| dc.description.abstract | Et norsk nettselskap har mottatt kundeklager om synlig flimmer med hastighet på 2 Hz i belysningsutstyr bak elektroniske dimmere. Målinger avslører at spesielt 5.- og 7. harmoniske komponent inneholder en tydelig amplitudevariasjon på 2 Hz, og at problemet samsvarer med driften av en pumpestasjon i nærheten. Pumpestasjonen er drevet av tre asynkronmotorer med tilhørende kondensatorbatteri for reaktiv kompensering, og 2 Hz variasjonen viser seg å øke med antall motorer som er i drift. Ved utkobling av kondensatorbatteriene er amplituden på 2 Hz-variasjonen betraktelig redusert, men dog ikke helt borte.
Innledende studier og analyser indikerer at flimmeret skyldes et beatfenomen grunnet interaksjon mellom en interharmonisk komponent generert i henhold til maskinens sakkingsfrekvens, og en nærliggende harmonisk komponent. Problemstillingen er herved primært å undersøke om asynkronmaskiner kan skape to nærliggende frekvenskomponenter som interfererer med en beatfrekvens på 2 Hz, og arbeidet består primært av modellering og simulering av asynkronmaskin i programmet COMSOL, samt FFT-analyse av COMSOL-resultat i MATLAB.
Innledningsvis er det laget en asynkronmaskinmodell som er sammenlignbar med tidligere studier. Sammenligningen består av en maskin med merkedata 30 kW, 50 Hz, 4 poler, 48/36 spor i henholdsvis stator/rotor og sakkingsfrekvens på 3 %. En grundig sammenligning er presentert, og styrker og svakheter er følgelig brukt i videre analyser. Den aktuelle asynkronmaskinmodellen har merkedata 1,75 MW, 50 Hz, 8 poler, 72/54 spor i henholdsvis stator/rotor og sakkingsfrekvens på 0,9 %.
For asynkronmaskinmodellene er det utredet detaljerte spesifikasjoner for geometriske mål og viklingsdesign. Simuleringene er utført med forsyning bestående respektivt av ideelt sinuspåtrykk, påtrykk av harmoniske komponenter, påtrykk av ubalansert amplitudeverdi, alternative valg av antall spor i rotor, henholdsvis både for påtrykk av strøm og spenning. Det er også begrunnet valgt av maskenett og visningsmetode av resultat i COMSOL. Resultatene representerer målinger utført for strøm eller spenning i statorviklingene, og for flukstetthet i luftgapet.
Resultatene inneholder noe støy grunnet kompromiss mellom simuleringstid og oppløsning, men enkelte frekvenskomponenter viser seg uansett å være framtredende konsekvent i samtlige frekvensanalyser. Disse framtredende frekvenskomponentene svarer til maskinens romharmoniske produksjon, men har tilsynelatende en lavere frekvens, tilsvarende sakkingsfrekvensen. For at en av disse interharmoniske frekvenskomponentene skal ha en nærliggende frekvenskomponent å interferere med, så tyder det på at det nødvendigvis også må finnes en harmonisk komponent i forsyningen.
Det poengteres altså at det sannsynligvis oppstår en lavfrekvent beatkomponent i asynkronmaskinen hvis det finnes en harmonisk komponent i maskinens forsyning. Hastighet og amplitude på beatkomponenten avhenger av maskinens sakkingsfrekvens, maskinens romharmoniske produksjon, og forsyningens harmoniske innhold. Ifølge dette arbeidet vil en synlig beatkomponent på 2 Hz mest sannsynlig oppstå ved at det finnes en 5. harmonisk komponent i forsyningen med amplitude på minst 1 % av den fundamentale komponenten, gitt at maskinen har et viklingsdesign som genererer 5. romharmoniske komponent, og har en sakkingsfrekvens på rundt 0,9 %. | |
