Grundlagen Und Systembeschreibung; Funktionsprinzip Der Sinamics-Umrichter; Allgemeines Funktionsprinzip; Pulsmodulationsverfahren - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung

Projektierungshinweise
1 Grundlagen und Systembeschreibung

1.1 Funktionsprinzip der SINAMICS-Umrichter

1.1.1

Allgemeines Funktionsprinzip

Die Geräte der Umrichterreihe SINAMICS sind Pulsumrichter mit Gleichspannungszwischenkreis. Der Umrichter be-
steht eingangsseitig aus einem Gleichrichter (in der Prinzipskizze beispielhaft als Thyristorgleichrichter dargestellt), der
von einem Drehstromnetz mit konstanter Spannung U
erzeugt eine konstante Gleichspannung U
kreiskondensatoren geglättet wird. Die Zwischenkreisspannung wird durch den ausgangsseitigen 2-Punkt-Wechsel-
richter in IGBT-Technik umgewandelt in ein Drehstromsystem mit variabler Spannung U
f . Dies geschieht nach dem Verfahren der Pulsweitenmodulation. Über die Variation von Spannung und Frequenz
Motor
kann die Drehzahl des angeschlossenen Drehstrommotors kontinuierlich und nahezu verlustlos verändert werden.
Gleichrichter
Energie-
versorgungs-
netz
AC
AC
AC
U = constant
Netz
f = constant
Netz
U
Netz
Prinzipschaltbild eines Pulsumrichters mit Gleichspannungszwischenkreis
1.1.2

Pulsmodulationsverfahren

Die Leistungshalbleiter des IGBT-Wechselrichters (IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor) sind schnelle elek-
tronische Schalter, die die Ausgänge des Umrichters an den positiven bzw. negativen Pol der Zwischenkreisspannung
schalten. Über die Dauer der Ansteuersignale in den einzelnen Wechselrichterphasen und die Höhe der Zwischen-
kreisspannung wird somit eindeutig die Ausgangsspannung und damit die Spannung an dem angeschlossenen Motor
festgelegt.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
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© Siemens AG
und konstanter Frequenz f
Netz
, die so genannte Zwischenkreisspannung, die durch die Zwischen-
ZK
Gleich-
spannungs- Wechselrichter
zwischenkreis
(+)
(-)
U
ZK
t
U
ZK
gespeist wird. Der Gleichrichter
Netz
mit IGBT
L1
L2
L3
U = 0.....U
Motor
f = 0......f
Motor
+
t
U
-
und variabler Frequenz
Motor
Drehstrom-
motor
3 AC
Netz
max Wechselrichter
I
Motor
t
Motor