11. března 2015 14:35

Výroba elektronických součástek vyžaduje kvalitní suroviny, včetně elektřiny

Polovodičové součástky a jejich výroba je náročná jak na spotřebu elektrické energie, tak na její kvalitu. Tu souběžně ovlivňují některé procesy výroby a mohou ji i poškozovat, např. tavicí pece pro výrobu křemíkový ingotů. S uvedeným problémem se potýkal i český výrobce polovodičových součástek.

Problém tavicí pece pro výrobu monokrystalu křemíku je v nutnosti zachování rovnoměrných podmínek po celou dobu jeho tvorby. Těmi jsou teplota taveniny a její tuhnutí, rychlost tažení, rychlost otáčení i tlak a koncentrace ochranné atmosféry. Vše je pro zachování maximální přesnosti řízeno mikroprocesory, které musí zajistit stejné podmínky po dobu desítek hodin při výrobě jednoho monokrystalu. Při udržování teploty pro tavení křemíku (cca 1 450 °C) však dochází k vysokým proudovým impulsům, které ovlivňují elektrickou síť.

S problémy s kvalitou elektrické sítě se potýkal i český výrobce polovodičových součástek, který se rozhodl změřit kvalitu své elektrické sítě. Měření bylo provedeno na dvou rozváděčích napájejících technologii tažení monokrystalů. Důvodem bylo zjištění stavu kvality elektrické energie v dané části závodu, zjištění a ověření předpokládaného výskytu vysoké úrovně harmonických složek, nízké velikosti účiníku, výskytu proudových špiček, podpěťových špiček a dalších parazitních jevů. Dále pak ověření výskytu krátkých poklesů případně výpadků napětí ze strany distributora elektřiny.

Výsledky měření

Z naměřených výsledků bylo zřejmé, že při připínání spotřebičů (tavicí pece) jsou generovány velmi krátké, ale vysoké proudové špičky (až 2,5 kA), které způsobují velmi krátké napěťové poklesy až o 12 V. Parametry fl ickeru pak ve většině času překračovali hodnotu 1, stanovenou normou EN 50160, a v části měřeného záznamu dosahoval fl icker hodnoty až 3,5. Tento stav může velmi zásadně ovlivňovat činnost některých připojených zařízení, především jejich stabilitu.

Z krátkodobé i dlouhodobé analýzy harmonických složek napětí vyplynulo, že dominantními složkami jsou 11. a 23. harmonická a spektrum obsahovalo vysoký podíl sudých harmonických. Výskyt sudých složek signalizoval poruchu některého z připojených zařízení, což bylo prokázáno následnou kontrolou.

Co s tím?

Jako řešení zjištěných problémů v elektrické síti byla doporučena instalace kompenzačního systému pracujícího v reálném čase, která zajistí vykrytí proudových špiček vyvolaných z velké části indukčním odběrem (tavnými pecemi). Tím se zvýší účiník na zákonnou normu a zároveň se odfiltrují harmonické. V případě flickeru bylo navrženo doměření na primární straně, aby se vyloučilo, zda jeho příčinou je přímo sám dodavatel.

Měření kvality odhaluje více

V tomto případě byla díky měření kvality elektrické sítě odhalena i nefunkčnost a nevhodnost výběru použité kompenzace, která kompenzovala všechny fáze bez rozdílu. Pro rychlé požadavky na odběr proudu, jako je např. digitálně řízený ohřev pece, je vhodná instalace kompenzačního systému pracujícího samostatně v každé fázi a v reálném čase.

www.blue-panther.cz

O společnosti Blue Panther

Společnost Blue Panther s 20letou tradicí je předním odborníkem na elektrickou energii a poskytuje nejen výrobním podnikům auditorskou a konzultační činnost v otázkách kvality elektrické energie a její spotřeby. Prostřednictvím svých certifikovaných odborníků s dlouholetými zkušenostmi a vyškolených specialistů analyzuje aktuální situaci, vyhledává příčiny problémů dané kvalitou elektrické energie a navrhuje škálu možných řešení. Vše s cílem zajištění ekonomického přínosu a úspor pro podnik.

Své praktické zkušenosti společnost dlouhodobě udržuje a získává i prostřednictvím dodávek profesionálních měřicích přístrojů a poskytování souvisejících odborných služeb, jako jsou záruční a pozáruční servisní středisko a školicí středisko pro zvyšování kvalifikace. Společnost je též zřizovatelem a provozovatelem certifikované kalibrační laboratoře.Od roku 2008 je též držitelem certifikátu ISO 9001:2008 pro dodávky a servis měřicí techniky.