Optimalizace napěťového meziobvodu frekvenčního měniče

Marek Unar

Diplomová práce

Frequency Converter - DC Link Optimizing

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá popisem, návrhem a optimalizací stejnosměrného meziobvodu napěťového frekvenčního měniče. V praxi používaného pro pohony asynchronních motorů. Na začátku je uvedena problematika, která se týká vlivu zátěže na trojfázovou napájecí síť. Především pak vznik jalového výkonu a harmonického zkreslení. Dále jsou uvedeny různé způsoby korekce účiníku a omezení harmonického zkreslení. Popisy funkce používaných obvodů jsou provedeny pomocí principiálních schémat a základních matematických vztahů pro vyjádření obvodových veličin. Zároveň s rozborem výhod a nevýhod těchto obvodů jsou zakreslena schémata propojení napěťových meziobvodů s trojfázovým můstkovým diodovým usměrňovačem. Dalším bodem je návrh zvyšujícího stejnosměrného měniče ve funkci napěťového meziobvodu. Hodnoty obvodových prvků byly navrženy pomocí simulačního prostředí PSpice (v programu OrCad) a konkrétní hodnoty jsou podloženy výpočty. V poslední části je provedeno měření na komerčním frekvenčním měniči Siemens Sinamics S120, který je připojen k trojfázovému asynchronnímu motoru.

Abstract:

This thesis deals with the description, design and optimization of the DC voltage link of the voltage frequency inverter. In practice used for drive of asynchronous motors. At the beginning there is an issue, which concerns the effects of influence of ballast on the three-phase supply mains. Especially the formation of reactive power and harmonic distortion. The following are the different ways of power factor correction then limits of harmonic distortion. Descriptions of function of used circuits are performed by a fundamental schematic diagrams and basic mathematical relations for the expression of peripheral variables. Together with the analysis of the advantages and disadvantages of these circuits are drawn schematic diagrams of linking the intermediate voltage circuits with three phase diode bridge rectifier. The next point is the draft of increasing DC converter which has a function in DC voltage link. The values of the circuit elements were designed using PSpice simulation environment (in OrCAD) and specific values are based on calculations. In the last part is the measurement, which is performed with a commercial frequency inverter Siemens SINAMICS S120, connected to three-phase asynchronous motor.

Klíčová slova

Frekvenční měnič, napěťový meziobvod, stejnosměrný měnič, harmonické zkreslení, účiník.

Keywords

Frequency inverter, DC link voltage, DC converter, harmonic distortion, power factor.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 2. 6. 2014
• Vedoucí: Václav Sládeček
• Oponent: Tomáš Pavelek

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Elektronika