Taajuusmuuttajan piirit ja simulointi
Vaarala, Tomas (2018)
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805076800
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805076800
Tiivistelmä
Insinöörityö kertoo taajuusmuuttajan piireistä ja simuloinnista, kuinka eri piirit toimivat ja kuinka niiden toimintaa voidaan simuloida. Simuloinnin lopputuloksena luotiin kuvaajat virran aallosta ja pulssinleveysmodulaation jännitteistä Excelin avulla.
Insinöörityön keskeinen sisältö oli luoda yksi- ja kolmivaiheisen vaihtosuuntaajan virran aaltomuodot Excel-simuloinnin avulla, hyödyntäen matemaattisia kaavoja sekä sähkökoneen teoriaa. Matemaattisessa laskennassa tärkeitä ovat Fourier-sarjat, integrointilausekkeet ja induktanssi-ilmiöt. Matemaattiset kaavat, jotka ovat resistanssin ja induktanssin arvot oikosulkumoottorista sekä virran arvot induktanssi-ilmiöstä.
Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen vaihtosuuntaajan kytkimet vaikuttavat erilaisiin sähkömoottorin induktanssi-ilmiöihin.
Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen vaihtosuuntauspiirin virtoja ja jännitteitä on vertailtu simuloinnilla. Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen piirin pulssinleveysmodulaatio luodaan vaihtosuuntaajan kytkimillä sini- ja kolmioaallon vertailun avulla.
Lopputulokset ovat simuloinnin osalta tasa- ja vaihtosuuntaajan teorioiden mukaiset. Lopussa pohditaan tasa- ja vaihtosuuntaajan valintaa. Simulointi auttaa tehoelektroniikan piirien teorian ymmärtämisessä sekä sopivien ratkaisujen valinnassa.
Simuloinnin tulokset ovat teorian mukaisia. Simuloinnissa havaittiin myös ongelmia vaihtosuuntaajan piirien toiminnassa. Lopussa tutkitaan tuloksia, joista selviää, mitkä vaihtosuuntaajan ongelmat ovat. Ongelmat ratkaistaan kehittämällä piirien ohjausta. Työn lopussa selvitetään saadut tulokset sekä esitetään simuloinnin tuloksena saadut jännitteen ja virran aaltomuodot sekä taulukkomuodossa että graafisesti.
Insinöörityön keskeinen sisältö oli luoda yksi- ja kolmivaiheisen vaihtosuuntaajan virran aaltomuodot Excel-simuloinnin avulla, hyödyntäen matemaattisia kaavoja sekä sähkökoneen teoriaa. Matemaattisessa laskennassa tärkeitä ovat Fourier-sarjat, integrointilausekkeet ja induktanssi-ilmiöt. Matemaattiset kaavat, jotka ovat resistanssin ja induktanssin arvot oikosulkumoottorista sekä virran arvot induktanssi-ilmiöstä.
Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen vaihtosuuntaajan kytkimet vaikuttavat erilaisiin sähkömoottorin induktanssi-ilmiöihin.
Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen vaihtosuuntauspiirin virtoja ja jännitteitä on vertailtu simuloinnilla. Yksivaiheisen ja kolmivaiheisen piirin pulssinleveysmodulaatio luodaan vaihtosuuntaajan kytkimillä sini- ja kolmioaallon vertailun avulla.
Lopputulokset ovat simuloinnin osalta tasa- ja vaihtosuuntaajan teorioiden mukaiset. Lopussa pohditaan tasa- ja vaihtosuuntaajan valintaa. Simulointi auttaa tehoelektroniikan piirien teorian ymmärtämisessä sekä sopivien ratkaisujen valinnassa.
Simuloinnin tulokset ovat teorian mukaisia. Simuloinnissa havaittiin myös ongelmia vaihtosuuntaajan piirien toiminnassa. Lopussa tutkitaan tuloksia, joista selviää, mitkä vaihtosuuntaajan ongelmat ovat. Ongelmat ratkaistaan kehittämällä piirien ohjausta. Työn lopussa selvitetään saadut tulokset sekä esitetään simuloinnin tuloksena saadut jännitteen ja virran aaltomuodot sekä taulukkomuodossa että graafisesti.