Taajuusmuuttajan häviöidensimulointityökalun kehitys

Diplomityössä on kehitetty kaksitasoisen jännitevälipiirillisen taajuusmuuttajan häviöiden simulointiin käytettävä simulointimalli osaksi säädettävän sähkömoottorikäytön simulointityökalua, jolla voidaan analysoida eri säätöalgoritmien, kuormituksen ja kytkentätaajuuden vaikutusta taajuusmuuttajan häviöihin. Aluksi on selvitetty yksityiskohtaisesti taajuusmuuttajan häviölähteet ja häviöiden fysikaalinen tausta. Taajuusmuuttajassa käytettäville komponenteille on esitetty simulointimalleja. Taajuusmuuttajan malli ja häviöiden laskenta-algoritmit on toteutettu C-kielellä. Taajuusmuuttajan malli vastaa perusrakenteeltaan ACS800-02-0260-5 - taajuusmuuttajaa. ACS800-02-0260-5 -taajuusmuuttajan häviöitä on simuloitu erilaisissa kuormitustilanteissa, ja simulointien tueksi taajuusmuuttajan häviöt on pyritty selvittämään laboratoriomittauksin.

A simulation model of a two-level voltage source frequency converter for power loss calculation has been developed in this thesis. The simulation model is used in an electric drive simulation tool, which can be used to analyse effects of control algorithms, switching frequency and load conditions tothe power losses of the frequency converter. In the beginning of the thesis the power loss sources of the frequency converter and the physical background of them have been introduced. Simulation models for components used in frequency converters have been proposed. The model of the frequency converter and algorithms of power loss calculations have been realized in C-language. Basic construction of the converter model is equivalent to ACS800-02-0260-5 frequency converter. Power losses of the ACS800-02-0260-5 have been investigated by the means of simulation, and laboratory measurements have beenexecuted to confirm simulation results.