:: Harmonics และ
Noise กับการทำงานของอินเวอร์เตอร์ ::
โดย
ศิวะ หงษ์นภา
| 1. ฮาร์มอนิกส์ที่เกิดขึ้นทางด้านเอาต์พุตและการป้องกัน
|
บทความเรื่องฮาร์มอนิกส์ที่เกิดขึ้นจากการทำงานของระบบควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ตามที่ผู้เขียนได้เขียนถึง
ก่อนหน้านี้นั้น จะเป็นเรื่องฮาร์มอนิกส์เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับด้านอินพุตของไดรฟ์เท่านั้น
แต่ในความเป็นจริงแล้ว
ทางด้านเอาต์พุตของไดรฟ์ที่จ่ายให้กับมอเตอร์ก็มีปัญหาของฮาร์มอนิกส์ที่สร้างความปวดเศียรเวียนเกล้าให้กับผู้ใช้งาน
เป็นอย่างมากเช่นเดียวกัน ถึงแม้กระแสทางด้านเอาต์พุตจะมีความเป็นคลื่นรูปซายน์อยู่มากก็ตามเมื่อเทียบกับด้าน
อินพุต แต่เนื่องจากแรงดันด้านเอาต์พุตไม่เป็นซายน์
แต่เป็นรูปคลื่น PWM ทั้งแบบสมมาตร (กรณีควบคุมแบบ V/F)
และแบบสุ่ม (กรณีควบคุมแบบเวกเตอร์หรือไดเร็กทอร์ก)
ทำให้เกิดฮาร์มอนิกส์ของแรงดันขึ้นมาแทนและฮาร์มอนิกส์
แรงดันนี้จะก่อให้เกิดผลเสียตามมา 4 ประการคือ
1. แม้ความถี่มูลฐานของแรงดันฮาร์มอนิกส์เหล่านี้จะมีค่าต่ำ
เช่น ไม่เกิน 100 Hz หรือในภาวะปกติก็มักไม่เกิน
50 Hz แต่ความถี่ของสัญญาณมอดูเลตกรณี V/F หรือความถี่จากการสวิตช์
ON-OFF ในกรณีของเวกเตอร์และ
ไดเร็กทอร์กมักจะมีค่าเป็นหลัก kHz ความถี่สูงดังกล่าวนี้ได้ส่งผลให้คาปาซิเตอร์ที่อยู่ระหว่างสายกับสาย
(L-L)
และระหว่างสายกับกราวด์ (L-PE) มีบทบาทขึ้นมาทันที เนื่องจากค่าอิมพีแดนซ์ของคาปาซิเตอร์จะลดลงเมื่อ
ความถี่เพิ่มขึ้นตามสมการ Zc = 1/2pfC และเมื่ออิมพีแดนซ์ของคาปาซิเตอร์ลดลงก็จะเริ่มมีกระแสรั่วไหล
ระหว่างสายกับสายและกระแสรั่วไหลจากสายลงกราวด์ ทั้งในส่วนของสายเคเบิลเองและในส่วนของมอเตอร์
ดังแสดงในรูปที่ 1 และเนื่องจาก C จะมีไปตลอดความยาวของสายดังนั้นยิ่งสายยาวมากขึ้น
Zc ก็จะยิ่งน้อยลง
กระแสรั่วไหลในส่วนนก็จะยิ่งมากขึ้น

รูปที่ 1 กระแสรั่วไหลผ่านคาปาซิเตอร์ธรรมชาต
2. ในกรณีที่สายยาวมาก
ๆ นอกจากค่าคาปาซิเตอร์ที่จะมีบทบาทมากขึ้นแล้ว ค่าอินดักแตนซ์ก็เป็นอีกตัวหนึ่งที่จะ
มีบทบาทเพิ่มเข้ามาและการเข้ามาของอินดักแตนซ์นั้นจะยิ่งทำให้สถานการณ์ที่แย่อยู่เนื่องจากค่าคาปาซิแตนซ์
ที่มากขึ้นเป็นทุนอยู่แล้ว ยิ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นไปอีก
เพราะค่าอินดักแตนซ์ที่มากขึ้นจะฟอร์มตัวเข้ากับค่า
คาปาซิแตนซ์ ทำให้สภาวะการออสซิลเลตจากกระแสดังแสดงในรูปที่
2 ทำให้กระแสเดิมที่มากขึ้นเนื่องจาก
ค่าอิมพีแดนซ์ของคาปาซิแตนซ์ที่ลดลงแล้ว ขนาดสูงสุดของกระแสยังถูกเพิ่มขนาดขึ้นเนื่องจากผลของการ
ออสซิลเลต ผลของทั้งข้อ 1 และ 2 ได้ส่งผลให้ภาคอินเวอร์เตอร์ของไดรฟ์ต้องรับภาระกระแสโหลดที่เพิ่มมากขึ้น
อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

รูปที่ 2 กระแสออสซิลเลตเนื่องจากผลของ
LC
หน้าที่ 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ที่มา : Industrial
Technoloqy Review 130 ตุลาคม 2547
|