|
Abstract:
|
Asuin-, toimisto- ja julkisten rakennusten sähkönsyötössä käytetään nelijohdinjärjestelmiä.Yleisimpiä nelijohdinjärjestelmään kytkettäviä laitteita ovat matalatehoiset yksivaiheiset vaihejohtimen ja nollajohtimen väliin kytkettävät elektroniikkalaitteet, kuten tietokoneet ja kodin elektroniikkalaitteet sekä lämmitys- ja ilmastointilaitteet. Usein kyseisten laitteiden verkosta ottama virta sisältää runsaasti matalataajuisia yliaaltoja. Lisäksi yksivaihekuormat kuormittavat kolmivaiheverkkoa epätasaisesti ja aiheuttavat järjestelmään nollajohtimen kautta kiertävän nollavirran. Nelijohdinaktiivisuodin mahdollistaa yliaaltojen suodattamisen verkkovirroista, nollajohtimen nollavirran kompensoinnin sekä verkkovirtojen tasapainottamisen kolmivaiheverkon kuormituksen tasaamiseksi. Lisäksi aktiivisuotimella pystytään kompensoimaan kuorman ottamaa loistehoa. Tässä diplomityössä tutkittiin kahta erilaista jännitevälipiirillisen rinnakkaisaktiivisuotimen nelijohtimista topologiaa sekä niiden mikrokontrolleritoteutukselle soveltuvia säätömenetelmiä. Työssä tutkitut topologiat erosivat toisistaan lähinnä verkkosuuntaajasillan rakenteessa. Toinen topologia sisälsi kuusi ja toinen kahdeksan ohjattavaa kytkinkomponenttia. Tavoitteena oli aluksi tarkastella topologioiden sekä niiden säätöjärjestelmien toimintaa tietokonesimulointien avulla, jonka jälkeen vastaavat järjestelmät oli määrä toteuttaa käytännössä. Nelijohdinaktiivisuotimien toimintaa simuloitiin SimulinkTM -ohjelmistolla. Käytännön toteutuskohteeksi valittiin kuusikytkiminen nelijohdinaktiivisuodin. Prototyypin mitoitusperusteeksi valittiin näennäisteholtaan 5 kVA kuorman tuottamien yliaaltojen kompensointi. Säätöjärjestelmä toteutettiin Motorolan MPC-555 mikrokontrollerilla. Säätömenetelmäksi valittiin kuormavirtojen myötäkytkentään perustuva menetelmä. |