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圖九、6 脈衝整流器 圖十、電壓凹陷

(PU)
1.5
S1 S2
1.0
I1 I2 0.5

0.0
0.000 0.017
(Time)
(0.5)
(1.0)
(1.5)

圖十一、切換時間與馬達電纜長度造成突波過電壓比較圖 [6] 圖十二、閘流體開關突波 [5]

2.2
CH 1 Zoom: 1.0X Vert 10.0X Horz
Risetime T
50ns IGBT At Inverter T
2.0
Motor pu Overvoltage (V LL(V PK)/V BUS) 1.8 600ns BJT GTO At Motor
100ns
200ns
400ns
1us
2us
1.6
4us
1.4
1.2

1
1 10 100 1000 10000
Drive to Motor Cable Length [ft] CH1 200V CH2 200V M100ns CH1 ∫ 988V

路器開關 (GIS)，已經大幅減低開 陷現象，如 圖十所示。有鑑於此系 (Vpeak/Vbus)，因此變頻器輸出均
關突波現象，必要時仍可以在氣體 統應用上主要使用濾波器過濾電壓 會安裝突波吸收器或是輸出電抗。
絕緣斷路器輸入端加入避雷器或是 凹陷成分，避免這些切換頻率電壓
感應電壓突波吸收器的方式，如 圖 凹陷成分回流至系統。
八所示。 電力諧波系統模型分析與
量測實例
閘流體開關突波系統模型分析
電壓凹陷系統模型分析與 與量測實例 半導體工廠裡，存在許多非線性負
量測實例 載，大致可分為以下兩大類，第一
變頻器主要由電力開關所組成，定
類為被動元件為鐵心激磁類如變壓
半導體廠大量使用不斷電系統和變 義電力開關切換速度為電壓 10%
器、馬達及加熱器等；第二類為電
頻 器， 若 以 6 脈 衝 (6-Pulse) 整 流 上升到 90% 所需要時間為上升時
力電子元件類如不斷電系統 (UPS)
器而言，閘流體會輪流的進行導 間 (Risetime)，而上升時間越快，
和變頻器 (VFD) 等開關元件組成負
通及截止的動作，以達成整流的目 代表很短時電壓變化就會很大，
載。使用目的除了電能轉換外，也
的，稱為換相。 圖九中的閘流體 如 圖十一 來說當閘流體上升時間
用於提高製程穩定。目前工廠實際
S1 正進行截止，而 S2 開始進行導 100ns 時， 電 纜 長 度 若 在 30ft 就
應用上以使用電力濾波器為最經濟
通的動作，由於換相時間 Δt 甚為 會到達 Vbus 電壓兩倍，因此使用
有效方式。
短暫，亦即電流 I1 需在短時間內降 變頻器需負載距離與設備耐壓。若
至零，同時 I2 需由零上昇至額定電 以 圖十二來說，量測變頻器和馬達 濾波器目前主要可以分為三種，被
流，此種電流的快速變動在線路電 端電壓波形，當閘流體選擇上升 動、主動及混合式濾波器，其架構
抗上造成較大的電壓擾動，使得整 時間選擇 100ns，電纜長度若在 優缺點分析如 表二所示；被動式主
流器的輸入電源端出現換相電壓凹 20ft， 會 發 生 160% 突 波 過 電 壓 要為電感和電容串併聯組成，主要

300mm FABS FACILITY JOURNAL MARCH 2016 31