ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોની હાજરીમાં સામાન્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોની ક્ષમતા છે. તે જ સમયે, સાધનોએ નજીકના અન્ય સાધનો અથવા સિસ્ટમોના સંચાલનમાં દખલ કરવી જોઈએ નહીં.

ઇન્ટરનેશનલ એનર્જી કમિશન (IEC) EMC ડાયરેક્ટિવ યુરોપિયન ઇકોનોમિક એરિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનો માટે રોગપ્રતિકારક શક્તિ અને ઉત્સર્જનની આવશ્યકતાઓને સેટ કરે છે. EMC EN 61800-3 સ્ટાન્ડર્ડ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર માટેની જરૂરિયાતોને આવરી લે છે.

ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટર સ્ત્રોતમાંથી માત્ર એવા સમયગાળા દરમિયાન જ પ્રવાહ ખેંચે છે જ્યારે પાવર સ્ત્રોતના સાઈન વેવનું ત્વરિત મૂલ્ય ડીસી લિંક વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોય, એટલે કે. ટોચના સ્ત્રોત વોલ્ટેજ પ્રદેશમાં. પરિણામે, પ્રવાહ સતત વહેતો નથી, પરંતુ તૂટક તૂટક, ખૂબ ઊંચા શિખર મૂલ્યો સાથે.

આ પ્રકારના વર્તમાન વેવફોર્મમાં, મૂળભૂત આવર્તન ઘટકોની સાથે, હાર્મોનિક ઘટકો (સપ્લાય હાર્મોનિક્સ) ના વધુ કે ઓછા ઉચ્ચ પ્રમાણનો સમાવેશ થાય છે.

થ્રી-ફેઝ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર્સમાં, તેઓ મુખ્યત્વે 5મી, 7મી, 11મી અને 13મી હાર્મોનિક્સ ધરાવે છે. આ પ્રવાહો સપ્લાય વોલ્ટેજ વેવફોર્મની વિકૃતિનું કારણ બને છે, જે સમાન નેટવર્કમાં અન્ય વિદ્યુત ગ્રાહકોને અસર કરે છે.

ઉપરાંત, વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં વધઘટ થાય છે પાવર ફેક્ટર કરેક્શન સર્કિટ કેટલીક જટિલ પરિસ્થિતિઓમાં જે ઓવરવોલ્ટેજ તરફ દોરી શકે છે.

શરતો જટિલ છે જ્યારે:

• ઇન્સ્ટોલેશનની શક્તિનો ઓછામાં ઓછો 10 - 20% ઇન્વર્ટર અને ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના અનિયંત્રિત રેક્ટિફાયર દ્વારા રચાય છે;

• વળતર સર્કિટ વિક્ષેપ વિના કામ કરે છે;

• સૌથી નીચો વળતરનો તબક્કો સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મર અને 50 હર્ટ્ઝના 5 અથવા 7 હાર્મોનિક્સની નજીક રેઝોનન્ટ આવર્તન સાથે રેઝોનન્ટ સર્કિટ બનાવે છે, એટલે કે. લગભગ 250 અથવા 350 Hz.

પર ઇન્વર્ટર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ખૂબ જ ઝડપી સ્વિચિંગના પરિણામે પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન એકોસ્ટિક અસરો જોવા મળે છે, જે પાવર ગ્રીડ અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર પર નકારાત્મક અસર કરે છે.

ઇન્વર્ટરના ટ્રાન્ઝિસ્ટર સ્વિચનું ઝડપી સ્વિચિંગ બ્રોડબેન્ડ હસ્તક્ષેપ સિગ્નલમાં પરિણમે છે જે મોટર કેબલ દ્વારા પર્યાવરણને અસર કરે છે. PWM અને DTC કંટ્રોલ વોલ્ટેજ અંતરાલો દ્વારા થતા ઇન્ડક્ટન્સમાં સતત ફેરફારો મોટર કોર શીટ્સ (મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્શન) ની લંબાઈમાં થોડો ફેરફાર થાય છે, પરિણામે મોટર સ્ટેટર કોર સ્ટેકમાં લાક્ષણિક મોડ્યુલેટેડ અવાજ થાય છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઉચ્ચ આવર્તન છે લંબચોરસ પલ્સ ટ્રેન સમાન કંપનવિસ્તાર સાથે વિવિધ ધ્રુવીયતા અને અવધિ સાથે.વોલ્ટેજ પલ્સનો આગળનો ભાગ ઇન્વર્ટરના પાવર સ્વીચોની સ્વિચિંગ સ્પીડ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને વિવિધ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરતી વખતે તે અલગ હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે: માટે IGBT ટ્રાંઝિસ્ટર એટલે કે 0.05 — 0.1 μs).

