1.2 Suuntaajissa k\u00e4ytetyt tehopuolijohdekomponentit<\/strong><\/p>\n Taajuusmuuttajien p\u00e4\u00e4virtapiirit toteutetaan puolijohdekytkimill\u00e4. Nimens\u00e4 mukaisesti niit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kytkem\u00e4\u00e4n kuorma toistuvassa sekvenssiss\u00e4 haluttuun j\u00e4nnitetasoon tai vaihej\u00e4nnitteeseen. Mekaanisin kytkimiin verrattuna niiden kytkent\u00e4nopeudet ja tarkkuudet ovat aivan omaa luokkaansa. Parhaat kytkimet ylt\u00e4v\u00e4t usean kymmenen kHz:n kytkent\u00e4taajuuteen<\/em> eli kymmeniin tuhansiin kytkent\u00f6ihin sekunnissa.<\/p>\n Nykyisin yleisimmin moottorik\u00e4ytt\u00f6jen sy\u00f6tt\u00f6laiteissa k\u00e4ytettyj\u00e4 tehopuolijohdekomponentteja ovat diodi, tyristori, IGBT-transistori (Insulated Gate Bipolar Transistor<\/em>) sek\u00e4 GTO-tyristori<\/strong> (Gate Turn-Off<\/em>), joiden piirrosmerkit on esitetty kuvassa 3. Diodi on komponentti, jota k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n yleisesti ohjaamattomissa tasasuuntauskytkenn\u00f6iss\u00e4. Se p\u00e4\u00e4st\u00e4\u00e4 viran kulkemaan virtapiiriss\u00e4 vain toiseen suuntaan, anodilta (A) katodille (K). Tyristoria, joka keksittiin jo vuonna 1957, voidaan pit\u00e4\u00e4 er\u00e4\u00e4nlaisena diodin ohjattavana versiona. Jos virta pyrkii kulkemaan virtapiirin sijoitetun tyristorin anodilta katodille, virtatie avautuu annettaessa komponentin hilan (G) kautta katodille positiivinen ohjausvirtapulssi. Komponentti menee j\u00e4lleen johtamattomaan tilaan, kun virta komponentin l\u00e4pi pyrkii k\u00e4\u00e4ntym\u00e4\u00e4n.<\/p>\n Kuva 3. Yleisimmin moottorik\u00e4yt\u00f6iss\u00e4 k\u00e4ytettyjen tehopuolijohteiden piirrosmerkit. a) diodi, b) tyristori, c) GTO-tyristori, d) IGBT-transistori.<\/em><\/p>\n Joitakin eritt\u00e4in suuritehoisia sovellutuksia lukuun ottamatta diodeja ja tyristoreja k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n nykyisin yleisesti vain suoraan sy\u00f6tt\u00f6verkkoon liitetyiss\u00e4 tasasuuntauskytkenn\u00f6iss\u00e4 ns. verkkokommutoiduissa tasasuuntaussilloissa. Parhaimmillaan n\u00e4ill\u00e4 komponenteilla voidaan kytke\u00e4 tuhansien ampeerien virtoja piireiss\u00e4, joiden j\u00e4nnitteet niin ik\u00e4\u00e4n ylt\u00e4v\u00e4t useisiin tuhansiin voltteihin. Kytkett\u00e4v\u00e4t tehot voivat siten olla MW:ien luokkaa.<\/p>\n IGBT \u2013transistori on kehitetty yhdist\u00e4m\u00e4\u00e4n bipolaaritransistorin ja MOS \u2013fetin parhaat ominaisuudet. N\u00e4in on saatu ohjattava komponentti, jonka tarvitsema ohjausteho on pieni, kytkent\u00e4nopeus suuri (n. 20kHz) ja joka soveltuu satojen kilowattien tehoisiin, tehoelektroniikalla toteutettuihin suuntaajalaitteisiin. Komponentti eroaa tyristorista siin\u00e4, ett\u00e4 sen virran kulku kollektorilta (C) emitterille (E) voidaan katkaista halutulla hetkell\u00e4 muuttamalla ohjausj\u00e4nnite hilan (G) ja emitterin v\u00e4lill\u00e4 nollaksi tai negatiiviseksi. Lis\u00e4ksi IGBT on tyristoria huomattavasti nopeampi komponentti, mutta h\u00e4vi\u00e4\u00e4 t\u00e4lle kuitenkin tarkasteltaessa kytkett\u00e4vi\u00e4 maksimitehoja. IGBT:t ovatkin 90-luvulla l\u00e4hes syrj\u00e4ytt\u00e4neet keskitehoisissa vaihtosuuntaajissa muut puolijohdekomponentit.<\/p>\n GTO \u2013tyristori on IGBT:n tapaan hilan kautta t\u00e4ysin ohjattu komponentti. Sen vaatima ohjausteho on kuitenkin huomattavasti suurempi ja kytkent\u00e4nopeus paljon pienempi (n. 1 kHz) kuin IGBT:ll\u00e4. GTO:lla kytkett\u00e4v\u00e4t tehot voivat sen sijaan nousta useisiin MW:hin. Sit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4nkin t\u00e4t\u00e4 nyky\u00e4\u00e4n yleisesti eritt\u00e4in suuritehoisissa vaihtosuuntaajissa. Tehopuolijohteiden nopean toiminnan ansiosta niill\u00e4 pystyt\u00e4\u00e4nkin tekem\u00e4\u00e4n mink\u00e4 muotoista j\u00e4nnitett\u00e4 tahansa. Kuvassa 4 on viel\u00e4 esitetty eri tehopuolijohdekomponenteilla saavutettavat kytkent\u00e4nopeudet ja tehoalueet.