Skip to main content

Bättre att förhindra att övertoner uppstår istället för att bara minska problemen

Pressmeddelande   •   Sep 25, 2019 09:31 CEST

Den snabba teknikutvecklingen inom många områden har lett till att system för elförsörjning, elmiljö och elkvalitet allt mer hamnat i fokus. Det gäller också de problem som kan uppstå på grund av övertoner. Teknikutveckling är givetvis något positivt men den leder också till att allt mer övertoner går ut på elnätet samtidigt som olika utrustningar och tekniktäta miljöer blir allt mer känsliga för störningar. En sådan miljö är datacenters.

Behovet av datacenters ökar över hela världen och Sverige har blivit en populär plats för etablering av sådana centers. Antalet datacenters växer snabbt och det gör också de mängder data som ska processas samt effektdensiteten för de enskilda komponenterna i datacentermiljöer. Trots denna trend så har den genomsnittliga årliga energiförbrukningen för luftkonditionering i datacenters minskat med drygt tio procenten under de senaste tio åren. Detta har varit möjligt genom en ökad användning av energieffektiva fläktar med EC-teknologi och integrerad styrelektronik. Energieffektiviseringen har stor betydelse ekonomiskt för många datacenters, men ytterligare en utmaning är att reducera eller eliminera de övertoner på elnätet som kan orsaka störningar och även skador på dyrbar datorutrustning.

Moderna motorer drivs med frekvensomriktare för att exakt anpassa hastigheten till kraven i en applikation, och detta resulterar i olinjära strömmar. Det är olinjära belastningar, ofta benämnda icke-linjära laster, som ger upphov till övertoner genom att förhållandet mellan ström och spänning inte är konstant under en viss period. Om en olinjär belastning ansluts till elnätet kommer den att dra en ström som avviker från sinusformen vilket orsakar övertoner. Strömmen kommer sedan att orsaka ett motsvarande spänningsfall vilket förvränger spänningskurvans sinusform och ger motsvarande övertoner i spänningen. En icke-sinusformad strömkurva uppstår, som kan representeras som en summa av sinusformade kurvor med frekvenser som är en exakt multipel (h) av grundfrekvensen. Detta är den Totala Harmoniska spännings-Distorsionen harmonisk diskriminering, THDI , som anges i procent.

En THDI på 33 procent innebär att det utöver den totala aktiva strömmen på 100 procent går en reaktiv reaktionsström på 33 procent förlorad. Detta kan resultera i en kraftig belastning på försörjningsnätet, störningar samt höga underhålls- och utbyteskostnader. Målet är därför att minimera THDI. Detta görs vanligtvis med externa passiva eller aktiva filter. Med dessa är det svårt att nå ett ensiffrigt THDI-värde även efter stora investeringar med höga utvecklings- och valideringskostnader. Dessa filter har också andra nackdelar som exempelvis utrymmeskrav och hög systemkomplexitet. Det bästa tillvägagångssättet är istället att förhindra att övertoner uppstår, och ebm-papst har lösningen för det.

EC-fläktar med integrerad PFC, Power Factor Correction, löser problemet med övertoner
ebm-papst har utvecklat en prisbelönt lösning i form av integrerad PFC, Power Factor Correction, som helt eliminerar de problem som annars kan uppstå på grund av störande övertoner och kretsåterkoppling. Lösningen innebär att det inte krävs åtgärder som till exempel interferens-dämpning vilket annars kan vara nödvändigt när fläktar är i drift parallellt. ebm-papst blev den första fläkttillverkaren i världen som integrerade en trefasig aktiv PFC i vissa av företagets EC-fläktar. PFC omvandlar den pulserade ingångsströmmen hos EC-motorerna till en sinusformad ström, vilken sedan skiftas så att den befinner sig i fas med spänningen. Detta minskar kraftigt risken för övertoner vilket gör det möjligt att uppfylla kraven i standarden EN 61000-3-2 utan några konstruktions-förändringar. Effektfaktorn är en viktig parameter som beskriver förhållandet mellan effektiv effekt och synlig effekt.

Ett värde = 1 anses vara optimalt. Genom att filtrera övertonerna når 3-faselektroniken med aktiv PFC i RadiCal- och RadiPac-serien med EC-centrifugalfläktar ett THDI-värde på mindre än fem procent. Jämfört med industristandarden uppskattas aktiv PFC-teknik reducera kostnaderna för nödvändiga energiförsörjningskomponenter med cirka 38 procent. Först ut att få integrerad PFC var RadiPac-fläktar i storlekarna 450, 500 och 560 mm med motoreffekten 3 kW. Därefter skedde samma anpassning av fläktarna RadiCal med storlekarna 500, 560 och 630 mm. För exempelvis datacenters innebär ebm-papst utveckling av en integrerad och smidig plug & play lösning för PFC att man på ett enkelt sätt kan försäkra sig om ett skydd mot övertoner och en störningsfri miljö med hög elkvalitet.

ebm-papst är ett världsledande företag inom utveckling, tillverkning och försäljning av energieffektiva fläktar och elmotorer. Spetskompetens inom avancerad motorteknologi, smart elektronik och aerodynamik har banat väg för det framgångsrika fläkt- och motorsortimentet. Kunderna finns bland annat inom ventilation, kyla, värme, telekommunikation, elektronikindustri och fordonsindustri. Företagets GreenTech strategi innebär ett kontinuerligt arbete för hållbar utveckling och i november 2013 utsågs ebm-papst till Tysklands mest hållbara företag då företaget vann den prestigefyllda utmärkelsen The German Sustainability Award.

Kommentarer (0)

Lägg till kommentar

Kommentera

Genom att skicka din kommentar accepterar du att dina personuppgifter behandlas i enlighet med Mynewsdesks Integritetspolicy.