સીધા આગળના ભાગ સાથે પલ્સ સિગ્નલ પસાર થવાથી કેબલમાં તરંગ પ્રક્રિયાઓ થાય છે અને મોટર ટર્મિનલ્સમાં ઓવરવોલ્ટેજ થાય છે.

મોટર કેબલની લંબાઈ ઉચ્ચ-આવર્તન તરંગો (પલ્સ ફ્રન્ટ) દ્વારા પ્રસારિત થતી લંબાઈ પર આધારિત છે. જટિલ એ અડધી તરંગલંબાઈ જેટલી કેબલ લંબાઈ છે કે જેના પર ઇન્ડક્શન મોટરના વિન્ડિંગ્સ પર વોલ્ટેજ પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે DC લિંક વોલ્ટેજ કરતાં બમણી તીવ્રતામાં બંધ કરો.

વોલ્ટેજ વર્ગ 0.4 kV માટે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સમાં, ઓવરવોલ્ટેજ 1000 V સુધી પહોંચી શકે છે. આ સમસ્યાને લાંબી કેબલ સમસ્યાઓ કહેવામાં આવે છે.

ઇનપુટ અને આઉટપુટ ફિલ્ટર્સ સાથે ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ

EMC ધોરણોની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટર ડ્રાઇવ્સમાં લાઇન ચોક્સ અને EMC ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.

EMC ફિલ્ટર્સ ટ્રાન્સડ્યુસર દ્વારા ઉત્સર્જિત એકોસ્ટિક અવાજ ઘટાડે છે અને મોટાભાગના પ્રકારના ટ્રાન્સડ્યુસર માટે પ્રોબ હાઉસિંગમાં ફેક્ટરી બનાવવામાં આવે છે. લાઇન રિએક્ટર્સ ઉચ્ચ ઇનરશ કરંટ અને તેથી લાઇન કરંટના હાર્મોનિક્સને ઘટાડવા અને રેગ્યુલેટેડ ફ્રીક્વન્સી ડ્રાઇવના સર્જ પ્રોટેક્શનને સુધારવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે.

"લાંબી કેબલ" સમસ્યાનો ઉકેલ એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક મોટરના ટર્મિનલ્સમાં ઓવરવોલ્ટેજ અને પ્રવાહોને મર્યાદિત કરવા માટે તકનીકી ઉકેલો લાગુ કરવાની જરૂર છે. આમાં આઉટપુટ ચોક્સ, ફિલ્ટર્સ, સિનુસોઇડલ ફિલ્ટર્સ ઇન્સ્ટોલ કરવાનો સમાવેશ થાય છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર કનેક્શન ડાયાગ્રામ

આઉટપુટ ચોક્સ મુખ્યત્વે વર્તમાન સ્પાઇક્સને મર્યાદિત કરવા માટે સેવા આપે છે જે કેબલ રીસેપ્ટેકલ્સના ઓવરચાર્જિંગને કારણે લાંબી મોટર કેબલ્સમાં થાય છે અને મોટર ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજમાં વધારો થોડો ઓછો કરે છે, પરંતુ તે મોટર ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજની ટોચને ઘટાડતા નથી.

રેખીય ચોક

ફિલ્ટર્સ વોલ્ટેજ વધવાને મર્યાદિત કરીને અને મોટર ટર્મિનલ્સ પરના વોલ્ટેજ શિખરોને બિન-જટિલ મૂલ્યો સુધી ઘટાડીને મોટર ઇન્સ્યુલેશનને સુરક્ષિત કરે છે, જ્યારે કેબલ કન્ટેનર સમયાંતરે રિચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે ફિલ્ટર વર્તમાન શિખરોને ઘટાડે છે.

EMC ફિલ્ટર્સ

સિનુસોઇડલ ફિલ્ટર્સ કન્વર્ટરના આઉટપુટ પર નજીકના-સાઇનસોઇડલ વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે.

વધુમાં, સાઇનસૉઇડલ ફિલ્ટર્સ મોટર ટર્મિનલ વોલ્ટેજના મૂલ્યમાં વધારો થવાના દરને ઘટાડે છે, વોલ્ટેજની ટોચને દૂર કરે છે, મોટરમાં વધારાના નુકસાનને ઘટાડે છે અને મોટર અવાજ ઘટાડે છે.

