ElektroPrůmysl.cz, září 2015

Elektro Průmysl .cz MĚŘICÍ, ZKUŠEBNÍ A MONITOROVACÍ TECHNIKA 150 | září 2015 Proč je pro měření při údržbě měničů třeba osciloskop aneb „víte proč vám hoří motory za měniči“? Trend zvyšování efektivnosti frekvenčních měničů pro řízené pohony vede ke stálému zvyšování spínací rychlosti a tím i růstu rychlosti náběžných hran impulzů výstupního napětí měniče. Na druhé straně kombinace napětí s rychlými náběžnými hranami přivedené na dlouhý ka- bel k motoru, který není impedančně přizpů- soben k výstupní impedanci měniče a vstupní impedanci motoru, vytváří odražené vlny nebo zákmity tak, jak je vidět na obr. 1. Hlavním pro- blémem, který vznikem odrazů nastává, je ná- růst špiček napětí a tím rychlé poškození izola- ce vinutí motoru. Navíc vzniká vyšší hřídelové napětí, které zkracuje životnost ložisek a vytvá- ří výrazné součtové unikající proudy. Frekvence těchto proudů odpovídá frek- venci šířkově řízených impulzů, tedy řádově jde o stovky kilohertzů až jednotky mega- hertzů. Tyto rušivé signály mohou interfe- rovat s nízkonapěťovými řídícími signály pohonu a dále mohou vybavovat i proudové chrániče a způsobit tak nestabilitu pohonu nebo jeho výpadek. Jsou-li náběžné hrany dostatečně pomalé, nebo kabel dostatečně krátký, odražené vlny budou zanedbatelné. Vztah mezi délkou kabelu, rychlostí ná- běžné hrany a výsledným nárůstem špičky napětí je na obr. 2. Velikost napětí odraženého na svorkách motoru zpět na měnič a přičteného ke špičce napětí a zpět odraženého na svorky motoru je určeno něčím, co je nazýváno v technice vyso- kých frekvencí činitelem odrazu. Ten je funkcí impedance motoru a kabelu. Především pak jeho kapacity a indukčnosti, ve vztahu k im- pedanci na svorkách motoru, a je samozřejmě závislý na frekvenci i délce kabelu. Jak bylo řečeno, impulzy s rychlými hra- nami se pohybují mezi svorkami motoru a měničem a na motoru tak vznikají přepěťo- vé odrazy, které mohou mít velikost dvojná- sobku i více než je velikost stejnosměrného napění na středním obvodu měniče. Situace na svorkáchmotoru je patrná z obr. 6. Je zřejmé, že pro zjištění situace na výstu- pu měniče i svorkách motoru již nelze použít běžné přístroje známé a používané při mě- ření na síťové napájecí části, jako je běžný multimetr nebo analyzátor sítě z jednoho prostého důvodu. Na výstupu měniče se po- hybujeme, jak bylo již řečeno, ve vysokofre- kvenčním prostředí s frekvencemi stovky ki- lohertzů až jednotky megahertzů, se kterým si tyto přístroje neporadí a proto výsledky takových pokusů vedou k mylným závěrům. To je důvod, proč je nezbytné použít os- ciloskop. Nelze však použít jakýkoliv běžný osciloskop. Ne snad z důvodu jeho frekvenč- ních schopností. Zde bohatě postačí přístroj s šíří pásma do 200 MHz a vzorkovací frek- vencí 2,5 GS/s (mluvíme samozřejmě o digi- tálním osciloskopu). Důvodem nemožnosti Obr. 1