<\/p>\n Kuva 4. Tehokomponenttien ominaisuuksia.<\/em><\/p>\n 2 Vaihtovirtamoottorik\u00e4ytt\u00f6jen j\u00e4nnitev\u00e4lipiirilliset taajuusmuuttajat<\/strong><\/p>\n Useat k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 olevat taajuusmuuttajat ovat j\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisi\u00e4 taajuusmuuttajia, eli VSI (Voltage Source<\/em> Inverter <\/em>). Muita taajuusmuuttajatyyppej\u00e4 ovat virtav\u00e4lipiirilliset taajuusmuuttajat, eli LCI (Load Commutated Inverter<\/em>), sek\u00e4 syklokonvertterit.<\/p>\n J\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisill\u00e4 taajuusmuuttajilla ohjataan usein suhteellisen pienitehoisia moottoreita. J\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisest\u00e4 taajuusmuuttajasta on kuitenkin tehty sovellutus, jolla voidaan ohjata my\u00f6s eritt\u00e4in suuria, jopa 30 megawatin moottoreita. Usein j\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisell\u00e4 taajuusmuuttajalla ohjataan oikosulkumoottoreita.<\/p>\n J\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisess\u00e4 taajuusmuuttaja koostuu kolmivaiheisesta dioditasasuuntaussillasta<\/strong> (6-aaltotasasuuntaus), jonka v\u00e4lipiiriin sy\u00f6tt\u00e4m\u00e4n tasaj\u00e4nnitteen keskiarvo on vakio, v\u00e4lipiirin<\/strong> suodinkondensaattorista sek\u00e4 pieni- ja keskitehoisissa laitteissa tavallisesti IGBT \u2013komponenteilla toteutetusta kolmivaiheisesta vaihtosuuntaussillasta<\/strong> (kuva 5). Vaihtosuuntaussillan diodit mahdollistavat induktiivisen kuormavirran kulun kaikissa kytkent\u00e4tilanteissa. V\u00e4lipiiriin tai verkon puolelle sijoitetuilla kuristimilla pyrit\u00e4\u00e4n parantamaan verkkovirran k\u00e4yr\u00e4muotoa. V\u00e4lipiiriin sijoitetussa ylim\u00e4\u00e4r\u00e4isess\u00e4 vastushaarassa kulutetaan moottorin s\u00e4hk\u00f6isen jarrutuksen yhteydess\u00e4 v\u00e4lipiiriin palaava jarrutusenergia.<\/p>\n Tasasuuntaajassa (verkkokonvertteri) kolmivaiheinen vaihtoj\u00e4nnite muutetaan tasaj\u00e4nnitteeksi esimerkiksi tyristoreiden avulla. Tyristorit liipaistaan vuorotellen johtaviksi aina silloin, kun niihin tulevan vaiheen j\u00e4nnitteen suuruus on suurimmillaan. T\u00e4m\u00e4 j\u00e4nnite johdetaan taajuusmuuttajan positiiviseen kiskoon. Negatiivinen j\u00e4nnite saadaan aikaan, kun miinuskiskoon yhteydess\u00e4 olevat tyristorit liipaistaan johtaviksi aina, kun niihin tulevan kolmivaiheisen j\u00e4nnitteen suuruus on pienimmill\u00e4\u00e4n.<\/p>\n Taajuusmuuttajan j\u00e4nnitev\u00e4lipiiriss\u00e4 on kela sek\u00e4 kondensaattori. J\u00e4nnitev\u00e4lipiirin teht\u00e4v\u00e4n\u00e4 on suodattaa tasaj\u00e4nnitteest\u00e4 pois mahdolliset tasaj\u00e4nnitteen ep\u00e4puhtaudet, v\u00e4lipiiri toimii my\u00f6s energiavarastona. V\u00e4lipiirist\u00e4 voidaan ottaa taajuusmuuttajan ohjauselektroniikan tarvitsema k\u00e4ytt\u00f6j\u00e4nnite.<\/p>\n Kuva 5. J\u00e4nnitev\u00e4lipiirillinen PWM<\/strong>-taajuusmuuttaja, vaihtosuuntaus GTO-tyristoreilla.<\/em><\/p>\n Kuva 6. J\u00e4nnitev\u00e4lipiirillinen PWM<\/strong>-taajuusmuuttaja, vaihtosuuntaus IGBT-transistoreilla.