Niskostratne filtry harmonicznych ThdECO™ i sinusoidalne SinECO™ w układach napędowych
Mirosław Łukiewski

Oddziaływanie przemienników częstotliwości
Zasilanie układów napędowych za pomocą przekształtników z modulacją impulsów wyjściowych PWM (Pulse Width Modulation) przy dużych częstotliwościach kluczowania, a tym samym dużych stromościach impulsów napięcia du/dt jest przyczyną występowania szeregu zjawisk pasożytniczych w silnikach. Napięcia i prądy łożyskowe, prądy doziemne i ekranowe, przepięcia na zaciskach silnika, wzrost strat i hałasu są zjawiskami, które wpływają na obniżenie trwałości oraz efektywności pracy silnika. W celu ograniczenia niebezpiecznego oddziaływania odkształconego napięcia na silnik i linię kablową stosuje się na wyjściu przekształtnika dławiki silnikowe, dławiki dv/dt (L) lub filtry sinusoidalne (LC). Filtry sinusoidalne typu SinECO™ ograniczają wartości prądów pojemnościowych płynących przez pojemności kabla, skutecznie łagodzą stromość narastania impulsów napięcia dv/dt, co zabezpiecza układ izolacyjny silnika i kabla, oraz eliminują niebezpieczne napięcia refleksyjne na silniku. Zastosowanie filtru sinusoidalnego typu SinECO™ przywraca sinusoidalny kształt napięcia na wyjściu przemiennika częstotliwości, ograniczając współczynnik THDu napięcia do wartości poniżej 5%.

Popularne falowniki z sześciopulsowym prostownikiem na wejściu pobierają z sieci silnie odkształcony prąd. Wpływa to na dodatkowe obciążenie transformatora sieciowego wyższymi harmonicznymi prądu. W celu zabezpieczenia uzwojeń transformatora przed przeciążeniem stosuje się przed falownikiem filtr harmonicznych typu ThdECO™, który ogranicza współczynnik zawartości harmonicznych prądu THDi do wartości poniżej 10%.


CoreECO™ – wieloszczelinowa technologia budowy rdzenia
W rdzeniach dławików występują nieciągłości w postaci poprzecznych szczelin powietrznych w kolumnach. Szerokie szczeliny powietrzne w rdzeniu powodują zmianę kierunku przebiegu strumienia w obszarach przy-szczelinowych oraz wywołują zewnętrzny strumień rozproszenia. Zmiana kierunku przebiegu strumienia powoduje wzrost strat podstawowych histerezowych z powodu anizotropii materiału rdzenia oraz silny wzrost strat wiroprądowych w rdzeniu.

Najlepsze ograniczenie strat dławików filtrów uzyskuje się przez zastosowanie do budowy rdzenia nowoczesnych niskostratnych materiałów nanokrystalicznych lub proszkowych, wykonując jednocześnie rdzeń w technologii wieloszczelinowej CoreECO™.


Tabela 1. Podstawowe parametry techniczne filtrów sinusoidalnych typu SinECO™ – producent TRAFECO



Tabela 2. Podstawowe parametry techniczne filtrów harmonicznych typu ThdECO™ – producent TRAFECO




Oferta Fluxcom JEE obejmuje pełen zakres budowy i modernizacji układów napędowych. Modernizowane układy napędowe wyposażamy w dławiki dv/dt lub filtry sinusoidalne zabezpieczające izolację kabla i silnika. Po stronie sieci dobieramy dławiki sieciowe lub filtry harmonicznych zabezpieczające transformator zasilający. Usuwamy zakłócenia pochodzące od układów napędowych. Oprócz urządzeń standardowych projektujemy nietypowe filtry i elementy indukcyjne przeciwzakłóceniowe.

Publikacja realizowana w ramach projektu TECHMATSTRATEG1/347200/11/NCBR/201

Autor: Mirosław Łukiewski – Fluxcom JEE, mlukiewski@fluxcom.pl