22ELEKTRO 3/2012AMPER 2012 – 20. mezinárodní elektrotechnický veletrh témaOchrana před bleskem a přepětím pro průmyslové aplikace se zaměřením na měniče frekvenceÚvodPřepětí je podle normy ČSN 60664-1 ed. 2 :2008 [1] jakékoliv napětí, které má špičkovou hodnotu přesahující odpovídají-cí vrcholovou hodnotu nejvyššího ustálené-ho napětí při normálních provozních pod-mínkách. Přechodové děje jsou zanedbávány.Přepětí mohou být:– dočasná (zemní spojení),– přechodná (spínací SEMP, atmosférická LEMP, statická elektřina ESD).Pod pojmem ochrana před přepětím se ro-zumí souhrn opatření, která mají zabránit ru-šivým nebo ničivým účinkům přepětí na elek-trická zařízení. Dělí se na opatření:– ke snížení možnosti vzniku přepětí,– k omezení již vzniklých přepětí pod přija-telnou mez.Koncepce ochrany před přepětímHlavní zásady koncepce ochran před pře-pětím:– určení všech možných zdrojů rušení,– využití ochranných opatření k omezení vzniku přepětí,– snížení účinků bleskových proudů v budo-vě,– vyrovnání potenciálů uvnitř objektu,– určení všech tras proniknutí přepětí do elektrických a elektronických systémů,– návrh přepěťových ochran nesmí mít vliv na provoz elektrických zařízení,– technicko-ekonomický návrh koncepce přepěťových ochran.Obecná koncepce ochrany před přepětím pro měniče frekvenceHlavním cílem koncepce ochrany před přepětím by mělo být odstranění nebo ales-poň potlačení zdroje rušení. Nejprve by měl projektant zřetelně určit hranice zón ochrany před bleskem LPZ [2] a podle toho dále na-vrhovat systém:– pospojování,– stínění,– instalace přepěťových ochran SPD typu 1, 2 a 3 [3].V principu se měnič frekvence skládá z usměrňovače, meziobvodu, střídače a ří-dicí elektroniky (obr. 1 a obr. 2). Na vstu-pu měniče se mění jednofázové nebo třífá-zové střídavé napětí v meziobvodu na pulzní stejnosměrné napětí. Meziobvod se používá také jako zásobník energie. V síťovém filtru (na kondenzátorech a spínacích členech LC) mohou vznikat problémy ve spojitosti s před-jištěným chráničem RCD (Residual Current Device). Tyto děje jsou mnohdy chybně spo-jovány s instalací přepěťových ochran. Vzni-kají většinou krátkodobými indukovanými poruchovými proudy měniče frekvence. Tyto proudy mohou způsobit vybavení citlivých proudových chráničů. Možné řešení je ve va-riantě instalace proudového chrániče s vyba-vovacím proudem IΔn = 30 mA a schopnosti svádět impulzní proud o hodnotě přes 3 kA (vlny 8/20). Měniče frekvence mají díky řídi-cí elektronice na výstupu taktovací výstupní napětí. Čím je taktovací frekvence řídicí elek-troniky pulzní modulace vyšší, tím se průběh výstupního napětí více podobá sinusovému průběhu. Při každém taktu však vzniká na-pětí, které přikrývá základní frekvenci. Tyto špičky napětí mohou dosáhnout hodnot více než 1 200 V a jsou závislé na velikosti měni-če. Čím více se průběh napětí podobá simu-lovanému průběhu, tím lepší je také chod a ří-zení motoru. To ale znamená, že také špič-ky napětí častěji vznikají na výstupu měniče. Pro výběr přepěťových ochran je velmi důle-žitým parametrem nejvyšší trvalé napětí Uc. Ing. Jiří Kutáč, David Černoch, Dehn + Söhne GmbH + Co. KGObr. 1. Zapojení měniče frekvencevstupvýstupusměrňovač meziobvod střídač L1L2L3řídicí elektronikařízení/regulace/kontrola/komunikaceCV1 V3 V5V4 V6 V2U1V1W1M 3~motorzátěždataObr. 2. Zapoje-ní přepěťových ochran v ob-vodech měniče frekvence3× 400 V/50 Hzvstupvýstupmeziobvod123PCSTFSTRSTOPRHRMRLRTJOGMRSAUCSSDRESresetovládáníPU/DUprocesor/DSPsoftwarefunkce: regulátor PID základní funkce: křivka U/f vektorová regu- lacealarmdisplej LCD/LEDABCAMSFMSDSERUNSUOLIPFFUHzchybová hlášeníanalogové výstupyúdaje o pro-vozním stavu a chybových hlášeníchPoz Typ Obj. č.DEHNguard S DG S 275 7952 070DEHNguard S DG S 600 952 076BLITZDUCTOR XT BST ML4 BE 24 + 920 324 + + BXT BAS + 920 3204 – 20 mAnapájecí napětíochranné obvodychargevstupní signální obvodyUWVM 3~P1PXPRL1L2L3L1L2L3L11L2110E102541