<\/em><\/p>\n Kun oikosulkumoottorin toimintaa tarkastellaan station\u00e4\u00e4risess\u00e4 toimintapisteess\u00e4, havaitaan sen kehitt\u00e4m\u00e4n momentin olevan verrannollinen sy\u00f6tt\u00f6j\u00e4nnitteeseen (tai oikeammin sen neli\u00f6\u00f6n), joka taas m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 koneen ilmav\u00e4livuon suuruuden, sek\u00e4 koneen j\u00e4tt\u00e4m\u00e4\u00e4n, joka riippuu koneen sy\u00f6tt\u00f6taajuutta vastaavan kulmanopeuden ja roottorin todellisen nopeuden erosta. Oikosulkumoottorin j\u00e4tt\u00e4m\u00e4\u00e4n ja edelleen koneen kehitt\u00e4m\u00e4\u00e4n momenttiin voidaan siten vaikuttaa suoraan koneen sy\u00f6tt\u00f6j\u00e4nnitteen taajuutta muuttamalla. Kun j\u00e4tt\u00e4m\u00e4 on positiivinen, kone toimii moottorina ja s\u00e4hk\u00f6teho siirtyy sy\u00f6tt\u00f6verkosta taajuudenmuuttajan kautta s\u00e4hk\u00f6koneelle ja edelleen sen akselin v\u00e4lityksell\u00e4 mekaaniseksi energiaksi prosessiin. Kun j\u00e4tt\u00e4m\u00e4 ohjataan negatiiviseksi eli moottorin j\u00e4nnitteiden sy\u00f6tt\u00f6taajuutta pienennet\u00e4\u00e4n alle roottorin py\u00f6rimisnopeutta vastaavan taajuuden, muuttuu koneen kehitt\u00e4m\u00e4 momentti negatiiviseksi ja siirryt\u00e4\u00e4n s\u00e4hk\u00f6iseen jarrutukseen. T\u00e4ll\u00f6in jarrutusenergia siirtyy koneen ja vaihtosuuntausillan kautta v\u00e4lipiiriin. Koska diodisiltaa ei voida ohjata tyristorisillan tapaan, ei sen l\u00e4pi voida my\u00f6sk\u00e4\u00e4n palauttaa jarrutusenergiaa sy\u00f6tt\u00f6verkkoon, vaan se on kulutettava v\u00e4lipiirin jarruvastuksessa.<\/p>\n Jotta oikosulkumoottoria voidaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 maksimaalisesti, pyrit\u00e4\u00e4n sen ilmav\u00e4livuo pit\u00e4m\u00e4\u00e4n koko ajan l\u00e4hell\u00e4 optimaalista maksimiarvoa. Koska ilmav\u00e4livuon derivaatta on likipit\u00e4en verrannollinen koneen napaj\u00e4nnitteeseen, t\u00e4ytyy sinimuotoisilla suureilla j\u00e4nnitteen ja sy\u00f6tt\u00f6taajuuden suhde pit\u00e4\u00e4 vakiona, kun vuon huippuarvon halutaan pysyv\u00e4n muuttumattomana. Siksi taajuudenmuuttajan vaihtosuuntausosan on pystytt\u00e4v\u00e4 tuottamaan halutun taajuiset vaihej\u00e4nnitteet ja kyett\u00e4v\u00e4 samanaikaisesti vaikuttamaan my\u00f6s j\u00e4nnitteiden tehollisarvoihin.<\/p>\n Taajuudenmuuttajan vaihtosuuntaussillassa halutun taajuisten ja suuruisten vaihej\u00e4nnitteiden muodostamiseen k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n ns. pulssileveysmodulointitekniikkaa (PWM, Pulse Width Modulation<\/em>) kuvan 7 mukaisesti. Siin\u00e4 kukin vaihej\u00e4nnitel\u00e4ht\u00f6 kytket\u00e4\u00e4n vaiheen tehopuolijohdekytkimien (IGBT-transistorit tai GTO-tyristorit) avulla suurella kytkent\u00e4taajuudella (1-20 kHz) vuorotellen tasaj\u00e4nnitev\u00e4lipiirin positiiviseen ja negatiiviseen kiskoon. Moduloinnissa kytkimien keskin\u00e4isi\u00e4 johtoaikoja muutetaan koko ajan siten, ett\u00e4 tuloksena syntyy keskim\u00e4\u00e4r\u00e4isesti oikean suuruinen pienempi taajuinen sinimuotoinen vaihtoj\u00e4nnite.<\/p>\n Kuva 7. Sinimuotoisen j\u00e4nnitteen tuottaminen PWM-tekniikalla <\/em><\/p>\n 3 Taajuusmuuttajan ohjaus<\/strong><\/p>\n Varsinaisen moottorik\u00e4yt\u00f6n s\u00e4\u00e4d\u00f6n lis\u00e4ksi s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4n prosessorin tai prosessorien on yleens\u00e4 huolehdittava my\u00f6s mahdollisesta ohjattavan verkkosillan tarvitsemasta s\u00e4\u00e4d\u00f6st\u00e4 sek\u00e4 osasta tai kaikista ohjattavan prosessin s\u00e4\u00e4d\u00f6ist\u00e4. S\u00e4\u00e4t\u00f6jen ja tarvittavien suojauksien toteuttaminen vaatii monia reaaliaikaisia mittauksia prosessin, moottorin, suuntaajan ja sy\u00f6tt\u00e4v\u00e4n verkon puolelta (kuva 8). Mittaukset on yleens\u00e4 optos\u00e4hk\u00f6isesti erotettu s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4st\u00e4. N\u00e4iden lis\u00e4ksi nykyaikaisten moottorik\u00e4ytt\u00f6jen