Wirkungsgrad; Du/Dt-Bedingungen - Danfoss VLT Decentral Drive FCD 302 Projektierungshandbuch

Technische Daten

7.4 Wirkungsgrad

Wirkungsgrad des Frequenzumrichters (n
Die Last am Frequenzumrichter hat kaum Auswirkung auf
seinen Wirkungsgrad. In der Regel ist der Wirkungsgrad bei
der Motornennfrequenz f derselbe, selbst wenn der
M,N
Motor 100 % des Wellennenndrehmoments oder, im Fall
von Teillasten, nur 75 % liefert.
Das heißt auch, dass sich der Wirkungsgrad des Frequen-
zumrichters selbst dann nicht ändert; wenn Sie eine andere
U/f-Kennlinie wählen. Dennoch haben die U/f-Kennlinien
Einfluss auf den Wirkungsgrad des Motors.
Der Wirkungsgrad nimmt leicht ab, wenn die Taktfrequenz
auf einen Wert von über 5 kHz eingestellt ist. Der
Wirkungsgrad nimmt auch leicht ab, wenn die
Netzspannung 480 V beträgt.
Berechnung des Wirkungsgrads
Berechnen Sie den Wirkungsgrad des Frequenzumrichters
bei unterschiedlichen Lasten auf Grundlage des folgenden
Diagramms. Der Faktor in dieser Abbildung muss mit dem
spezifischen Wirkungsgradfaktor, der in Tabelle 7.1 zu
finden ist, multipliziert werden:
1,02
1
0,98
0,96
0,94
0,92
0,9
0% 50% 100%
Abbildung 7.4 Typische Wirkungsgradkurven
Beispiel: Wir gehen von einem Frequenzumrichter mit
3,0 kW, 380-480 V AC bei 75 % Last und 50 % Drehzahl
aus. Das Diagramm zeigt 0,99 – Nennwirkungsgrad bei
einem 3,0-kW-FCD 302 ist 0,97. Der tatsächliche
Wirkungsgrad ist gleich: 0,99 x 0,97 = 0,96.
Motorwirkungsgrad (η )
MOTOR
Der Wirkungsgrad eines an den Frequenzumrichter
angeschlossenen Motors hängt von der Magnetisie-
rungsstufe ab. In der Regel ist der Wirkungsgrad genauso
hoch wie bei Netzbetrieb. Der Motorwirkungsgrad ist
außerdem vom Motortyp abhängig.
Im Nenndrehmomentbereich von 75–100 % ist der
Motorwirkungsgrad praktisch konstant, sowohl wenn dieser
vom Frequenzumrichter geregelt als auch wenn er direkt
am Netz betrieben wird.
Bei kleinen Motoren haben die U/f-Kennlinien nur einen
minimalen Einfluss auf den Wirkungsgrad.
MG04H303
Projektierungshandbuch
)
VLT
100% Load
75% Load
50% Load
25% Load
150% 200%
% Speed
Danfoss A/S © 05/2018 Alle Rechte vorbehalten.
Im Allgemeinen hat die Taktfrequenz keinen Einfluss auf
den Wirkungsgrad von kleinen Motoren. Motoren mit
geringer interner Impedanz (z. B. PM-Motoren mit sehr
hohem Leistungsfaktor) erfordern eine relativ hohe
Taktfrequenz, um die Sinusform des Stroms beizubehalten.
Der sich daraus ergebende Anstieg der Schaltverluste kann
den Wirkungsgrad des Frequenzumrichters reduzieren.
Wirkungsgrad des Systems (η
Zur Berechnung des Systemwirkungsgrads wird der
Wirkungsgrad des Frequenzumrichters (η
Motorwirkungsgrad (η ) multipliziert:
MOTOR
η = η x η .
SYSTEM VLT MOTOR

7.5 dU/dt-Bedingungen

HINWEIS
380–690 V
Um vorzeitige Alterung von Motoren (ohne Phasentrenn-
papier oder eine geeignete Isolation), welche nicht für
den Betrieb an einem Frequenzumrichter ausgelegt sind,
zu vermeiden, empfiehlt Danfoss dringend, einen dU/dt-
Filter oder einen Sinusfilter am Ausgang des
Frequenzumrichters vorzusehen. Nähere Informationen
über dU/dt- und Sinusfilter siehe das Projektierungs-
handbuch für Ausgangsfilter.
Wenn ein Transistor in der Wechselrichterbrücke
schaltet, steigt die Spannung im Motor im Verhältnis
dU/dt, abhängig von:
•
Motorkabel (Typ, Querschnitt, Länge mit/ohne
Abschirmung).
•
Induktivität
Die Selbstinduktivität verursacht ein Übersteuern U
der Motorspannung, bevor sie sich auf einem von der
Spannung im Zwischenkreis bestimmten Pegel stabilisiert.
Anstiegzeit und Spitzenspannung U
Lebensdauer des Motors. Eine zu hohe Spitzenspannung
schädigt vor allem Motoren ohne Phasentrennungspapier
in den Wicklungen. Wenn das Motorkabel kurz ist (wenige
Meter), sind Anstiegzeit und Spitzenspannung niedriger.
Spitzenspannung an den Motorklemmen wird durch das
Schalten der IGBT-Transistoren verursacht. Der Frequenzum-
richter erfüllt die Anforderungen von IEC 60034-25 im
Hinblick auf Motoren, die für die Regelung durch Frequen-
zumrichter ausgelegt sind. Der Frequenzumrichter erfüllt
ebenfalls IEC 60034-17 im Hinblick auf Normmotoren, die
von Frequenzumrichtern geregelt werden.
Die Messwerte aus Labortests sind in Tabelle 7.4,
Tabelle 7.5, Tabelle 7.6, Tabelle 7.7 und Tabelle 7.8
aufgeführt:
)
SYSTEM
) mit dem
VLT
in
PEAK
beeinflussen die
PEAK
103
7 7