Sähkökäyttöinä ja kuormina toimivat taajuusmuuttajat sekä niiden ohjaus- ja mittausympäristö
Niinimäki, Petri (2014)
Niinimäki, Petri
Lapin ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014060411715
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014060411715
Tiivistelmä
Lähitulevaisuudessa on odotettavissa sähkön pientuotannon lisääntyminen tekniikan parantuessa ja laitteiden hintojen alentuessa. Myös tuulivoiman rakentaminen on vilkasta. Näissä tapauksissa taajuusmuuttajilla on vahva rooli tuotetun sähkön muuntamisessa sähköverkkoon sopivaksi. Lisäksi taajuusmuuttajien vahvat edut säädettävissä käytöissä ylläpitävät taajuusmuuttajien tarvetta eri sovelluksissa.
Tämän opinnäytetyön aiheena oli Lapin ammattikorkeakoulun Kemin yksikköön toteutettavan taajuusmuuttajien ja moottorien oppimisympäristön suunnittelu ja käyttöönotto. Tavoitteena oli tarjota opiskelijoille ja yritysmaailman koulutettaville henkilöille monipuolinen mahdollisuus perehtyä taajuusmuuttajien ja oikosulkumoottorien toimintaan sekä niiden energian laatumittauksiin sähkökäytöissä.
Työssä selvitettiin oikosulkumoottorien ja taajuusmuuttajien ominaisuuksia, ja millaisia toiminta-arvoja ja sähkönlaatuominaisuuksia niillä on. Oikosulkumoottorin toimintaa ja mitoitusta tutkittiin sekä moottorina että generaattorina käytettäessä. Taajuusmuuttajien toimintaperiaatteista käytiin läpi tavalliset yksi-kaksikvadranttiset ja nelikvadranttiset mallit.
Oppimisympäristön suunnittelussa huomioitiin laitteiston monipuoliset käyttötarpeet ja ratkaisujen joustavuus. Tarvittava laitteisto mahdutettiin olemassa oleviin rajallisiin testihuonetiloihin, missä voimavirtapistorasioiden ja -jatkojohtojen avulla toteutettiin eri laitteiden ja mittauspisteiden ristikytkentä. Käyttöturvallisuuden varmistamiseksi testihuoneen hätä-seis-toteutus laajennettiin kattamaan kaikki muutkin huoneen laitteita syöttävät järjestelmät. Valvomopisteitä suunniteltiin kaksi, joihin sijoitettiin etävalvonta ja -ohjausjärjestelmät sekä energian laatumittauspisteet. Asennustöiden ohjaus suoritettiin yksityiskohtaisten työpyyntöjen avulla.
Työn keskeiset tavoitteet saavutettiin ja suunniteltu järjestelmä saatiin käyttöönotettua kevätkauden lopulla 2014. Järjestelmä voidaan ottaa opetuskäyttöön syyskaudella opettajien perehdytyksen ja harjoitustehtävien suunnittelun jälkeen.
Tämän opinnäytetyön aiheena oli Lapin ammattikorkeakoulun Kemin yksikköön toteutettavan taajuusmuuttajien ja moottorien oppimisympäristön suunnittelu ja käyttöönotto. Tavoitteena oli tarjota opiskelijoille ja yritysmaailman koulutettaville henkilöille monipuolinen mahdollisuus perehtyä taajuusmuuttajien ja oikosulkumoottorien toimintaan sekä niiden energian laatumittauksiin sähkökäytöissä.
Työssä selvitettiin oikosulkumoottorien ja taajuusmuuttajien ominaisuuksia, ja millaisia toiminta-arvoja ja sähkönlaatuominaisuuksia niillä on. Oikosulkumoottorin toimintaa ja mitoitusta tutkittiin sekä moottorina että generaattorina käytettäessä. Taajuusmuuttajien toimintaperiaatteista käytiin läpi tavalliset yksi-kaksikvadranttiset ja nelikvadranttiset mallit.
Oppimisympäristön suunnittelussa huomioitiin laitteiston monipuoliset käyttötarpeet ja ratkaisujen joustavuus. Tarvittava laitteisto mahdutettiin olemassa oleviin rajallisiin testihuonetiloihin, missä voimavirtapistorasioiden ja -jatkojohtojen avulla toteutettiin eri laitteiden ja mittauspisteiden ristikytkentä. Käyttöturvallisuuden varmistamiseksi testihuoneen hätä-seis-toteutus laajennettiin kattamaan kaikki muutkin huoneen laitteita syöttävät järjestelmät. Valvomopisteitä suunniteltiin kaksi, joihin sijoitettiin etävalvonta ja -ohjausjärjestelmät sekä energian laatumittauspisteet. Asennustöiden ohjaus suoritettiin yksityiskohtaisten työpyyntöjen avulla.
Työn keskeiset tavoitteet saavutettiin ja suunniteltu järjestelmä saatiin käyttöönotettua kevätkauden lopulla 2014. Järjestelmä voidaan ottaa opetuskäyttöön syyskaudella opettajien perehdytyksen ja harjoitustehtävien suunnittelun jälkeen.