s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4t sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t s\u00e4\u00e4d\u00f6n tarvitsemien moottoriparametrien identifioinnin, s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4n automaattisen viritysmahdollisuuden sek\u00e4 moottorin reaaliaikaisen dynaamisen mallin, jonka avulla tarvittavien ulkoisten takaisinkytkent\u00f6jen m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 voidaan v\u00e4hent\u00e4\u00e4. K\u00e4yt\u00f6n s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4 on usein yhdistetty tiedonsiirtov\u00e4yl\u00e4ll\u00e4 laajempaan kokonaisuuteen.<\/p>\n Usein j\u00e4nnitev\u00e4lipiirillisien taajuusmuuttajien ohjaus perustuu joko skalaaris\u00e4\u00e4t\u00f6\u00f6n, skalaarivektoris\u00e4\u00e4t\u00f6\u00f6n tai suoraan momenttis\u00e4\u00e4t\u00f6\u00f6n.<\/p>\n Kuva 8. Taajuusmuuttajan toimintakaavio. <\/em><\/p>\n 4 Taajuusmuuttajan k\u00e4ytt\u00f6<\/strong><\/p>\n 4.1 Taajuusmuuttajan ohjaus<\/strong><\/p>\n K\u00e4ytt\u00f6kohteesta riippuen k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n joko yksi- tai kolmivaiheista taajuusmuuttajaa.<\/p>\n Logiikkaohjelmoijan on selvitett\u00e4v\u00e4 s\u00e4hk\u00f6suunnittelijan kanssa, mill\u00e4 keinoin taajuusmuuttajaa ohjataan:<\/p>\n Ohjaus v\u00e4yl\u00e4n kautta alkaa olla yleisin tapa teollisuusautomaatiossa, koska siten saadaan esimerkiksi kaikki h\u00e4lytyskoodit ja muut tarvittavat tiedot taajuusmuuttajan tilasta helposti ja ilman lis\u00e4osia.<\/p>\n Kun ohjaustapa on selvill\u00e4, pit\u00e4\u00e4 viel\u00e4 selvitt\u00e4\u00e4 taajuusmuuttajan parametrointi, eli asetusten ohjelmointi.<\/p>\n Esimerkkin\u00e4 moottorin s\u00e4hk\u00f6mekaanisen jarrun ohjaus:<\/p>\n Parametrointi tehd\u00e4\u00e4n joko taajuusmuuttajan etupaneelin kautta tai tietokoneen avulla (sarjakaapelin tai kentt\u00e4v\u00e4yl\u00e4n avulla). Valmistajasta riippuen taajuusmuuttajissa on joitain oletusparametrej\u00e4 valmiina.<\/p>\n Parametrointi tehd\u00e4\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6kohteen edellytt\u00e4mien vaatimusten mukaisesti. Ensin taajuusmuuttaja on teht\u00e4v\u00e4 yhteensopivaksi moottorin kanssa, jolloin t\u00e4rkeimm\u00e4t taajuusmuuttajan moottoriparametrit ovat moottorin nimellisvirta, boost- tai IR-67 kompensointi, j\u00e4tt\u00e4m\u00e4, napapariluku, PWM-taajuus, moottorij\u00e4nnite ja vaihesiirtokulma.<\/p>\n Taajuusmuuttajan ohjausparametreista t\u00e4rkeimpi\u00e4 ovat muun muassa nopeusohje asetuk-set, rampit (kiihdytys- ja jarrutusajat), 4-kvadranttiasetus, resetointiasetus, sek\u00e4 minimi- ja maksimitaajuudet.<\/p>\n 4.2 Taajuusmuuttajan jarrutustarve<\/strong><\/p>\n Kun halutaan nopeita hidastuksia taajuusmuuttajan ohjaamalle ep\u00e4tahtimoottorille, muuttuu moottori helposti generaattoriksi. Moottorin synnytt\u00e4m\u00e4 teho virtaa t\u00e4ll\u00f6in taajuusmuuttajan v\u00e4lipiiriin aiheuttaen v\u00e4lipiirin j\u00e4nnitteen nousua, jota puolestaan taajuus-muuttajan j\u00e4nnites\u00e4\u00e4t\u00e4j\u00e4 yritt\u00e4\u00e4 kompensoida nostamalla l\u00e4ht\u00f6taajuutta.<\/p>\n Koko k\u00e4yt\u00f6n hidastuvuus riippuu t\u00e4ll\u00f6in itse k\u00e4yt\u00f6n ja moottorin h\u00e4vi\u00f6ist\u00e4 sek\u00e4 siit\u00e4, paljonko taajuusmuuttaja pystyy kuluttamaan moottorin tuottamaa jarrutusenergiaa.<\/p>\n Vakiorakenteinen taajuusmuuttaja pystyy jarruttamaan moottoria vain n\u00e4iden h\u00e4vi\u00f6iden suuruisella (n. 20% nimellistehosta) teholla.<\/p>\n Kun moottoria on voitava jarruttaa suuremmalla teholla kuin mit\u00e4 h\u00e4vi\u00f6t ovat, jotta haluttu hidastuvuus saavutettaisiin, on k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 vastusjarrutusta, joka koostuu ns. jarrukatkojasta ja jarruvastuksesta. Jarruvastuksessa ylim\u00e4\u00e4r\u00e4inen jarrutusenergia muuttuu l\u00e4mm\u00f6ksi.