SiemensETIJohnson ControlsIFMSICKWIKABosch RexrothELKO EPHYUNDAIABBVEGAKSR KUEBLERAlfa Laval

Гармоники

Техническая справка по гармоникам в питающей сети от преобразователей постоянного тока SIMOREG DC-MASTER (SIMOREG CM) в полноуправляемом мостовом включении B6C и (B6)A(B6)C. Приведены таблицы относительных значений токов высших гармоник для углов управления α = 20° и α = 60°, формулы расчёта тока первой гармоники, требуемой мощности короткого замыкания сети и индуктивности якоря. Страница предназначена инженерам-проектировщикам приводных систем и специалистам по ЭМС.

Гармоники - Указания по проектированию Гармонические колебания в сети от преобразователей в полноуправляемом мостовом включении переменного тока В6С и (В6)А(В6)С

Использование SIMOREG DC-MASTER при инсталляции в промышленную установку прибора в соответствии с правилами EMV поддерживает промышленные нормы EMV EN 61800-3 для электрических приводов.

Но правила EMV требуют, чтобы установка в целом имела электромагнитную совместимость с окружающей средой. Если должна быть достигнута степень радиопомех А1 по EN 55011, то наряду с коммутирующим дросселем требуется также и фильтр радиопомех. Фильтр понижает возникающее напряжение радиопомех преобразователя совместно с сетевым коммутирующим дросселем. Использование фильтров радиопомех возможно только при заземленной сети. Фильтр радиопомех создает ток утечки.

По DIN VDE 0160 требуется подключение заземляющего проводника (РЕ) сечением 10 мм2. Для наилучшего действия фильтр безусловно требует монтажа на общей металлической пластине с преобразователем.

Для приборов с трехфазным подключением минимальный номинальный ток фильтра равен 0,82 выходного постоянного тока преобразователя. При двухфазном подключении (питание возбуждения и блока электроники) из трех фаз фильтра подключаются только две. Здесь ток сети равен постоянному току возбуждения (плюс 1 А для питания блока электроники).

a) α = 20 ° Коэффициент первой гармоники g = 0.962

ν I ν/ I1 ν I ν/ I1
5 0,235 29 0,018
7 0,100 31 0,016
11 0,083 35 0,011
13 0,056 37 0,010
17 0,046 41 0,006
19 0,035 43 0,006
23 0,028 47 0,003
25 0,024 49 0,003

b) α = 60 ° Коэффициент первой гармоники g = 0.953

ν I ν/ I1 ν I ν/ I1
5 0,283 29 0.026
7 0,050 31 0.019
11 0,089 35 0.020
13 0,038 37 0.016
17 0,050 41 0.016
19 0,029 43 0.013
23 0,034 47 0,013
25 0,023 49 0,011

ток первой гармоники I1 в качестве опорной величины определяется по следующей формуле:

I 1 = g x 0.817 x Id

где Id = постоянный ток исследуемой рабочей точки

и g = коэффициент первой гармоники (см. выше).

Ток OS, рассчитанный по вышеприведенным таблицам, действителен только для:

а) мощности короткого замыкания Sк в точке подключения преобразователя:

SK = U2VO (VA) / XN (VA)

где

X N = X K – XD = 0.03536 x = U 2VO / Id (VA) – 2 π f N x LD (Ώ) and

U V0напряжение холостого хода в точке подключения преобразователя в Вольтах

I dпостоянный ток исследуемой рабочей точки в Амперах

f Nчастота сети в Герцах

LDиндуктивность используемого коммутирующего дросселя в Генри.

b) Индуктивность якоря La:

L a = 0.0488 x UVO / fN x I d (H)

Если фактическая мощность короткого замыкания сети и/или фактическая индуктивность якоря отличаются от рассчитанных таким способом значений, требуется отдельный расчет.

Пример:

Дано: имеется привод со следующими данными:

U vo = 400 V

I d = 150 A

f N = 50 Hz

L D = 0.169 mH (4EU2421-7AA10 with ILN = 125 A)

где

XN = 0.03536 x 400/150 – 2 π x 0.169 x 10–3 = 0.0412 WΩ

Получается следующая требуемая мощность короткого замыкания сети в точке подключения преобразователя:

SK = 400 2/0.0412 = 3.88 MVA

и следующая требуемая индуктивность якоря двигателя:

L a = 0.0488 x 400/50 x 150 = 2.0 mH

Взятый из таблиц ток гармонических колебаний Iν

(с I1 = g x 0,817 x Id для угла управления α =20° и α = 60°)

действителен только для таким образом рассчитанного значения SK и La. При отклоняющихся значениях требуется особый расчет.

Для расчета фильтра и дроссельной компенсации можно рассчитанное таким образом значение OS принимать только тогда, когда рассчитанные значения SK и La также совпадают с фактическими значениями привода. Во всех других случаях проводится особый расчет (при использовании компенсированных машин полностью отличается, т.к. очень мала индуктивность якоря).

Ключові факти

  • При α = 20° коэффициент первой гармоники g = 0.962; при α = 60° g = 0.953
  • Ток первой гармоники: I1 = g × 0.817 × Id, где Id — постоянный ток рабочей точки
  • Для достижения степени радиопомех А1 по EN 55011 требуются коммутирующий дроссель и фильтр радиопомех
  • Фильтры радиопомех применимы только в заземлённой сети и создают ток утечки
  • По DIN VDE 0160 требуется заземляющий проводник PE сечением 10 мм²
  • Минимальный номинальный ток фильтра при трёхфазном подключении равен 0,82 выходного постоянного тока преобразователя
  • Требуемая мощность короткого замыкания сети: SK = U²VO / XN
  • Индуктивность якоря: La = 0.0488 × UVO / fN × Id
  • Пример: при Uvo = 400 V, Id = 150 A, fN = 50 Hz, LD = 0.169 mH получается SK = 3.88 MVA и La = 2.0 mH

Питання та відповіді

Какие нормы ЭМС поддерживает SIMOREG DC-MASTER?
При установке согласно правилам EMV прибор поддерживает промышленные нормы EMV EN 61800-3 для электрических приводов.
Что нужно для достижения степени радиопомех А1 по EN 55011?
Наряду с коммутирующим дросселем требуется фильтр радиопомех, который совместно с дросселем понижает напряжение радиопомех преобразователя. Фильтр возможен только при заземлённой сети и создаёт ток утечки.
Как рассчитать ток первой гармоники от преобразователя?
I1 = g × 0.817 × Id, где Id — постоянный ток исследуемой рабочей точки, а g — коэффициент первой гармоники (0.962 при α = 20°, 0.953 при α = 60°).
Какое сечение заземляющего проводника требуется для фильтра радиопомех?
По DIN VDE 0160 требуется подключение заземляющего проводника (PE) сечением 10 мм². Фильтр должен монтироваться на общей металлической пластине с преобразователем.
Какой минимальный номинальный ток фильтра нужен при трёхфазном подключении?
Минимальный номинальный ток фильтра равен 0,82 выходного постоянного тока преобразователя. При двухфазном подключении из трёх фаз фильтра используются две, а ток сети равен постоянному току возбуждения плюс 1 А для питания блока электроники.
Когда табличные значения токов гармоник недействительны?
Если фактическая мощность короткого замыкания сети или фактическая индуктивность якоря отличаются от рассчитанных значений, требуется отдельный расчёт. Для компенсированных машин расчёт полностью отличается из-за малой индуктивности якоря.