Fyrir tveimur sumrum síðan hringdi matvælaverksmiðja í Miðvesturríkjunum til okkar um 750 kVAþurr tegund spennirsem hélt áfram að slökkva á yfirhitagenginu sínu. Verksmiðjustjórinn var svekktur vegna þess að rafstraummælirinn sýndi 62% af álagi nafnplötunnar - einingin virtist hálf aðgerðalaus. Þegar einn af verkfræðingum okkar framkvæmdi aflgæðakönnun breyttist myndin: drif með breytilegum tíðni sem fóðruðu sex pressuvélar drógu brenglaðan straum með u.þ.b. 34% samtalsharmonisk bjögun, og hlykkjóttur heitur reitur var að klifra yfir 150 gráður síðdegis á sumrin. Spennirinn var ekki of stór. Það var hljóðlega vanmetið fyrir strauminn sem flæðir í raun í gegnum það.
Hvers vegna harmónískir straumar ofhitna spennir
Nafnamerki spenni er reiknað út frá hreinum 60 Hz sinusstraumi.Ólínulegt álag- VFD, UPS kerfi, LED rekla, EV hleðslutæki og framenda afriðlara - draga straum í stuttum púlsum frekar en sléttum sinusbylgjum. Þetta brenglaða bylgjuform er stafli af sinusbylgjum á margfeldi af grunntíðninni: 5. (300 Hz), 7. (420 Hz), 11. og 13. röð ráða yfirleitt.
Tjónið kemur fram í vinda tapi. Álagstap í spenni er í tveimur hlutum: I²R tapið sem mælist með RMS straumi og hringstraumstap sem skalast með tíðni. Hvirfiltap í vafningunum vex nokkurn veginn með veldi harmoniku röðarinnar - 5. harmonika við 30% af grundvallarstærð hækkar þann hluta hvirfiltaps um stuðulinn (0,30 × 5)² ≈ 2,3. Húð- og nálægðaráhrif ýta aukastraumnum inn í lítil leiðarasvæði, sem er ástæða þess að brenglað álag skapar staðbundna heita bletti sem ampermælir sýnir aldrei. Hér er sá hluti sem flestir kaupendur sakna: allsharmonisk bjögungeta litið hóflega út og samt eldað vinda, því 5. og 7. skipan situr einmitt þar sem tapsrefsingin er hæst.
Vegna bjögunartakmarkanna sjálfra,IEEE 519-2022er viðmiðunarverkfræðingarnir nota til að dæma hversu mikinn harmónískan straum rafkerfi ætti að þola á stað sameiginlegrar tengingar. Það setur straumtakmarkanir eftir harmoniskri röð og skammhlaupshlutfalli kerfisins - og það er skjalið sem þú ættir að mæla harmonic rannsóknina á móti áður en þú kaupir spenni, ekki eftir.
Hvað þýðir í raun K-Factor Transformer Rating
A K-þáttur spennirer ekki önnur vél en venjuleg þurrgerð eining - það er sama spennifjölskyldan með vafningum sem eru hönnuð til að losa um auka hvirfilhitann sem skapast af harmoniskum straumum. K einkunn, viðurkennd af UL samkvæmt UL 1561 og reiknuð út með aðferðinni íIEEE C57.110, vegur hvern harmónískan straum í álaginu með veldi af röð sinni og tjáir niðurstöðuna sem eina tölu: K-1 fyrir látlausa línulega álagshönnun, síðan K-4, K-9, K-13, K-20, K-30, K-40 og K-50.
