
1. చాలెంజ్: 550kW VFDs నుండి స్టీల్ రోలింగ్ మిల్లులో ఆవర్ట్-సైడ్ వోల్టేజ్ స్పైక్లు (du/dt > 5000 V/μs)
స్టీల్ రోలింగ్ ఉత్పత్తి సమయంలో, మోటర్లు (ఎంచుకున్నది రోలింగ్ మిల్లుల ముఖ్య డ్రైవ్ మోటర్లు) తీవ్రమైన లోడ్ మార్పులకు, వేగంగా ప్రారంభం/అవధికట్టు, మరియు సరైన దశల విలోమ ఘూర్ణన మార్పులకు అందుబాటులో ఉంటాయో. ఈ పని విధానాలు విక్టరీ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ (VFD) వ్యవస్థలకు, విశేషంగా హై-పవర్ (550kW) అనువర్తనాలకు గంభీరమైన చాలెంజ్లను ప్రారంభిస్తున్నాయి. ప్రధాన సమస్య అనేది VFD ఆవర్ట్-సైడ్లో అతి ఎక్కువ వోల్టేజ్ స్లౌ రేట్లు (du/dt) ఏర్పడడం, ఇది కింది విధంగా ప్రకటించబడుతుంది:
- అతి ఎక్కువ du/dt: స్పైక్ విలువలు 5000 V/μs కంటే ఎక్కువ. ఇది సాధారణంగా కింది విధంగా ఏర్పడుతుంది:
- VFD లోని IGBT డైవైస్ల చాలా ఎక్కువ స్విచింగ్ వేగం.
- చాలా పొడవైన మోటర్ కేబుల్స్ (ఎంచుకున్నది VFD యొక్క PWM వేవ్ఫార్మ్ యొక్క రైజ్/ఫాల్ టైమ్స్ తో ప్రతిచర్యాత్మకంగా).
- మోటర్ ఇన్స్యులేషన్ వైశిష్ట్యాల మరియు VFD ఆవర్ట్ పల్స్ల మధ్య ఇమ్పీడెన్స్ మైచ్ మస్క్ సమస్యలు.
- గంభీరమైన ఫలితాలు:
- మోటర్ వైండింగ్ ఇన్స్యులేషన్ డేమేజ్: అతి ఎక్కువ du/dt మోటర్ వైండింగ్ ఇన్స్యులేషన్ను తెరచుకుంటుంది, ఇది పార్షియల్ డిస్చార్జ్, ప్రస్తుతం ఇన్స్యులేషన్ వయస్కత, మరియు చివరకు మోటర్ ఫెయిల్ లేదా బ్రేక్డ్వన్ కలిగించుకుంటుంది.
- బెయిరింగ్ కరెంట్స్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఎరోజన్: ఎక్కువ du/dt, స్ట్రే కెపాసిటెన్స్ ద్వారా, కామన్-మోడ్ వోల్టేజ్ను ఏర్పరచుతుంది, ఇది బెయిరింగ్ కరెంట్స్ను కలిగించుతుంది. ఇది బెయిరింగ్ ఎలక్ట్రికల్ ఎరోజన్, పెరిగిన శబ్దం, పెరిగిన టెంపరేచర్, మరియు తగ్గిన బెయిరింగ్ జీవానుభవం కలిగించుతుంది.
- IGBT మాడ్యూల్ ఓవర్వోల్టేజ్ స్ట్రెస్: ప్రతిబింబించిన మరియు సూపర్పోజ్డ్ స్పైక్ వోల్టేజ్లు IGBT ను అది యొక్క రేటింగ్ను దాటినంత వరకు క్షణిక వోల్టేజ్ను అనుభవించుతుంది, ఇది మాడ్యూల్ ఫెయిల్యర్ ("బ్లోయింగ్") యొక్క ప్రస్తుతం ఖాతరీని పెంచుతుంది.
- ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇంటర్ఫెరెన్స్ (EMI): హై-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ స్పైక్లు చాలా ప్రవహించిన మరియు ప్రతిరంభించిన ఇంటర్ఫెరెన్స్ ఏర్పరచుతుంది, ఇది దగ్గరలోని ఎలక్ట్రానిక్ ఉపకరణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.
- తగ్గిన వ్యవస్థా విశ్వాసాన్ని: మొత్తం వ్యవస్థా ఫెయిల్యర్ రేటు చాలా ఎక్కువ పెరుగుతుంది, ఇది యోగ్యం లేని డౌన్టైమ్ మరియు రోలింగ్ ఆఫ్ఫిషియెన్సీ మరియు కాంటిన్యూయిటీని ప్రభావితం చేస్తుంది.
2. పరిష్కారం: FKE రకం థ్రీ-ఫేజీ ఆవర్ట్ రెయాక్టర్ (నానోక్రిస్టల్ కోర్)
పైన పేర్కొన్న హై-వోల్టేజ్ స్పైక్ సమస్యను దూరం చేయడానికి, 550kW VFD యొక్క ఆవర్ట్ వైపు ఒక FKE రకం థ్రీ-ఫేజీ ఆవర్ట్ రెయాక్టర్ ని స్థాపించడం అందుబాటులో ఉంది. ఈ పరిష్కారం విశేషంగా హై du/dt మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇంటర్ఫెరెన్స్ ను దంపతులంచుకుంటుంది.
- కోర్ ఎక్విప్మెంట్: FKE సమంధి థ్రీ-ఫేజీ ఆవర్ట్ రెయాక్టర్
- ముఖ్య విశేషాలు:
- కోర్ మెటీరియల్: హై-పెర్ఫార్మెన్స్ నానోక్రిస్టల్ అలయిన్
- చాలా ఎక్కువ మ్యాగ్నెటిక్ పెర్మియబిలిటీ మరియు అతి తక్కువ కోర్ లాస్ ఉన్నాయి (ఎంచుకున్నది kHz నుండి MHz హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రేంజ్).
- సాధారణ సిలికన్ స్టీల్ లేదా ఫెరైట్ మెటీరియల్స్ కంటే హై-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ స్పైక్లు మరియు రిప్ల్ కరెంట్స్ ను దంపతులంచడంలో చాలా ఎక్కువ ప్రదర్శన చేస్తాయి (ఎంచుకున్నది IGBT స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు kHz రేంజ్).
- చాలా ఎక్కువ మ్యాగ్నెటిక్ స్థాయి మరియు ట్రాన్సియెంట్ ఓవర్లోడ్స్ ను చేరుకోవడంలో చాలా శక్తివంతమైన క్షమత.
- ముఖ్య టెక్నాలజీ 1: హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇడీ కరెంట్ సుప్రెషన్ కోటింగ్
- నానోక్రిస్టల్ కోర్ లేదా వైండింగ్ యొక్క ముఖంపై ఒక విశేష కండక్టివ్ కోటింగ్ యాప్లయ్ చేయబడుతుంది.
- అతి ఎక్కువ du/dt ద్వారా ఏర్పడిన అతి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇడీ కరెంట్ లాస్లను చేరుకోవడంలో చాలా ఎక్కువ ప్రదర్శన చేస్తాయి (ఎంచుకున్నది మహాస్థానాలు MHz లెవల్).
- హై-ఫ్రీక్వెన్సీల్ వద్ద కోర్ టెంపరేచర్ రైజ్ ను తగ్గించడం, మ్యాగ్నెటిక్ ప్రదర్శనను స్థిరంగా ఉంచడం, మరియు హై du/dt షరాయిలో రెయాక్టర్ యొక్క ప్రాంతంలో లాంగ్-టర్మ్ రిలైబిలిటీని పెంచడం.
- ముఖ్య టెక్నాలజీ 2: మల్టీ-లెయర్ సెక్షనల్ వైండింగ్ డిస్ట్రిబ్యుటెడ్ కెపాసిటెన్స్ ను తగ్గించడం
- ఒక విశేష మల్టీ-లెయర్, సెక్షనల్ వైండింగ్ విన్యాస డిజైన్ యాప్లయ్ చేయబడుతుంది.
