ElektroPrůmysl.cz, září 2015

Elektro Průmysl .cz MĚŘICÍ, ZKUŠEBNÍ A MONITOROVACÍ TECHNIKA září 2015 | 151 použití„běžného přístroje“ je to, že při měření na výstupu měniče se pohybujeme v pro- stření „silnoproudu“ se všemi důsledky toho- to prostředí na bezpečnost jak pracovníka a přístroje, tak i měřeného zařízení. Proto- že takováto měření provádíme převážně v rámci údržby a hledání příčin poruch, tedy „měříme, protože nevíme“, musíme mít mož- nost připojit se přístrojem kamkoliv bez ne- bezpečí způsobení poruchy, zničení přístroje nebo měřeného zařízení, nebo snad úrazu pracovníka. Tuto jistotu v žádném případě nezajistí „běžný“ osciloskop, který sice vyhoví měřicími schopnostmi, ale v žádném případě nevyhoví z pohledu „silnoproudé“ bezpeč- nosti, kladené na takovéto přístroje normou ČSN EN 61010. V této normě, právě z hlediska bezpečnosti přístroje, je elektrická instalace nízkého napětí rozdělena na pásma a tomu odpovídající kategorie bezpečnosti přístro- jů, a to na kategorie CAT I – IV. Celá elektric- ká část pohonu je podle tohoto rozdělení v kategorii CAT III. Všechny stolní osciloskopy a většina osciloskopů přenosných, které jsou u nás pro takováto měření používána, jsou v CAT I nebo CAT II. Tyto kategorie kromě ji- ného určují schopnost vstupu přístroje odolat impulznímu přepětí, jehož překročení vede ke zkratu na jeho vstupu a tímmožnosti poškoze- ní měřeného zařízení. Další nezbytná schopnost osciloskopu pou- žitelného pro měření na řízených pohonech, je izolace vstupních kanálů přístroje proti zemní svorce přístroje, případně jejich vzájemná izo- lace. Ovšemopět v kategorii minimálně CAT III. Z výše uvedeného je jasné, že použití do- statečně bezpečného přístroje je nezbytné nejen z důvodu možné chyby uživatele, ale především z důvodu výše popisovaných možných přepěťových špiček. Nyní se vraťme zpět k napětí na výstupu měniče. Na obrázcích 3 a 4 jsou vidět průběhy napětí na svorkách motoru bez odrazů (obr. 3), kdy motor je připojen krátkým kabelem dél- ky cca 3 m, a s odrazy, kde kabel má délku 30 m (obr. 4). Zde si povšimněme rozdílu veli- kosti špičkového napětí na obou obrázcích. Ten je cca 210 V. Dále si všimněme rozdílu v namě- řených efektivních hodnotách napětí na obou obrázcích, který je pouhých 5 V (malé číslice nadispleji). Z tohoplyne, žeměření voltmetrem, kterému odpovídají naměřené efektivní hodno- ty, problémodrazů není možné zjistit. Další dva průběhy na dalších obrázcích 5 a 6 byly zachyceny nastavením oscilosko- pu na jeden impuls pro špičkovou hodnotu. Na obr. 5 je vidět detail náběžné hrany bez od- razu a na obr. 6 pak je náběžná hrana se zák- mitem, jehož špička je více jak dvojnásobkem amplitudy impulzu bez odrazu. V následující tabulce Tab. 1 jsou uvedeny příklady maximálních délek kabelů, při je- jichž překročení dojde k zvýšení špičky na- pětí odrazem nad 1,15 (nárůst o 15 %) proti napětí meziobvodu. Reálným nebezpečím takovýchto pře- pěťových impulzů je průraz izolace vinutí a zničení motoru. Tyto situace se v praxi dějí mnohem častěji, než se většina provozo- Náběžná hrana PWM Délka kdy Vš >1,15 x napětí DC bus a činitel odrazu Γ = 0,9 Délka kdy Vš >1,15 x napětí DC bus a činitel odrazu Γ = 0,8 0,1µs 0,85 m 0,94 m 0,2 µs 1,7 m 1,9 m 0,5 µs 4,3 m 4,9 m 0,7 µs 5,8 m 6,7 m 1 µs 8,5 m 9,4 m 1,5 µs 12,8 m 14,3 m Tab. 1 Maximální délky kabelu mezi měničem a motorem pro různé rychlosti náběžné hrany a činitele odrazu, při jejichž překročení je napěťová špička větší než 1,15 napětí středního obvodu Obr. 2