Rys. 5. Obraz współczynników Kf prądu na tle mocy pozornej trójfazowej z dławikiem DC 

 

Rys. 6. Poziomy harmonicznych prądów fazowych falownika bez dławika DC 

 

Rys. 7. Poziomy harmonicznych prądów fazowych falownika z dławikiem DC 

 

Wnioski

1. Zastosowanie dławika poprawiło kształt przepływu prądu (Rys. 2. i Rys. 3.). 
2. Poziom współczynnika THD dla prądu zmniejszył się ze 140% do 70%.
3. Udział wyższych harmonicznych po zastosowaniu dławika zmniejszył się z ok. 160% do 29% - 35% (Rys. 1. i Rys. 4.).
4. Wyraźny znacznie szybszy spadek zawartości wyższych harmonicznych po zastosowaniu dławika DC (Patrz 8. i  9.).
5. W wyniku zastosowania prostego dławika DC znacząco zmniejszą się straty od prądów wyższych harmonicznych. 

Zalecenia

1. Rozważyć modyfikacje na pozostałych falownikach.

 

Autor:
Krzysztof Lorek