K-13 er einkunnin sem við vitnum oftast í í iðjuverum, vegna þess að leiðbeiningar birgja líta venjulega á það sem hentugt þar sem ólínuleg hlutdeild álagsins nálgast 75%. K-4 nær yfir almennar verslunargólf með lýsingu og litlum UPS einingum. K-20 og ofar tilheyra þungum breytum - stórum UPS styrkleika, ljósbogaofnum og rafefnafræðilegum afriðlarálagi - og ætti að staðfesta það með litrófsútreikningi frekar en ágiskun. Sem upphafspunktur er hér kortlagningin sem við göngum kaupendum í gegnum:
| Dæmigert hleðslusnið | Tillaga K einkunn |
| Almenn skrifstofa: lýsing, tölvur, lítil UPS | K-4 |
| Auglýsing: lyftur, VFD dælur, UPS herbergi | K-13 |
| Iðnaðar: drifþungar MCC, extruders, þjöppur | K-13 |
| Gagnaver: rofi með miklum þéttleika, stór UPS | K-13 til K-20 |
| Alvarlegir: ljósbogaofnar, rafgreiningarafriðlar | K-30 til K-50 |
K talan er ekki frádráttarleiðsögn - hún er hönnunarmarkmið fyrir vindann. Venjulegur spennir sem neyddur er til að fóðra sama álag er annað hvort heitari en hitastigshækkunarflokkur hans leyfir eða verður að lækka fyrir neðan nafnplötu, og niðurfelling á stöðluðu einingu er stundum ódýrara svarið. Báðar leiðirnar eru lögmætar. Mistökin eru að velja annað hvort án þess að skoða álagsrófið fyrst.
IEEE C57.110: Aðferðin á bak við einkunnina
IEEE C57.110-2018 - ráðlagður aðferð til að koma á vökva-sýktum og þurrgerða afl- og dreifingarspennugetu við afhendingu álagsstrauma sem ekki eru samfelldir - er útreikningurinn á bak við merkimiðann. Núverandi útgáfa er fáanleg fráIEEE staðlaverslun. Aðferðin skilgreinir harmónískan tapstuðul, venjulega ritaðan FHL, sem ber saman heildartap í vindahring undir mældu litrófinu þínu við hvirfiltap við nafnsinusstraum, breytir síðan þeim stuðli í leyfilegan straum: annaðhvort hámarks kVA sem venjuleg eining getur borið fyrir litrófið þitt, eða K hanna nýja einingu þarfnast.
Notkun aðferðarinnar krefst eins gagna sem aðeins framleiðandinn hefur: hringstraumstap vafningarinnar gefið upp sem hlutfall af I²R tapi hennar. Þess vegna ætti alvarlegt tilvitnun í harmóníuþungt verkefni að innihalda % eddy tap tölu spennisins og reiknað FHL fyrir álag þitt - ekki bara K númer á gagnablaði. Þegar viðskiptavinur sendir okkur samræmda rannsókn með beiðni sinni, skilum við útreikningnum í báðar áttir, sem K-einkunn hönnun og sem niðursett staðalhönnun, þannig að samanburðurinn er byggður á rauntölum.
Einn fyrirvari frá sviðinu: K einkunnir á nafnplötu eru úthlutaðar á skilgreindu litrófi og raunverulegar plöntur reka. Ef þú bætir við drifum síðar skaltu keyra könnunina aftur. Við höfum skipt út einingum sem fengu rétt einkunn K-9 við gangsetningu og stækkuðu fimm árum síðar þegar önnur framleiðslulína kom á netið.
Þar sem við sjáum það mistakast á sviði
Aftur að matvælavinnslunni. Könnunin sýndi 34% heildarstraumbjögun, einkennist af 5. og 7. harmonikkum frá þrýstidrifunum, og útreiknuð eddy-taps refsing setti raunverulegan afkastagetu einingarinnar nálægt 70% af nafnplötunni - sem passaði næstum nákvæmlega við óþægindin. Við skiptum 750 kVA staðaleiningunni út fyrir K-13þurr tegund spennirsömu einkunn og hitaviðvörunin hætti. Álagið hafði ekki breyst. Vafningurinn var loksins byggður fyrir straumnum sem hún bar í raun.