<\/p>\n Lis\u00e4jarrutusta vaativa k\u00e4ytt\u00f6j\u00e4 ovat mm. lingot, nosturit, er\u00e4\u00e4t kuljettimet ja eritt\u00e4in nopeita suunnanvaihtoja vaativat k\u00e4yt\u00f6t.<\/p>\n 4.2.1 Jarrukomponentit<\/em><\/strong><\/p>\n Jarrukatkoja on yleens\u00e4 taajuusmuuttajaan tehtaalla valmistuksen yhteydess\u00e4 asennettava lis\u00e4laite (kuva 9). Se ohjaa v\u00e4lipiiriin jarrutuksessa generoidun energian jarruvastukseen. Jarrukatkojan kytkinkomponentteina k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n nopeita ja kest\u00e4vi\u00e4 tehopuolijohteita.<\/p>\n Jarruvastus on taajuusmuuttajan ulkopuolelle asennettava pieni-impedanssinen tehovastus. Oikean jarrutustehon ja tehonkeston saavuttamiseksi jarruvastuksia voidaan kytke\u00e4 rinnan ja\/tai sarjaan kuitenkin niin, ett\u00e4 ei taulukoituja nimellisvastusarvoja aliteta.<\/p>\n Kuva 9. Jarrukomponentit ja periaatteellinen kytkent\u00e4.<\/em><\/p>\n Kuva 10. Taajuusmuuttajan sis\u00e4inen kytkent\u00e4.<\/em><\/p>\n <\/p>\n 5 Taajuusmuuttajan lis\u00e4laitteet<\/strong><\/p>\n Taajuusmuuttajaan on saatavilla valmistajasta ja mallista riippuen vaihteleva m\u00e4\u00e4r\u00e4 irrallisia lis\u00e4laitteita (kuva 11):<\/p>\n Kuva 11. Taajuusmuuttajan ohjausratkaisut ja lis\u00e4laitteet.<\/em><\/p>\n 6 EMC-h\u00e4iri\u00f6t taajuusmuuttajak\u00e4yt\u00f6iss\u00e4<\/strong><\/p>\n 6.1 Yleist\u00e4<\/strong><\/p>\n (EMC, electromagnetic compatibility).<\/strong><\/p>\n Ilmaisu \u201ds\u00e4hk\u00f6magneettinen h\u00e4iri\u00f6\u201d viittaa siihen, ett\u00e4 jossakin teknisess\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6ss\u00e4 s\u00e4hk\u00f6varaukset vaikuttavat toisiinsa toisella tavalla kuin laitteen tai j\u00e4rjestelm\u00e4n suunnittelijat ovat tarkoittaneet. H\u00e4iri\u00f6l\u00e4hteet jaotellaan yleens\u00e4 luonnollisiin ja teknisiin h\u00e4iri\u00f6ihin. P\u00e4\u00e4piirteitt\u00e4in jako voidaan tehd\u00e4 esimerkiksi seuraavasti:<\/p>\n 6.1 Luonnolliset h\u00e4iri\u00f6t<\/strong><\/p>\n – Salamaniskun aikana pilven varauksen purkautumisesta syntyv\u00e4n s\u00e4hk\u00f6virran aiheuttama nopeasti muuttuva magneettikentt\u00e4. 6.2 Tekniset h\u00e4iri\u00f6t<\/strong><\/p>\n – Staattisen s\u00e4hk\u00f6n purkaukset. Kokemusper\u00e4isesti tiedet\u00e4\u00e4n s\u00e4hk\u00f6magneettisia h\u00e4iri\u00f6it\u00e4 tyypillisesti esiintyv\u00e4n siell\u00e4, miss\u00e4 esiintyy suuria virtoja ja j\u00e4nnitteit\u00e4, tai miss\u00e4 virta poikkeaa sinimuotoisesta. S\u00e4hk\u00f6magneettiset h\u00e4iri\u00f6t voivat h\u00e4irit\u00e4 tai vahingoittaa tietoteknisi\u00e4 j\u00e4rjestelmi\u00e4 ja laitteita sek\u00e4 elektronisia komponentteja tai piirej\u00e4 sis\u00e4lt\u00e4vi\u00e4 laitteita (kuva 12).<\/p>\n Kuva 12. H\u00e4iri\u00f6iden kytkeytyminen.<\/em><\/p>\n 6.3 Potentiaalisia s\u00e4hk\u00f6magneettisten<\/strong> h\u00e4iri\u00f6iden l\u00e4hteit\u00e4 ovat esimerkiksi:<\/strong><\/p>\n – induktiivisten kuormien kytkinlaitteet 6.4<\/strong> EMC-suojauksen toteutus<\/strong><\/p>\n Uusitun SFS 6000-standardisarjan mukaan TN-S-j\u00e4rjestelm\u00e4 on perusedellytys toimivalle h\u00e4iri\u00f6suojaukselle (kuva 13). Kyseisen luvun muissa kohdissa annetaan lis\u00e4ohjeita (esimerkiksi potentiaalintasaus, maadoitukset, reitit, et\u00e4isyys h\u00e4iri\u00f6l\u00e4hteist\u00e4, komponenttivalinnat ja tarvittavat erityistoimenpiteet) h\u00e4iri\u00f6suojauksen parantamiseksi.