Taajuusmuuttajan ylijännitesuojan vaatimukset ja suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön lähtökohtana toimi taajuusmuuttajavalmistaja Vaconin tuotekehi-tysprojekti. Projektin tarkoituksena oli selvittää taajuusmuuttajaan kohdistuvien transienttiylijännitteiden suuruudet sekä suunnitella kolmivaihetaajuusmuuttajalle esimerkkisuojaustapa. Ongelmaksi työn aikana kehittyi transienttiylijännitteiden yleisesti vähäinen tutkimusmäärä pienjännitteellä. Taajuusmuuttajan ylijännitekesto tulee testata standardin 61000-4-5 asettamalla metodilla. Todellista ylijännitekeston tarvetta lähdettiin tutkimaan, koska standar-din vaatimukset ovat hyvin matalat. Kokemuksen perusteella oli oletettavissa, että verkossa esiintyy standardin vaatimuksia suurempia ylijännitetransientteja. Työs-sä mitoitetut suojauskytkennät testattiin haefelyn transienttiylijännite testauslait-teistolla sekä erillisellä testilaudalla standardia 61000-4-5 noudattaen. Työssä tut-kittavat suojaustasoon ja suojakomponenttien elinikään vaikuttavat tekijät sekä suojauksessa käytettävät suojausesimerkit ja komponentit ovat mitoitettu 690 vol-tin verkolle. Tutkimuksista on analysoitavissa, että verkossa esiintyy ylijännitetransientteja 1 kV:sta aina 6 kV:iin. Transienttiylijännitteiden määrää verkossa on mahdoton ar-vioida, sillä se on hyvin riippuvainen muista verkon laitteista sekä ilmastollisten ylijännitteiden määrästä.

The subject of this thesis was a development project for Vacon. The objective of this thesis was to find out the tolerance of overvoltage transients of a frequency converter and to design a surge protection device, for example, for a three phase frequency converter. Problem in this test turned out small amount of investigation of overvoltage transients in low voltage network The overvoltage tolerance of a frequency converter must be tested in accordance with the standard 61000-4-5. It is known that the network includes higher over-voltage transients than standard defines. Therefore, there was a need to research how high overvoltage transients occur in the network. The problem turned out to be a small number of studies on overvoltage transients in low voltage network. All the designed surge protection couplings were tested with the Haefely surge tester and the separate test board in accordance with the standard 61000-4-5. In this the-sis all examples, test and surge protective devices were defined to a 690 voltage network. Based on the thesis it is almost possible to say that overvoltage transients between 1 kV- 6 kV can occur in the network. The number of overvoltage transients is not possible to define because it depends on other equipment in the network and number of climatic overvoltages.