લાંબી મોટર કેબલ્સ માટે, સાઇનસૉઇડલ ફિલ્ટર કેબલ કન્ટેનરના સામયિક રિચાર્જિંગ દ્વારા પેદા થતા વર્તમાન શિખરોને ઘટાડે છે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટરના ટર્મિનલ્સમાં સર્જ વોલ્ટેજને મર્યાદિત કરવાની ઉપરોક્ત પદ્ધતિઓ ઉપરાંત, લાંબી કેબલની સમસ્યાને હલ કરવાની બે અસરકારક રીતો નોંધવી જોઈએ, જેમાં મોટા રોકાણોની જરૂર નથી અને તે વપરાશકર્તા દ્વારા સીધા જ હાથ ધરવામાં આવી શકે છે:

1. સીરિઝ એલસીનું સ્થાપન — ઇન્વર્ટર આઉટપુટ વોલ્ટેજ કઠોળની અગ્રણી ધારની સ્ટીપનેસ ઘટાડવા માટે ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના આઉટપુટ પર ફિલ્ટર;

2.કેબલના વેવ ઇમ્પિડન્સને મેચ કરવા માટે સીધા જ મોટર ટર્મિનલ્સ પર સમાંતર આરસી ફિલ્ટર ઇન્સ્ટોલ કરવું.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરવાની ઉપરોક્ત પદ્ધતિઓ ઉપરાંત, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર અને ઇલેક્ટ્રિક મોટરને કનેક્ટ કરવા માટે શિલ્ડેડ કેબલનો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાતની નોંધ લેવી જોઈએ. રેડિયેટેડ ઉચ્ચ-આવર્તન દખલના અસરકારક દમન માટે, સ્ક્રીનની વાહકતા તબક્કાના વાહકની વાહકતાના ઓછામાં ઓછી 1/10 હોવી જોઈએ.

એક પરિમાણો જે સ્ક્રીનની વાહકતાનું મૂલ્યાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે તે તેની ઇન્ડક્ટન્સ છે, જે નાની હોવી જોઈએ અને આવર્તન પર શક્ય તેટલું ઓછું આધાર રાખે છે. કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમ કવચ (બખ્તર) નો ઉપયોગ કરીને આ જરૂરિયાતો સરળતાથી પૂરી થાય છે.

ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટર અને મોટરને જોડતી કેબલની શિલ્ડ બંને છેડે ગ્રાઉન્ડેડ હોવી જોઈએ. ઢાલ જેટલી સારી અને કડક હશે, તેટલું ઓછું રેડિયેશન લેવલ અને મોટર બેરિંગ્સમાં વર્તમાનની તીવ્રતા.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર માટે મોટર કેબલની સ્ક્રીન

કવચમાં તાંબાના વાયરનો એક કેન્દ્રિત સ્તર અને વીંટળાયેલી તાંબાની પટ્ટી હોય છે.

સામાન્ય રીતે કંટ્રોલ કેબલની શીલ્ડ સીધી ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર પર ગ્રાઉન્ડ થાય છે. કવચનો બીજો છેડો અગ્રાઉન્ડ રાખવામાં આવે છે અથવા થોડા nF ના ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઉચ્ચ આવર્તન કેપેસિટર દ્વારા જમીન સાથે જોડાયેલ હોય છે.

એનાલોગ સિગ્નલોને કનેક્ટ કરવા માટે બે શિલ્ડ સાથે ટ્વિસ્ટેડ જોડી કેબલનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. આવી કેબલનો ઉપયોગ ઇમ્પલ્સ સ્પીડ સેન્સરથી સિગ્નલોને કનેક્ટ કરવા માટે પણ ભલામણ કરવામાં આવે છે. દરેક સિગ્નલ માટે અલગ શિલ્ડ સાથે એક કેબલનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

લો-વોલ્ટેજ ડિજિટલ સિગ્નલો માટે, ડબલ-શિલ્ડવાળી ટ્વિસ્ટેડ-જોડી કેબલનો ઉપયોગ કરવાની પણ ભલામણ કરવામાં આવે છે, પરંતુ સામાન્ય ઢાલ સાથે બહુવિધ ટ્વિસ્ટેડ-જોડી કેબલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

ડબલ-શિલ્ડવાળી ટ્વિસ્ટેડ-જોડી કેબલ (a) અને કેબલ અનેક ટ્વિસ્ટેડ જોડી અને એક સામાન્ય ઢાલ (b)