TAAJUUSMUUTTAJAN HYÖTYSUHTEEN KALORIMETRINEN MITTAUS
Keski-Kujala, Tommi (2013)
2013
Kuvaus
Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.
Tiivistelmä
Energiatehokkuuden parantuessa perinteisen tuloteho–lähtöteho-mittausmenetelmän tarkkuus ei enää riitä häviötehon ja hyötysuhteen luotettavaan mittaamiseen, vaan tilalle tarvitaan vaihtoehtoinen, luotettavampi menetelmä.
Tässä työssä tutkittiin kalorimetristä mittausmenetelmää, joka mahdollistaa suoran häviötehon mittaamisen taajuusmuuttajan tuottaman lämpömäärän avulla. Kalorimetrinen mittausmenetelmä hyödyntää sitä, että lähestulkoon kaikki häviöteho mitattavassa laitteessa muuttuu lopulta lämmöksi. Tämä laitteen tuottama lämpömäärä sidotaan jäähdyttävään väliaineeseen; kalorimetrin rakenteesta riippuen joko veteen tai ilmaan, josta häviöteho lasketaan ominaisuuksien ja väliaineelle tehtävien mittausten avulla. Koska kalorimetrinen mittaaminen perustuu pääosin lämmön hallitsemiseen, perehdytään tässä työssä lämmönsiirron perusteisiin. Lisäksi työssä syvennyttiin erilaisten kalorimetrien rakenteisiin sekä kalorimetrin suunnitteluprosessiin.
Työn tavoitteena oli toteuttaa suljetun rakenteen kalorimetri taajuusmuuttajan hyötysuhteen määrittämiseen häviötehon mittaamisen avulla. Työn tuloksena rakennettiin kaksikammioinen, suljetun rakenteen kalorimetri. Häviötehon mittaustarkkuudeksi ~1kW häviötehoalueelle määritettiin ±1,5 %. Taajuusmuuttajan kalorimetrillä mitatuksi hyötysuhteeksi saatiin 0,975 mittaustarkkuudella ±0,07 %. Kehitystyö häviötehon mittaustarkkuuden parantamiseksi jatkuu tämän työn ulkopuolella.
Tässä työssä tutkittiin kalorimetristä mittausmenetelmää, joka mahdollistaa suoran häviötehon mittaamisen taajuusmuuttajan tuottaman lämpömäärän avulla. Kalorimetrinen mittausmenetelmä hyödyntää sitä, että lähestulkoon kaikki häviöteho mitattavassa laitteessa muuttuu lopulta lämmöksi. Tämä laitteen tuottama lämpömäärä sidotaan jäähdyttävään väliaineeseen; kalorimetrin rakenteesta riippuen joko veteen tai ilmaan, josta häviöteho lasketaan ominaisuuksien ja väliaineelle tehtävien mittausten avulla. Koska kalorimetrinen mittaaminen perustuu pääosin lämmön hallitsemiseen, perehdytään tässä työssä lämmönsiirron perusteisiin. Lisäksi työssä syvennyttiin erilaisten kalorimetrien rakenteisiin sekä kalorimetrin suunnitteluprosessiin.
Työn tavoitteena oli toteuttaa suljetun rakenteen kalorimetri taajuusmuuttajan hyötysuhteen määrittämiseen häviötehon mittaamisen avulla. Työn tuloksena rakennettiin kaksikammioinen, suljetun rakenteen kalorimetri. Häviötehon mittaustarkkuudeksi ~1kW häviötehoalueelle määritettiin ±1,5 %. Taajuusmuuttajan kalorimetrillä mitatuksi hyötysuhteeksi saatiin 0,975 mittaustarkkuudella ±0,07 %. Kehitystyö häviötehon mittaustarkkuuden parantamiseksi jatkuu tämän työn ulkopuolella.