Kurzschlussströme Auf Der Dc-Schiene - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

In manchen Anwendungen ist es zwingend erforderlich, einen Antriebsverband in zwei Teilverbände aufzuteilen, die
räumlich weit entfernt liegen. Diese müssen dann über längere DC-Verschienungen oder DC-Verkabelungen mitein-
ander verbunden werden, wie in Beispiel 5 gezeigt.
DC-Schiene
S120 Infeed
Beispiel 5: Linienförmige Anordnung der DC-Schiene in zwei Teilverbänden, die räumlich weit entfernt liegen
Bei derartigen Anwendungen sollten die beiden Teilverbände nicht weiter als ca. 75 m voneinander entfernt sein.
Grundsätzlich sind auch Entfernungen zwischen ca. 75 m und 150 m denkbar, wobei die Randbedingungen genau
geprüft werden müssen. Hierzu ist eine technische Klärung im Einzelfall erforderlich.
Generell ist bei den oben genannten Entfernungen eine induktivitätsarme Ausführung der DC-Verschienung oder der
DC-Verkabelung besonders wichtig, um die Gefahr möglicher Oszillationen zwischen den Teilverbänden zu minimie-
ren. Diese Oszillationen können in dem Schwingkreis entstehen, der aus den Kapazitäten der beiden Teilverbände und
der Induktivität der DC-Schiene gebildet wird, z. B. dann, wenn die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises durch
Systemgrößen des Antriebsverbandes, wie z. B. die Pulsfrequenzen der Motor Modules, angeregt wird. Die induktivi-
tätsarme Ausführung der DC-Schiene wird durch parallel geführte Plus- und Minus-Schienen bzw. Plus- und Minus-
Kabel erreicht, die einen möglichst geringen Abstand voneinander aufweisen.
Außerdem wirkt es sich günstig aus, wenn der DC-Verband durch ein geregeltes Active Infeed gespeist wird, weil hier
das Risiko der Anregung möglicher Oszillationen am geringsten ist.
Hinweis:
Bei SINAMICS S120 Mehrmotorenantrieben gibt es grundsätzlich drei wichtige Begrenzungen hinsichtlich der Länge
von Verschienungen und Leitungen:
•
Begrenzung der Länge der DC-Schiene. Diese ist notwendig, um unerwünschte Oszillationen im System wie
oben beschrieben zu vermeiden.
•
Begrenzung der Motorleitungslänge zwischen jedem Motor Module und dem zugehörigen Motor. Diese ist
erforderlich, um die durch die Motorleitungskapazitäten hervorgerufenen kapazitiven Ableitströme zu begren-
zen und Überstromabschaltungen der Motor Modules zu vermeiden. Näheres hierzu ist im Abschnitt „Aus-
wirkungen der Verwendung schnell schaltender Leistungsbauelemente (IGBTs)" beschrieben.
•
Begrenzung der Summenleitungslänge, d. h. der Summe aller Motorleitungslängen aller Motor Modules, die
über eine gemeinsame DC-Schiene von einem gemeinsamen Infeed gespeist werden. Dies ist erforderlich,
damit der von der resultierenden Motorleitungslänge abhängige, resultierende kapazitive Summenableitstrom
(Summe der von den einzelnen Motor Modules erzeugten kapazitiven Ableitströme) das S120 Infeed nicht
überlastet, wenn er über das Netzfilter des S120 Infeeds bzw. das Netz sowie das S120 Infeed selbst
zurückfließt zur DC-Schiene. Einzelheiten sind dem Kapitel „Projektierung der SINAMICS S120", Abschnitt
„Überprüfung der Summenleitungslänge bei Mehrmotorenantrieben" zu entnehmen. Streng genommen ist bei
der Ermittlung der zulässigen Summenleitungslänge auch die Länge der DC-Schiene mit zu berücksichtigen.
Da jedoch in der Praxis die Länge der DC-Schiene gegenüber der Summe der Motorleitungslängen bei
Mehrmotorenantrieben vernachlässigbar ist, kann die DC-Schiene bei der Ermittlung der zulässigen
Summenleitungslänge unberücksichtigt bleiben.
1.8.2.4 Kurzschlussströme auf der DC-Schiene
Ein direkter Kurzschluss auf der DC-Schiene führt zu einer spontanen Entladung der Zwischenkreise aller an die DC-
Schiene angeschlossenen S120 Infeeds und S120 Motor Modules. Aufgrund der relativ geringen Induktivität der DC-
Schiene baut sich sehr schnell ein sehr hoher Kurzschlussstrom auf. Dieser wird zwar innerhalb weniger Millisekunden
durch das Ansprechen der DC-Sicherungen in den Motor Modules sowie der netzseitigen Sicherungen oder
Leistungsschalter der Infeeds unterbrochen, aber dennoch muss die DC-Schiene in der Lage sein, den kurzen
Stoßkurzschlussstrom zu beherrschen, ohne sich unzulässig mechanisch zu verformen oder zu erwärmen. Daher ist
bei der Dimensionierung des Antriebsverbandes die Kurzschlussfestigkeit der DC-Schiene zu berücksichtigen.
Grundlagen und Systembeschreibung
große Leistung
Motor Motor Motor
Module Module Module
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
Verschienung
Motor
bzw.
Module
Verkabelung
maximal ca. 75 m
© Siemens AG
kleine Leistung
Motor Motor
Module Module
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