<\/p>\n S\u00e4hk\u00f6suunnitelmassa m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n menettelyt, joilla kyseisen kohteen EMC-suojaus toteutetaan. K\u00e4ytetyt ratkaisut kirjataan k\u00e4ytt\u00f6\u00f6nottotarkastusp\u00f6yt\u00e4kirjaan, jonka laitteiston haltija on velvollinen s\u00e4ilytt\u00e4m\u00e4\u00e4n niin kauan kuin laitteisto on k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4.<\/p>\n Kuva 13. Maadoitusten k\u00e4ytt\u00f6 h\u00e4iri\u00f6iden est\u00e4miseen.<\/em><\/p>\n P\u00e4\u00e4vastuu radioh\u00e4iri\u00f6iden neuvonta-asioissa, ennaltaehk\u00e4isyss\u00e4 ja ongelmatilanteiden puolueettomana selvitt\u00e4j\u00e4n\u00e4 on Viestint\u00e4virastolla ja Tukesilla.<\/p>\n Viestint\u00e4virasto vastaa radio- ja telelaitteiden vaatimustenmukaisuuden valvonnasta. Muiden s\u00e4hk\u00f6laitteiden osalta t\u00e4st\u00e4 vastaa Tukes.<\/p>\n 6.4.2 Lis\u00e4tietoa aiheesta saatavilla<\/strong><\/p>\n Lis\u00e4\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n tietoa s\u00e4hk\u00f6j\u00e4rjestelmiin liittyvist\u00e4 s\u00e4hk\u00f6magneettisesta yhteensopivuudesta ja s\u00e4hk\u00f6magneettisten h\u00e4iri\u00f6iden pienent\u00e4misest\u00e4 l\u00f6ytyy esimerkiksi S\u00e4hk\u00f6tieto ry:n t\u00e4n\u00e4 vuonna p\u00e4ivitt\u00e4m\u00e4st\u00e4 ST-k\u00e4sikirjasta \u201dEMC ja rakennusten s\u00e4hk\u00f6tekniikka\u201d.<\/p>\n 6.5 Taajuusmuuttajan aiheuttamat h\u00e4iri\u00f6t<\/strong><\/p>\n Taajuusmuuttajat ovat yleistyneet teollisuuden erilaisten k\u00e4ytt\u00f6jen lis\u00e4ksi my\u00f6s asuinrakennuksissa, josta johtuen h\u00e4iri\u00f6l\u00e4hde on n\u00e4in tullut l\u00e4hemm\u00e4ksi tavallisia k\u00e4ytt\u00e4ji\u00e4.<\/p>\n <\/p>\n Taajuusmuuttajia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n asuinrakennuksissa mm.<\/p>\n H\u00e4iri\u00f6iden syyn\u00e4 ovat usein v\u00e4\u00e4r\u00e4t laite- tai kaapelivalinnat sek\u00e4 asennusvirheet. Tehdasvalmisteiset laitteistopaketit ovat yleens\u00e4 OK, asennuspaikalla kootuissa laitteistoissa on esiintynyt suunnittelijoiden ja asentajien tottumattomuudesta johtuvia virheit\u00e4. Taajuusmuuttajan ja moottorin v\u00e4linen kaapeli on h\u00e4iri\u00f6iden kannalta kriittinen (kuva 14).<\/p>\n Muita kriittisi\u00e4 kohteita:<\/p>\n Kuva 14. Taajuusmuuttajan kaapeloinnin h\u00e4iri\u00f6suojaus.<\/em><\/p>\n Kuva 15. Taajuusmuuttajan kaapeleiden l\u00e4piviennit.<\/em><\/p>\n Kuva 16. Taajuusmuuttajan kaapeloinnit.<\/em><\/p>\n 8 MUISTILISTA TAAJUUSMUUTTAJA-ASENNUKSISTA<\/strong><\/p>\n Edell\u00e4 mainitut tarkistukset edellytt\u00e4v\u00e4t ehdottomasti, ett\u00e4 taajuusmuuttajan manuaali ja s\u00e4hk\u00f6suunnitelmat ovat k\u00e4ytett\u00e4viss\u00e4.<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n <\/p>\n S\u00e4hk\u00f6koneita kehitett\u00e4ess\u00e4 on er\u00e4in\u00e4 merkitt\u00e4vin\u00e4 tavoitteina ollut toisaalta niiden painon pienent\u00e4minen ja toisaalta hy\u00f6tysuhteen parantuminen. Moottorin materiaalin optimointi ja j\u00e4\u00e4hdytyksen tehostaminen ovat mahdollistaneet sen, ett\u00e4 tietyn runkokoon koneesta voidaan ottaa yh\u00e4 suurempia akselitehoja. Laakeriteknologian parantuessa koneen py\u00f6rimisnopeuksia on voitu edelleen nostaa merkitt\u00e4v\u00e4sti ja samalla tietyn tehoisen koneen kokoa vastaavasti pienent\u00e4\u00e4. Osa oikosulkumoottorin h\u00e4vi\u00f6ist\u00e4 johtuu siit\u00e4, ett\u00e4 koneen tarvitsema magnetointivirta sy\u00f6tet\u00e4\u00e4n staattorik\u00e4\u00e4mityksen kautta.<\/p>\n <\/p>\n Kestomagneettimateriaalien kehittyess\u00e4 on tullut mahdolliseksi rakentaa kestomagnetoituja keskitehoisia tahtikoneita, jotka alkavat olla kokonaistaloudellisesti kilpailukykyisi\u00e4 oikosulkumoottoreiden kanssa. Kestomagneettimoottoreiden suosion voidaankin olettaa kasvavan merkitt\u00e4v\u00e4sti l\u00e4hitulevaisuudessa.