اینورتر سه فاز به طور ساده شامل 6 عدد کلید IGBT که با فرکانسی بین 1 تا 20 کیلوهرتز کلید زنی میشوند. برای آشنایی بیشتر با عملکرد اینورتر به مقاله “درایو چیست” و همچنین جهت آشنایی با مبحث کلید زنی به مقاله “فرکانس کریر اینورتر چیست” مراجعه کنید. در این مقاله ابتدا با مفهوم dv/dt درایو یا همان du/dt درایو آشنا می‌شویم و پس از معرفی کامل مبحث du/dt، فیلتر نویز اینورتر،اینورتر فیلتردار و چوک خروجی درایو را بررسی میکنیم. سپس به ارائه راه حل هایی جهت حل مشکل du/dt می پردازیم و نحوه محاسبه چوک را مورد بررسی قرار میدهیم علاوه بر آن نگاهی بر فیلتر سینوسی اینورتر خواهیم انداخت.
مبحث du/dt اینورتر چیست؟
با تکامل کلید های IGBT و افزایش سرعت کلیدزنی در حال حاضر میتوان کلید های IGBT را با سرعت حدود 0.1 میکرو ثانیه روشن و خاموش کرد. کلیدزنی سریع منجر به کاهش تلفات و بهبود شکل موج خروجی شده است، اما دارای برخی اشکالات عمده مانند افزایش سطح RFI، خرابی عایق موتور و خرابی بلبرینگ موتور است. مقدار dV/dT یا همان du/dt به نرخ تغییر ولتاژ بر روی تغییر زمان در یک مدار الکتریکی اشاره دارد. این معیار اندازه گیری سرعت تغییر ولتاژ در مدت زمان معین است. مدیریت این معیار جهت جلوگیری از آسیب به درایو و همچنین الکتروموتور خروجی حائز اهمیت است. مدیریت نادرست du/dt می تواند پیامدهای منفی زیادی مانند تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و خرابی موتور ایجاد کند. علت اصلی این موضوع تولید ولتاژهایی است که می‌تواند از محدودیت عایقی و الکتریکی تجهیزات بالاتر رفته و باعث ایجاد خرابی در تجهیزات شود. در ادامه به بررسی فرمول ها و محاسبات du/dt و محاسبه چوک خروجی درایو می‌پردازیم و سپس اثرات منفی du/dt را بررسی کرده و در نهایت به روش های بهبود du/dt مانند فیلتر سینوسی اینورتر، اینورتر فیلتردار، فیلتر هارمونیک سینوسی و فیلتر du/dt اشاره میکنیم.
محاسبات du/dt
همانطور که در بخش قبلی به آن اشاره کردیم، du/dt نرخ تغییر ولتاژ بر روی تغییر زمان در یک مدار الکتریکی است. این مقدار معمولا بر حسب ولت بر میکروثانیه اندازه گیری و بیان میشود. du/dt بالا می تواند نویز یا تداخلی با فرکانس بالا ایجاد کند که می تواند دستگاه های الکترونیکی مجاور را تحت تاثیر قرار دهد و منجر به مشکلات EMI شود. این امر به ویژه در کاربردهای کنترل موتور مهم است، جایی که du/dt بالا می‌تواند باعث اضافه ولتاژ دائم یا اضافه ولتاژ گذرا شود که می‌تواند به عایق موتور و یاتاقان‌ها آسیب برساند. بنابراین، به حداقل رساندن du/dt برای دستیابی به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) و اطمینان از عملکرد مطمئن و ایمن تجهیزات الکتریکی حیاتی است. شکل 1 نشان دهنده شکل موج ولتاژ خروجی درایو است که شامل پالس های سوزنی شکل با دامنه های بسیار بالا است که به عنوان اضافه ولتاژ از آن یاد میشود.
از آنجایی که مدت زمانی که طول می کشد تا ولتاژ از صفر به مقدار پیک افزایش یابد بسیار کم است، du تقسیم بر چنین dt کوچکی منجر به یک رقم du/dt بسیار بالا می شود. در برخی درایو های 400 ولت نامی این مقدار تا 6000 ولتاژ نیز خواهد رفت. در عمل کابلی که الکتروموتور را به درایو متصل میکند دارای خاصیت خازنی و مقاومتی است که باعث میشود تا اسپایک‌های ولتاژ شدیدی مانند شکل 2 ظاهر میشود.
نتیجه گیری
در این بخش از مقاله “فیلتر du/dt چیست؟” به بررسی کلی پدیده du/dt در برخی درایوهای الکتریکی پرداختیم و با محاسبات آن آشنا شدیم. شرکت روکون (Revcon) با بیش از دو دهه سابقه در زمینه مهندسی و طراحی ادوات الکترونیک قدرت فعالیت دارد. تجربه بالا، تکنولوژی ساخت، قیمت مناسب و توجه به نیاز صنعت از ویژگی هایی است که این شرکت را از رقبا متمایز می سازد. فیلتر های هارمونیک ورودی Revcon یکی از تجهیزات تخصصی و پرکاربرد در صنایع مختلف اعم از نفت و گاز، پتروشیمی و سیمان و … جهت جبران سازی اثرات سویچینگ و هارمونیک تولیدی درایو ها بر روی شبکه برق می باشد.
فیلتر هارمونیک Revcon دارای سیستم متمایز و چند سطحی است که این تکنولوژی به صورت فیلتر هارمونیک اکتیو Revcon و فیلتر هارمونیک پسیو Revcon عرضه میشود که باعث شده است تا با هزینه کمتر شکل موج ولتاژ و جریان بهتر و با اعوجاج کمتری در شبکه داشته باشید.
علاوه بر فیلتر هارمونیک Revcon که در سمت ورودی نصب می شود، فیلتر هارمونیک خروجی شامل فیلتر هارمونیک سینوسی الکترا و فیلتر هارمونیک du/dt یا همان فیلتر هارمونیک چوک خروجی الکترا، چوک خروجی درایو، فیلتر نویز اینورتر،فیلتر سینوسی درایو نیز جهت بهبود اعوجاج هارمونیکی THD سمت خروجی استفاده میشود. شرکت بنیان صنعت تدبیر یکتا نماینده امترون در ایران تامین کننده انواع تجهیزات هیدرولیک شامل جک‌ها، سیلندرهای هیدرولیکی با ظرفیت و اندازه های مختلف، شیر، پمپ و واحدهای کنترلی هیدرولیکی، پمپ و موتورهای هیدرولیک فشار بالا، سیستم های کنترل هیدرولیک پیچیده،ولو و محصولات خاص هیدرولیک از برندهای معتبر دنیا مانند Enerpac و بوش – Bosch Rexroth میباشد. علاوه بر این می‌توانید برای دریافت مشاوره تخصصی جهت تامین تجهیزات وگ و همچنین سایر تجهیزات صنعتی شامل بخش الکتریکی فیلترهای هارمونیک، درایو امترون، سافت استارتر موکوتک و سافت استارتر امترون،الکتروموتور زیمنس، الکتروموتور وگ، درایوهای ریجنریتیو و درایو ولتاژ متوسط (MV)، انواع سنسورها و ابزار دقیق و تجهیزات مکانیکی و هیدرولیکی شامل گیربکس فلندر،کوپلینگ Voith، کوپلینگ Rossi و … با متخصصین شرکت بنیان صنعت تدبیر یکتا ارتباط بگیرید.