Annað mynstur er rólegra. Pökkunarverksmiðja í Mexíkó bað okkur að vitna í K-13 einingu og spurði síðan hvers vegna þeir gætu ekki einfaldlega keypt staðlaða einingu og lækkað hana um 30%. Þeir gátu - og fyrir skyldu sína, var niðurfelling auk virkrar harmónísks síu á versta fóðrunarbúnaðinum mælanlega ódýrari. Málið er ekki að K-einkunnir spennar séu alltaf svarið. Málið er að enginn ætti að ákveða án litrófsins og tapsútreikningsins, vegna þess að bæði K hönnunin og frádráttarleiðin eru háð tölum, ekki skoðunum.
Hvernig á að tilgreina K-Factor Transformer: Gátlisti fyrir beiðnir
Ef þú ert að kaupa þurra einingu fyrir verksmiðju eða byggingu með drifum, UPS kerfum eða hleðslutæki, þá fer forskriftarvinnan fram áður en beiðni um tilboð fer út. Fimm hlutir ná yfir flest:
- Keyra eða biðja um harmonic rannsóknina fyrst.Mæla straumaflögun við spennibraut prIEEE 519-2022og skráðu TDD plús ríkjandi skipanir - venjulega 5., 7., 11. og 13.
- Láttu birginn reikna K út frá litrófinu þínu.Sendu rannsóknina með RFQ. AK valinn vegna þess að önnur planta notaði það er ágiskun klædd sem verkfræði.
- Bera saman K-einkunn á móti niðursettum staðli um heildarkostnað.Kaupverð, fótspor, tap og sían sem þú gætir þurft á hvorn veginn sem er, tilheyra allt í samanburðinum.
- Staðfestu að vottunin passi við hönnunina.Fyrir Norður-Ameríku, spurðu hvort einingin með K-einkunn beri UL skráningu undir UL 1561 - eða CSA vottun - fyrir nákvæma hönnun, ekki bara fyrir vörufjölskylduna.
- Biðjið um hitastigshækkunarflokkinn og FHL útreikninginn í prófunarpakkanum.Þá getur verkfræðingur þinn staðfest einkunnina í stað þess að treysta nafnaskilti.
Og haltu hurðinni opnum fyrir síun. Ef ríkjandi álag er einn stór VFD þyrping, getur virk sía fyrir framan venjulegan spenni slegið K-30 einingu á verði. Við vitnum í samanburðinn hvort sem er - að heiðarleiki er ódýrari en rangur spennir.
Taka Ryan Electric
Ryan Electric hefur smíðað spennubreyta í þurrgerð og vökvakafi í 120.000 m² aðstöðu okkar í Jiangsu síðan 2007, ogK-þáttur spennirbyggingar - steypt plastefni og VPI - eru staðalbúnaður í úrvalinu. Sem Eaton samrekstrarfélagi með UL, CSA, IEEE og DEKRA vottun í eigu okkar, förum við með K spurninguna sem útreikning. Sendu okkur hleðslusniðið þitt og við munum keyra C57.110 tapsnúmerin áður en þú skuldbindur þig til hönnunar.
Ef þú ert að tilgreinaspennir af þurrum gerðfyrir aðstöðu með VFD, UPS herbergi, EV hleðslutæki, eða annað ólínulegt álag, deildu kVA, spennuflokki og harmonic gögnum í gegnumryan-transformers.com- Verkfræðingar okkar munu koma aftur með K tilmæli, tapsútreikning og raunhæfa áætlun. Eða, ef gögnin segja að staðlað eining auk sía sé snjallari kaup, munum við segja þér það líka.
Um höfundinn:Þessi grein var skrifuð af verkfræðingateyminu hjá Ryan Electric, samstarfsaðili Eaton og UL/CSA-vottaður spenniframleiðandi í Jiangsu, Kína, sem þjónar viðskiptavinum iðnaðar, verslunar og veitu í Norður-Ameríku, Rómönsku Ameríku, Suðaustur-Asíu og Miðausturlöndum.