<\/p>\n <\/p>\n Tarvittavan asennustilan sek\u00e4 toisaalta moottorik\u00e4ytt\u00f6jen aiheuttamien s\u00e4hk\u00f6isten h\u00e4iri\u00f6iden pienent\u00e4miseksi on pyrkimyksen\u00e4 ollut integroida k\u00e4yt\u00f6n moottori ja sit\u00e4 sy\u00f6tt\u00e4v\u00e4 suuntaaja samaan koteloon. Viime aikoina markkinoille on ilmestynytkin pienitehoisia, alle 10 kW:n oikosulkumoottoreita, joiden staattorin p\u00e4\u00e4h\u00e4n, samoihin kuoriin on sijoitettu taajuudenmuuttaja. Kehitys tullee jatkumaan suuremmissa teholuokissa.<\/p>\n <\/p>\n EMC-direktiivin tultua voimaan on moottorik\u00e4ytt\u00f6jen aiheuttamiin, sek\u00e4 s\u00e4teileviin ett\u00e4 johtuviin h\u00e4iri\u00f6ihin ollut pakko kiinnitt\u00e4\u00e4 yh\u00e4 enemm\u00e4n huomiota. Toisaalta laitteiden on direktiivin mukaisesti siedett\u00e4v\u00e4 tietty ulkoap\u00e4in tuleva h\u00e4iri\u00f6taso. Laitteiden ja kokonaisten j\u00e4rjestelmien koteloinnin ja toteutuksen uudelleen suunnittelulla voidaan vaikuttaa merkitt\u00e4v\u00e4sti s\u00e4teilevien h\u00e4iri\u00f6iden tasoon ja toisaalta laitteiden h\u00e4iri\u00f6sietokykyyn. EMC-pohjainen laitesuunnittelu ja testaus ty\u00f6llist\u00e4\u00e4kin l\u00e4hitulevaisuudessa yh\u00e4 useampia suunnittelijoita.<\/p>\n <\/p>\n Perinteiset diodi- ja tyristoritasasuuntaussillat aiheuttavat sy\u00f6tt\u00f6verkkoon pienitaajuisia, h\u00e4iritsevi\u00e4 yliaaltoja. Lis\u00e4ksi esimerkiksi tyristorisillan sy\u00f6tt\u00f6verkosta ottama loisteho riippuu sillan sytytyskulman arvosta. N\u00e4iden h\u00e4iri\u00f6iden eliminoimiseksi on moottorik\u00e4ytt\u00f6ihin kehitetty hilakommutoidun vaihtosuuntaussillan tapaisia moduloituja verkkosuuntaajia, joilla pystyt\u00e4\u00e4n palauttamaan my\u00f6s moottorin jarrutusenergia takaisin sy\u00f6tt\u00f6verkkoon. Joillakin taajuusmuuttajien valmistajilla n\u00e4it\u00e4 onkin jo tuotevalikoimissaan. My\u00f6s kokonaan uusilla suuntaajaratkaisuilla on mahdollista pienent\u00e4\u00e4 kokonaish\u00e4iri\u00f6it\u00e4. Kehitys jatkunee n\u00e4ill\u00e4 molemmilla osa-alueilla<\/p>\n Tehokomponentteja kehitet\u00e4\u00e4n jatkuvasti siten, ett\u00e4 niiden j\u00e4nnite- ja virtakestoisuudet sek\u00e4 kytkent\u00e4taajuudet kasvavat samalla, kun niiden kytkent\u00e4- ja johtotilan h\u00e4vi\u00f6it\u00e4 pyrit\u00e4\u00e4n pienent\u00e4m\u00e4\u00e4n. Saavuttamattomana p\u00e4\u00e4m\u00e4\u00e4r\u00e4n\u00e4 on ideaalinen kytkinkomponentti, joka on h\u00e4vi\u00f6t\u00f6n ja pystyy kytkem\u00e4\u00e4n \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n nopeasti l\u00e4hes \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n tehon. Seuraavana askeleena kohti p\u00e4\u00e4m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 pidet\u00e4\u00e4n MCT-komponentin (Mos Controlled Thyristor) kehitt\u00e4mist\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n sovellutuksiin. Komponentin pit\u00e4isi olla tehonk\u00e4sittelykyvylt\u00e4\u00e4n IGBT:\u00e4 parempi ja sen johtotilan h\u00e4vi\u00f6t olisivat huomattavasti pienemm\u00e4t. Komponentin on kaavailtu korvaavan GTO-tyristorin suuritehoisissa moottorik\u00e4yt\u00f6iss\u00e4.<\/p>\n <\/p>\n Enemm\u00e4n kuin varsinaisen suuntaajien tehoelektroniikkaan liittyv\u00e4\u00e4 kehitysty\u00f6t\u00e4 tehd\u00e4\u00e4n tutkimus- ja tuotekehitysty\u00f6t\u00e4 moottorik\u00e4ytt\u00f6jen s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelmien parissa. Kun prosessorien toimintanopeudet kasvavat, voidaan yh\u00e4 tarkempia, k\u00e4yt\u00f6n dynaamiseen malliin perustuvia s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelmi\u00e4 toteuttaa reaaliajassa. Pyrkimyksen\u00e4 on parantaa vaihtovirtak\u00e4ytt\u00f6jen momentins\u00e4\u00e4t\u00f6\u00e4 dynaamisissa muutosilmi\u00f6iss\u00e4 ja samalla kasvattaa koko ohjattavan prosessin nopeutta ja tuottavuutta.