Sinusfilter; Aufbau Und Wirkungsweise - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

1.10.3

Sinusfilter

1.10.3.1 Aufbau und Wirkungsweise

Sinusfilter sind LC-Tiefpassfilter und stellen die aufwändigste Filterlösung dar. Sie reduzieren die Spannungssteilheiten
du/dt und die Spitzenspannungen Û
VPL, aber der Betrieb mit Sinusfilter bringt deutliche Einschränkungen mit sich hinsichtlich der einstellbaren
Pulsfrequenz sowie der Spannungs- und Stromausnutzung des Wechselrichters.
Wie in der folgenden Prinzipskizze dargestellt, filtert das Sinusfilter aus dem Pulsmuster des Wechselrichters die
Grundschwingung heraus, so dass an den Motoranschlüssen eine sinusförmige Spannung anliegt, die nur noch einen
sehr geringen Oberschwingungsanteil aufweist.
u (t)
U
Wechselrichter
Prinzipskizze der Spannung u(t) am Wechselrichterausgang und an den Motoranschlüssen mit Sinusfilter
Sinusfilter begrenzen sowohl die Spannungssteilheit du/dt als auch die Spitzenspannungen Û
sehr effektiv auf folgende Werte:
•
Spannungssteilheit du/dt << 50 V/s
•
Spitzenspannungen Û
Damit liegt die Spannungsbelastung an der Motorwicklung nahezu auf einem Niveau wie bei direktem Netzbetrieb.
Auch die Lagerströme werden deutlich reduziert. Deshalb ist es möglich, Standardmotoren mit Standardisolierung und
ohne isolierte Lager an SINAMICS zu betreiben. Dies gilt sowohl für Siemens-Motoren als auch für Motoren von Fremd-
herstellern.
Durch die sehr geringen Spannungssteilheiten auf der Motorleitung wirkt das Sinusfilter auch positiv im Sinne der
elektromagnetischen Verträglichkeit, so dass es bei eher kurzen Motorleitungen aus EMV-Sicht nicht mehr absolut
zwingend erforderlich ist, geschirmte Motorleitungen zu verwenden.
Weil am Motor keine gepulste Spannung mehr anliegt, sind auch die umrichterbedingten Zusatzverluste und Zusatz-
geräusche am Motor deutlich vermindert, so dass der Geräuschpegel des Motors in einer ähnlichen Größenordnung
liegt wie bei direktem Netzbetrieb.
Sinusfilter sind verfügbar
•
im Spannungsbereich 380 V – 480 V bis zu einer Umrichtertypleistung von 250 kW bei 400 V,
•
im Spannungsbereich 500 V – 600 V bis zu einer Umrichtertypleistung von 132 kW bei 500 V.
Grundlagen und Systembeschreibung
noch wesentlich mehr als du/dt-Filter plus VPL und du/dt-Filter compact plus
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LL * * Netz
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
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© Siemens AG
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an der Motorwicklung
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