ElektroPrůmysl.cz, září 2014

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE 34 | září 2014 Elektrická namáhání izolacemotoru Izolační systém motoru je vystaven vyššímu dielektrickému namáhání, když je napájen z měniče, než v případě čistě sinusového napájení střídavým proudem. Příčiny Napěťový měnič vytváří pravoúhlé impul- zy napětí s pevnou amplitudou, které mají proměnnou šířku a kmitočet. Amplituda napětí impulzů na výstupu měniče není větší než u napětí na stejnosměrné sběrnici (poměrná hodnota je 1). Tato hladina závisí na hladině usměrněného napětí sítě nebo brzdného napětí, nebo na regulačním na- pětí korekce účiníku. Doby náběhu výstupního napětí mo- derních měničů nízkého napětí mohou být v rozsahu 50 ns - 400 ns. Jsou co nejkratší, aby u výstupních polovodičů byly omeze- ny na minimum ztráty vznikající spínáním. Tyto měniče mohou na svorkách motoru připojeného kabelem vytvářet opakované překmity napětí, což může zkrátit životnost izolačního systému motoru, pokud tyto překmity překročí opakovatelnou hodnotu jeho pevnosti napětí. V závislosti na době náběhu napěťové- ho impulzu na výstupu měniče a na délce kabelu a impedanci motoru vytvářejí im- pulzy na svorkách motoru překmity na- pětí (v typickém případě až do poměrné hodnoty 2 mezi fázemi a mezi fází a zemí). Tyto překmity napětí jsou vytvářeny odra- ženými vlnami na rozhraní mezi kabelem a svorkami motoru v důsledku nepřizpů- sobení impedance a závisejí na výstupu měniče, na délce kabelu mezi měničem a motorem a na svorkové impedanci moto- ru. Tento jev je plně vysvětlen teorií přeno- sového vedení a postupující vlny za použití obsahu harmonických výstupního napětí. Se snižující se dobou náběhu se kmitočty ve tvaru vlny napětí budou zvyšovat. Ty- pické napěťové rázové impulzy naměřené na výstupu měniče a na svorkách moto- ru jsou na obr. 1 se zvětšeným pohledem na jeden rázový impulz na obr. 2. Se zvětšující se délkou kabelu se obvyk- le překmit impulzu zvyšuje na maximum a potom klesá. Mezitím se zvětšuje doba náběhu impulzu na svorkách motoru. U im- pulzů s krátkou dobou náběhu (na výstupu měniče) při délkách kabelu větších než asi 20 m až 50 m (v závislosti na typu kabelu a jiných faktorech) je doba náběhu impulzů napětí na svorkách motoru určena hlavně charakteristikami kabelu a nepřizpůsobe- ním impedance mezi kabelem a motorem, a již ne dobou náběhu na měniči. Překmity napětí se snižují v případě in- stalací používajících decentralizovanou topologii (měniče instalované v blízkosti přidružených motorů), kde je délka kabelu mezi měničem a motorem malá. Obr. 2 Jednotlivý rázový impulz s krátkou dobou náběhu z obrázku 1 (1 μs/dílek) Legenda: C - fázové napětí na měniči, M - fázové napětí na motoru Obr. 1 Typické napěťové rázové impulzy na jedné fázi měniče a na svorkách motoru (2 ms/dílek) C M C M