Taajuusmuuttajan jännitevälipiirin stabiilius

Diplomityössä tutkittiin jännitevälipiirin epästabiiliutta suuren hitausmomentin käytöissä, kun taajuusmuuttajan verkon puolelle oli sijoitettu passiivinen verkkosuodin. Välipiirin tehtävänä on vähentää tasajännitteen aaltoisuutta. Jos välipiirin jännite ei ole stabiili, aiheuttaa se värettä moottorivirtaan. Työn aiheen antaja on suomalainen taajuusmuuttajavalmistaja Vacon Oyj. Työn lähtökohtana oli asiakastapaus, jossa taajuusmuuttajan välipiirin jännitteessä oli esiintynyt epästabiiliutta tutkitun kaltaisessa systeemissä. Välipiirin jännitteen epästabiiliutta esiintyi vain tietyillä ajotaajuuksilla, kun systeemiä kuormitettiin noin 50 %:lla nimellisestä kuormasta. Työssä etsittiin syitä epästabiiliudelle ja mahdollisia ratkaisuja ilmiöiden lieventämiseen. Ongelmatapausta mallinnettiin laboratoriomittauksin alkuperäistä systeemiä vastaavalla mittausjärjestelyllä. Tutkimuksessa todettiin epästabiiliuden aiheutuvan monen eri tekijän yhteisvaikutuksesta. Passiivinen verkkosuodin, taajuusmuuttajan välipiiri, moottorisäätö ja suuri hitausmassa yhdessä muodostavat ketjun, jonka vaikutuksesta epästabiiliutta esiintyy välipiirin jännitteessä. Ongelman lieventämiseksi etsittiin ratkaisu moottorisäädön ohjausalgoritmeista ja niiden parametrisäädöistä.