Kalorimetrisen mittauslaitteiston muutostyön suunnittelu, toteutus ja varmennus

Abstract

Insinöörityössä kehitettiin kalorimetriseen mittauslaitteistoon muutostyö, jolla voidaan mitata taajuusmuuttajan sisäinen tehohäviöjakauma kalorimetrisesti. Työn toimeksiantaja oli ABB Drives Oy, joka valmistaa sekä kehittää työssä käytettyjä taajuusmuuttajia. Työhön kuului kalorimetrisen mittauslaitteiston muutostyön suunnittelu, toteutus ja varmennus.

Työssä kalorimetriseen mittauslaitteistoon suunniteltiin sekä rakennettiin lisäosa, jonka avulla testattavan laitteen tehohäviöjakauma mitattiin. Aluksi suoritettiin mittaukset testattavan laitteen ohjaus ja tehopuolien osalta. Lopuksi suoritettiin koko testattavan laitteen häviötehon mittaus kalorimetrisesti. Mittaustuloksista analysoitiin työn onnistumista sekä mittaustarkkuutta. Kalorimetrin lisäosan avulla testattavan laitteen tehohäviöjakauma saatiin mitattua riittävällä tarkkuudella.

Testattavan laitteen ohjauspuolen tehohäviöiden osuudeksi koko testattavan laitteen tehohäviöihin nähden saatiin kalorimetrisesti mitattuna 6,9 prosenttia. Mittaustulosten perusteella työn aikana toteutettua kaksikammioista kalorimetristä mittauslaitteistoa voidaan jatkossa käyttää taajuusmuuttajien sisäisen tehohäviöjakauman mittaukseen.

Insinöörityön lopputuloksena syntyi prototyyppi, jonka perusteella työn tilaaja voi rakennuttaa kestävämmistä materiaaleista vastaavan kaksikammioisen kalorimetrin taajuusmuuttajien verifiointitestausta varten.

The subject of this study was to develop and modify a calorimetric measuring system, which would then calorimetrically measure the internal power loss distribution of a frequency converter. The Project work was done as an assignment to ABB Oy Drives, who manufactures and develops the frequency converter used in this work.

The scope of the Project work consisted of planning, implementing and finally verification of the measuring system.

An expansion of the calorimetric measuring system was planned and built, in order for it to take a measurement of the internal power loss distribution of the equipment under testing. Firstly, the measurements were conducted from the control and power sides of the device. After this, the power loss of the whole device was calorimetrically measured. The measuring results were analyzed in order to determine the accuracy and success of the work.

The calorimetric expansion enabled the possibility to measure the power loss distribution of the device with sufficient accuracy.

The power loss of the control side was 6.9 percent from the total power loss of the device. Based on the measuring results, the double-chambered calorimetric measuring system can be used to measure the internal power loss distribution of a frequency converter.

As an end result of this study, a prototype was devised. ABB Oy Drives can build from more durable materials a corresponding double-chambered calorimetric measuring system to be used in the verification testing of their frequency converters.