<\/p>\n <\/p>\n My\u00f6s s\u00e4\u00e4d\u00f6ss\u00e4 tarvittavien, suuntaajan ulkopuolelta tulevien mittausten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 pyrit\u00e4\u00e4n pienent\u00e4m\u00e4\u00e4n. Tavoitteena on kaikilla nopeuksilla tarkasti toimiva moottorik\u00e4ytt\u00f6, joka ei vaadi esimerkiksi nopeuden takaisinkytkent\u00e4\u00e4 moottorin akselilta. Se edellytt\u00e4\u00e4 s\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n sis\u00e4llytetty\u00e4 moottorin tarkkaa mallia ja t\u00e4m\u00e4 taas luotettavaa menetelm\u00e4\u00e4, jolla moottorin parametrit voidaan k\u00e4yt\u00f6n aikana jatkuvasti m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4. My\u00f6s moottorik\u00e4yt\u00f6n helpompaan k\u00e4ytt\u00f6\u00f6nottoon kiinnitet\u00e4\u00e4n tulevaisuudessa yh\u00e4 enemm\u00e4n huomiota. T\u00e4m\u00e4 merkitsee k\u00e4yt\u00f6n itseviritysominaisuuksien edelleen kehitt\u00e4mist\u00e4 ja vaikkapa kaukoviritysmahdollisuutta ja vikadiagnostiikan toteuttamista esimerkiksi televerkon v\u00e4lityksell\u00e4.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n L\u00c4HTEET \u00a0<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Taajuusmuuttajia sanotaan tehoelektroniikkalaitteiksi, joilla s\u00e4\u00e4det\u00e4\u00e4n oikosulkumoottorin nopeutta portaattomasti moottorin sy\u00f6tt\u00f6j\u00e4nnitteen taajuutta muuttamalla (=taajuusmuuttaja). Vaihtovirta s\u00e4hk\u00f6moottoreiden (oikosulkumoottoreiden) py\u00f6rimisnopeutta ei voi tehokkaasti ja tarkasti s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 ilman taajuusmuuttajaa. S\u00e4hk\u00f6moottoreiden py\u00f6rimisnopeutta on perinteisesti muutettu moottorin napaparilukua tai j\u00e4tt\u00e4m\u00e4\u00e4 (liukurengasmoottorit) muuttamalla, sek\u00e4 erilaisten mekaanisten vaihteistojen ja jarrujen avulla. Taajuusmuuttajia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4nkin p\u00e4\u00e4s\u00e4\u00e4nt\u00f6isesti s\u00e4hk\u00f6moottoreiden py\u00f6rimisnopeuden s\u00e4\u00e4t\u00e4miseen. Taajuusmuuttajilla mahdollistetaan moottorien k\u00e4ytt\u00f6 erilaisissa tuotanto- … Jatka lukemista Taajuusmuuttajat<\/span> ![\"tamu1\"](\"https:\/\/blogit.gradia.fi\/sahkonet\/wp-content\/uploads\/sites\/80\/2014\/12\/tamu1.png\")
<\/a> ![\"tamu2\"](\"https:\/\/blogit.gradia.fi\/sahkonet\/wp-content\/uploads\/sites\/80\/2014\/12\/tamu2.png\")
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n\n
\n
\n
\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n\n
\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/a><\/p>\n
\n– Auringon ja muiden kosmisten l\u00e4hteiden s\u00e4teilyn aiheuttama taustakohina.<\/p>\n
\n– Digitaalisten pulssien lyhyiden nousu- ja laskuaikojen aiheuttamat nopeat s\u00e4hk\u00f6- ja magneettikenttien muutokset.
\n– S\u00e4hk\u00f6verkossa kuormien kytkemisten yhteydess\u00e4 tapahtuvat j\u00e4nnitteen muutokset.
\n– Langattoman viestinn\u00e4n voimakkaan lis\u00e4\u00e4ntymisen my\u00f6t\u00e4 my\u00f6s h\u00e4iri\u00f6it\u00e4 esiintyy entist\u00e4 enemm\u00e4n, mik\u00e4 korostuu erityisesti ns. vapailla taajuuksilla.<\/p>\n<\/a><\/p>\n
\n– s\u00e4hk\u00f6moottorit
\n– loistevalaisimet
\n– hitsauskoneet
\n– tietokoneet
\n– tasasuuntaajat
\n– hakkurilaitteet
\n– taajuusmuuttajat
\n– hissit
\n– muuntajat
\n– keskukset
\n– jakelukiskot<\/p>\n<\/a><\/p>\n6.4.1 Viranomaisneuvonta ja -valvonta<\/strong><\/h2>\n
\n
\n
\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n\n
\n
\n
\n
\n
\n<\/strong><\/p>\n\n