CEM - Curs 10 1

PERTURBAŢII RADIATIVE ÎN SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICĂ

PERTURBATII DATORATE CIRCUITULUI DE FORTA

In sistemele clasice, fara convertoare de putere se datoreaza:Variatiilor de curect la inchiderea/deschiderea contactelorLungimii cablurilor de alimentareSistemului de pamantare

In sistemele cu convertoare de putere se datoreaza:Frecventelor mari de comutatie

CEM - Curs 10 2

PERTURBAŢII RADIATIVE ÎN SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICĂ

I1 I2 = IMC IMC +

Descompunerea curentului total în cele două compunente: de mod normal şi de mod comun.

IMN IMN

221 II

IMN

2

21 IIIMC

CEM - Curs 10 3

PERTURBAŢII RADIATIVE ÎN SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICĂ

IMN IMN

1 2

s

d

L

IMC IMC

1 2

s

d

L

(a) (b)Câmpul electric generat de curenţii de mod normal (a), respectiv de curenţii de mod comun (b).

totalMNE

MNE 1

totalMNE

MCE 2

MCE1

MCE1

totalCNE

CEM - Curs 10 4

PERTURBAŢII RADIATIVE ÎN SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICĂ

PERTURBATII DATORATE CIRCUITELOR DE COMANDA SI CONTROL

Surse:Comutatia in circuitele logice ale sistemului determina campuri electrice perturbatoare

Traseele de ducere şi de întoarcere pot fi considerate antene cadru şi deci, surse neintenţionate de câmpuri perturbatoare

Reducerea dimensiunilor

CEM - Curs 10 5

PERTURBAŢII RADIATIVE ÎN SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICĂ

Spectrul emisiilor radiative ale unui microcontroler Motorola din familia HCMOS VLSI, MC68HC05C4 pentru reduceri ale dimensiunii

chip-ului de silicon

35% reducere 42% reducere

50% reducere 60% reducere

CEM - Curs 10 6

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

Armonici in masinile electrice

Armonici de spatiu: datorita distributiei solenatiei in intrefier

Armonici de timp: datorate armonicilor surselor de alimentare

reteaua de alimentare

convertoare

PERTURBATII DATORATE MASINILOR ELECTRICE

CEM - Curs 10 7

A B C

N

π/18

π/3

Faza 2 Faza 1 Faza 3Faza 3Faza 1Faza 2

x

Schema de conexiuni pentru o maşina de inducţie

Distribuţia solenaţiei statorice pentru maşina de

inducţie considerată

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

CEM - Curs 10 8

Solenatia statorica

Armonici de spatiu

Tensiunea electromotoare indusa in sistemul rotoric (colivie):

Armonici de timp, ce se regasesc in curentul rotoric

16,sin2

sin6),(

16,sin2

sin6),(

3

1

3

1

kxtpIN

xt

kxtpIN

xt

pb p

cbsass

pb p

cbsass

rr

skk Z

kp

ttstdtd

e12cos11)( max,

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

CEM - Curs 10 9

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

Solenatia rotorica

rZ

k r

r ptsZ

It

1 1

max, sinsin1),(

Armonici de spatiu

Tensiunea electromotoare indusa in sistemul statoric va contine armonici de timp cu frecventele:

f1)s1(pZf r

stator

CEM - Curs 10 10

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

Ordinul armonicii

()

Frecvenţa armonicii[Hz]

1 637

2 1424

4 2698

5 3485

6 4171.5

8 5546

9 6133

0 400 800 1200 1600 f[Hz]-250

-200

-150

-100

-50

0

[dB]

50Hz

637Hz

1424Hz

Spectrul de frecvenţe al curentului statoric

CEM - Curs 10 11

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

PERTURBATII DATORATE CONVERTOARELOR DE PUTERE

Y Y

Y Y

Δ Y

YY

Δ

YY

Δ

Y

ΔΔ

Redresoare necomandate şi forma curentului de linie a fiecărei variante

CEM - Curs 10 12

0

5

10

15

20

25

30

a 5-a a 7-a a 11-a a 13-aa 17-a a 19-a a 23-a a 25-a

Ih/I1 [%]

Redresor cu 6 pulsuri

Redresor cu 12 pulsuri

Redresor cu 24 pulsuri

Spectrul de frecvenţe al curentului de linie pentru cele trei variante de redresoare necomandate.

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

CEM - Curs 10 13

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

Forma de curent şi factorul de distorsiune al acestuia pentru două variante de redresoare comandate.

Redresor comandat cu 6 pulsuri: THD 30%

Redresor comandat cu 10 pulsuri: THD 30%

CEM - Curs 10 14

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

5 7 11 13 17 19 23 25 29 31 35 37 41 47 49 53 55 71 77

Ih/I1 [%]

Ordinul armonicii

(a)

(b)

Forma curentului de linie (a) şi spectrul de frecvenţe al acestuia (b) pentru un redresor în punte trifazată cu IGBT-uri.

CEM - Curs 10 15

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4

Factorul de distorsiuneArmonica a 5-aArmonica a 7-aArmonica a 11-aArmonica a 13-aArmonica a 17-aArmonica a 19-a

1 – cu inductanţă de netezire de valoare mare2 şi 3– cu inductanţă de netezire de valoare mică4– fără inductanţă de netezire

Influenţa inductanţei de netezire asupra factorului de distorsiune a curentului de linie şi a amplitudinilor principalelor armonici.

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE reducere utilizand bobine de netezire

CEM - Curs 10 16

Sursa de alimentare

Alimentare sinusoidală Isarcină distorsionat

Icompensare

Figura 3.48. Principiul de funcţionare al unui filtru activ.

Filtru activ

PERTURBAŢII ASUPRA RETELEI DE ALIMENTARE reducere utilizand filtre active