- ఒక సాధారణ కన్సెంట్రెటెడ్ వైండింగ్ యొక్క సమాన డిస్ట్రిబ్యుటెడ్ కెపాసిటెన్స్ (Cdw) ను అనేక చిన్న సమానంగా కనెక్ట్ చేయబడిన కెపాసిటివ్ యూనిట్లుగా విభజిస్తుంది.
- మొత్తం ప్రభావ డిస్ట్రిబ్యుటెడ్ కెపాసిటెన్స్ విలువ చాలా తగ్గించబడుతుంది.
- కోర్ విలువ:
- VFD స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు హార్మోనిక్ ఫ్రీక్వెన్సీల కంటే రెయాక్టర్ యొక్క సెల్ఫ్-రెజనెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీని చాలా ఎక్కువ పెంచడం, ఇది లక్ష్య ఫ్రీక్వెన్సీ బాండ్ లో ప్రత్యేకంగా ఇండక్టివ్ విశేషాన్ని నిలిపి ఉంచడం.
- VFD యొక్క PWM హై-ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్లు మరియు మోటర్ కేబుల్ యొక్క పారాసిటిక్ కెపాసిటెన్స్ మధ్య ఏర్పడిన ఒసిలేటింగ్ సర్క్యూట్ యొక్క తీవ్రతను చాలా తగ్గించడం, ఇది వోల్టేజ్ స్పైక్లు (రింగింగ్) యొక్క అంతరం మరియు శక్తిని మూలంగా దంపతులంచడం.
- హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఒసిలేటింగ్ కరెంట్ కాంపోనెంట్ల రెయాక్టర్ ద్వారా ప్రవహించడం ను తగ్గించడం.
- కోర్ ఫంక్షన్స్:
- వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్ ను చాలా ఎక్కువ స్మూథ్ చేస్తుంది, ఆవర్ట్-సైడ్ వోల్టేజ్ స్లౌ రేట్ (du/dt) ను చాలా తగ్గించడం, స్పైక్లను సురక్షిత స్థాయికి తీర్చుకుంటుంది.
- హై-ఫ్రీక్వెన్సీ హార్మోనిక్ కరెంట్స్ ను ఫిల్టర్ చేస్తుంది, మోటర్ హార్మోనిక్ లాస్ మరియు టెంపరేచర్ రైజ్ ను తగ్గించడం.
- వోల్టేజ్ రిఫ్లెక్షన్ వేవ్లను (Wave Reflection) ను దంపతులంచడం.
- లైన్ ఎండ్ వద్ద హార్మోనిక్ వోల్టేజ్ డిస్టోర్షన్ రేటును తగ్గించడం.
- కామన్-మోడ్ వోల్టేజ్ మరియు బెయిరింగ్ కరెంట్స్ యొక్క ఖాతరీని తగ్గించడం.
- ప్రవహించిన మరియు ప్రతిరంభించిన ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఇంటర్ఫెరెన్స్ (EMI) ను తగ్గించడం.
3. పరఫర్మన్స్ డేటా (550kW రోలింగ్ మిల్లు VFD స్థాయిలో అనువర్తించబడింది)
- వోల్టేజ్ స్పైక్ సుప్రెషన్: ఆవర్ట్-సైడ్ du/dt చాలా తగ్గించబడింది, పీక్ విలువలు >5000 V/μs నుండి సురక్షిత స్థాయికి (<1000 V/μs లేదా తక్కువ, స్పెశఫిక్ విలువలు ఫీల్డ్ మీజర్మెంట్ కన్ఫర్మేషన్ అవసరం) తీర్చబడింది, మోటర్ ఇన్స్యులేషన్ ప్రొటెక్షన్ లక్ష్యాలను నిర్ధారిస్తుంది.
- కరెంట్ లిమిటింగ్ క్షమత: మోటర్ స్టార్ట్ప్ లేదా