NASZE MAGAZYNY:
Najnowszy numer:

Zapoznaj się z zawartością
najnowszego numeru magazynu
Magazyn Dźwig 3/2018
Prenumerata
Aktualności
Archiwum czasopism
Zakłócenia harmoniczne a stosowanie falowników

fot.Ziehl-Abegg (3)
Jednym z najważniejszych warunków zapewniających sprawne działanie urządzeń i systemów elektrycznych jest dostawa energii o odpowiedniej jakości. Wzrost wykorzystania nieliniowych odbiorników ma coraz większy, negatywny wpływ na jakość dostarczanej energii i zagraża bezpieczeństwu urządzeń elektrycznych i elektronicznych.

Obecność wyższych harmonicznych może być przyczyną wielu niekorzystnych zjawisk, m.in.

• przeciążenia sieci związanego ze wzrostem skutecznej wartości prądu, jednocześnie powodującego straty w elementach rezystancyjnych,
• przeciążenia przewodów neutralnych, co w skrajnych przypadkach może doprowadzić do uszkodzenia przewodów neutralnych, a w dalszej kolejności wyłączenia urządzeń jednofazowych,
• odkształcenia napięcia zasilającego powodującego zakłócenia w pracy wrażliwych odbiorników, np. sieci teleinformatycznych,
• szybszego starzenia się izolacji,
• indukowania się napięć wyższych niż napięcie w sieci zasilającej,
• naskórkowości prądu, wymagającej stosowania większych przekrojów przewodów.

Przy sinusoidalnym zasilaniu obciążenia nieliniowe mają niesinusoidalny pobór prądu. Często zamieniają na przykład sinusoidalne napięcie sieci 230/400 V, 50 Hz na napięcie stałe, aby następnie przekształcić to sztucznie w napięcie o znacznie wyższych częstotliwościach.

Przykładem odbiorników nieliniowych są:
• zasilacze impulsowe
• lub coraz powszechniej stosowane, nie tylko w technice dźwigowej, falowniki.

Co to są zakłócenia harmoniczne?

W zależności od prostownika wejściowego falowników z dolnym obwodem pośrednim, prądy obwodu pośredniego DC płyną tylko wtedy, gdy napięcie sieci przed diodą prostownika jest wyższe niż napięcie w kondensatorach obwodu pośredniego.
W rezultacie w sieci energetycznej powstają wysokie, niesinusoidalne piki. Zjawisko to dotyczy w zasadzie wszystkich falowników dostępnych na rynku i nie jest związane z producentem falownika.
Poniższy wykres pokazuje, że niektóre nieparzyste harmoniczne mają bardzo duże składowe.

5ta harmoniczna I5 = 250Hz
7a harmoniczna I7=350Hz
11ta harmoniczna I11=550Hz

Mając na uwadze wyżej wymienione niekorzystne oddziaływanie zakłóceń harmonicznych na sieć energetyczną, a co za tym idzie na bezpieczeństwo użytkowników, została opracowana norma, na którą powołuje się dyrektywa dźwigowa: PN-EN 12015:2014-05 – Kompatybilność elektromagnetyczna – Standardowa rodzina produktów w dźwigach, schodach i chodnikach ruchomych- Emisja. Spełnienie tej normy jest obligatoryjne i bardzo restrykcyjnie badane w innych krajach europejskich, przy czym w Polsce problem ten jest dopiero od niedawna dostrzegany i badany.

Redukcja zakłóceń harmonicznych w układach wyposażonych w falowniki, a tym samym spełnienie wymagań normy jest możliwe dzięki zastosowaniu dodatkowych elementów:
- dławików sieciowych,
- filtrów harmonicznych.

Ze względu na cenę filtrów harmonicznych, w technice dźwigowej zazwyczaj stosowane są dławiki sieciowe.
Dodatkową zaletą stosowania dławików sieciowych jest ograniczanie impulsów prądowych powodowanych wahaniami napięcia, zwiększając żywotność kondensatorów obwodu pośredniego, a co za tym idzie trwałość falownika i jego bezawaryjność.

Niektórzy producenci deklarują spełnienie innych norm np.PN-EN55011 czy PN-EN61800, przy czym wartości przytoczone w tych normach są różne w stosunku do PN-EN 12015, co może doprowadzić do sytuacji, w której spełnienie np.EN55011 nie jest równoznaczne ze spełnieniem normy, na którą powołuje się dyrektywa dźwigowa.

Kolor niebieski pokazuje, jak duży wpływ na ograniczenie zakłóceń harmonicznych ma stosowanie dławików sieciowych. Harmoniczna I5 została zredukowana ponad dwukrotnie, a I7 prawie pięciokrotnie.

Mimo konieczności stosowania dławików, wielu producentów falowników z nich rezygnuje. Zaletą jest niewątpliwie ograniczenie kosztów i ceny, natomiast może to skutkować ograniczeniem żywotności i bezawaryjności falownika lub w skrajnych przypadkach niedopuszczeniem sterowania do obrotu ze względu na niespełnienie norm kompatybilności elektromagnetycznej.

Producenci wysokiej jakości falowników oferują klientom dławiki sieciowe jako wyposażenie opcjonalne lub falowniki z wbudowanym dławikiem sieciowym.

Stosowanie niezawodnych i wysokiej jakości komponentów gwarantuje spełnienie norm, bezpieczeństwo i bezawaryjną pracę całego dźwigu, bez obawy, że będzie miał negatywny wpływ na instalację obiektu lub inne urządzenia w nim zamontowane.

Michał Kuryłek
michal.kurylek@gmail.com

foto:
kliknij aby powiększyć
admin | dodano 2018-09-13
TAGI: magazyn Dźwig | dźwig | winda | transport bliski | urządzenia transportu bliskiego | falownik | Ziehl-Abegg