Sinamics Infeeds (Einspeisestromrichter) Und Ihre Eigenschaften; Basic Infeed - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise

1.6 SINAMICS Infeeds (Einspeisestromrichter) und ihre Eigenschaften

SINAMICS Infeeds erzeugen aus der speisenden Netzspannung des 3-phasigen Drehstromsystems eine Gleich-
spannung (Zwischenkreisspannung U
Bestandteil der Umrichter-Geräte SINAMICS G130, G150 und S150 und stehen als eigenständige Komponenten im
Rahmen des modularen Antriebssystems SINAMICS S120 in den Bauformen Chassis und Cabinet Modules für
Zweiquadrant-Betrieb (Basic Infeed) und für Vierquadrant-Betrieb (Smart Infeed und Active Infeed) zur Verfügung.
1.6.1

Basic Infeed

Das Basic Infeed ist eine robuste, ungeregelte Einspeisung für Zweiquadrant-Betrieb, d. h. der Energiefluss erfolgt
stets vom Netz zum Zwischenkreis. Eine Rückspeisung von Energie vom Zwischenkreis ins Netz ist grundsätzlich nicht
möglich. Fällt antriebsseitig kurzfristig generatorische Energie an, z. B. beim Abbremsen, so muss diese über ein am
Zwischenkreis angeschlossenes Braking Module und einen Bremswiderstand in Wärme umgesetzt werden.
Das Basic Infeed besteht aus einer netzgeführten, 6-pulsigen Drehstrom-Brückenschaltung, die mit Thyristoren oder
Dioden bestückt ist. Auf der Netzseite wird in der Regel eine Netzdrossel mit einer relativen Kurzschlussspannung von
2 % vorgeschaltet. Details hierzu sind im Abschnitt „Netzdrosseln" sowie in den gerätespezifischen Kapiteln
beschrieben.
Das Basic Infeed ist integraler Bestandteil der Leistungsteile der Einbaugeräte SINAMICS G130 (Thyristorbestückung)
sowie der Schrankgeräte SINAMICS G150 (Thyristorbestückung bis zu Typleistungen ≤ 2150 kW und Dioden-
bestückung bei höheren Typleistungen). Es steht auch als eigenständige Einspeisung im modularen System
SINAMICS S120 in den Bauformen Chassis und Cabinet Modules zur Verfügung (Thyristorbestückung bei kleineren
Leistungen und Diodenbestückung bei 900 kW / 400 V und 1500 kW / 500 V-690 V).
U
Netz
I
Netz
u = 2%
k
Netz
Netzdrossel
SINAMICS S120 Basic Infeed bestehend aus einem Basic Line Module mit Thyristoren und einer Netzdrossel mit u
Das Basic Infeed ist eine netzgeführte Einspeisung und erzeugt aus der dreiphasigen Netzspannung U
regelte, belastungsabhängige Zwischenkreisspannung U
der Netzspannung aufgeladen, d. h. auf U
Teillastbereich stellt sich U
Da die Zwischenkreisspannung nicht geregelt wird, führen Schwankungen der Netzspannung zu entsprechenden
Schwankungen der Zwischenkreisspannung.
Die Vorladung des angeschlossenen Zwischenkreises erfolgt bei den verschiedenen Gerätevarianten auf sehr unter-
schiedliche Art und Weise:
Bei den Umrichtern SINAMICS G130 und G150, die das Basic Infeed als integralen Bestandteil ihrer Leistungsteile
enthalten, ist dem mit Thyristoren bestückten Hauptgleichrichter ein kleiner mit Dioden bestückter Vorladegleichrichter
parallelgeschaltet (Ausnahmen: G150-Parallelschaltungen im Leistungsbereich von 1750 kW – 2700 kW. Nähere
Informationen zu diesen Geräten sind im Kapitel „Projektierung der Umrichter-Schrankgeräte SINAMICS G150" zu
finden). Wenn diese Anordnung netzseitig an Spannung gelegt wird, lädt sich der Zwischenkreis über den Vorlade-
gleichrichter und die zugehörigen Vorladewiderstände auf. Der Hauptgleichrichter ist während dieser Zeit gesperrt,
d. h. die Thyristoren werden nicht angesteuert. Sobald der Zwischenkreis aufgeladen ist, werden die Thyristoren des
Hauptgleichrichters angesteuert, und zwar so, dass die Thyristoren zum frühest möglichen Zeitpunkt zünden. Somit
verhält sich der Thyristorgleichrichter im Betrieb quasi wie ein Diodengleichrichter. Der betriebsmäßige Strom fließt
praktisch vollständig über den Hauptgleichrichter, da er hier einen wesentlich geringeren Widerstand vorfindet als über
den parallelgeschalteten Vorladegleichrichter mit seinen Vorladewiderständen.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
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), die durch die Zwischenkreiskondensatoren geglättet wird. Sie sind integraler
ZK
Basic Line Module BLM
= 1,41 • U
ZK
≈ 1,35 • U
ein und bei voller Belastung ergibt sich
ZK Netz
≈ 1,32 • U
U
ZK
DC-Zwischenkreis
. Im Leerlauf wird der Zwischenkreis auf den Scheitelwert
ZK
. Bei Belastung sinkt die Zwischenkreisspannung ab. Im
Netz
.
Netz
U
ZK
= 2 %
k
eine unge-
Netz