Bestimmung Des Zulässigen Kurzzeitstroms Während Der Phase T; Bestimmung Des I - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise
2.2. Bestimmung des zulässigen Kurzzeitstroms während der Phase T
Mit dem Grundlaststrom I
H
= 
I 5 , 1 k
Kurzzeit D
Dieser Wert ist deutlich größer als der geforderte maximale Motorstrom von 400 A während des stationären, periodi-
schen Pressenbetriebs während der Phase T
2

2.3. Bestimmung des I

t-Wertes des Motorstroms während der Phase T
Aus dem Zeitverlauf des Motorstroms gemäß Diagramm 1 ergibt sich der I
− =
2
I t Wert
T
21
1
− =
2
I t Wert
+
10 s
1
− =
2
I t Wert
20 s
2
Der errechnete I t-Wert von 30 % liegt weit unter dem Wert von 100 % und ist damit zulässig.
Somit ist der stationäre, periodische Pressenbetrieb während der Phase T
2
auch hinsichtlich des I t-Wertes zulässig.
3. Überprüfung des Anfahrens und Anhaltens des Schwungrades:
Das Anfahren und Anhalten des Schwungrades tritt im Produktionsbetrieb einer Presse eher selten auf, so dass man
geneigt sein könnte, diese Vorgänge als seltene Vorgänge einzustufen, die hinsichtlich der Lebensdauer der IGBTs im
Leistungsteil nicht relevant sind.
In der Praxis können jedoch beim Einrichtbetrieb nach einem Werkzeugwechsel oder bei Einarbeitungspressen, in
denen neue Werkzeuge eingearbeitet werden, immer wieder längere Betriebsphasen auftreten, in denen das Schwung-
rad über Zeiträume von Stunden oder sogar Tagen periodisch angefahren und angehalten wird. Damit können sich in
dem vorliegenden Beispiel periodische Betriebszustände gemäß Diagramm 2 ergeben, die zu sehr starken
Temperaturhüben ΔT
im IGBT führen und die IGBT-Lebensdauer deutlich reduzieren können.
Chip
I(t) /A
f(t)/Hz
T T T
1 2
I = I =
750 1 3
50Hz
730A 730A
600
450
300
150
150A
0
0 60
30
Diagramm 2: Betrag des Motorstromes |I(t)| und Motorfrequenz f(t) beim
periodischen Anfahren und Anhalten des Schwungrades
Wenn man davon ausgehen muss, dass diese periodischen Betriebszustände mehr als ca. 1 % bis max. 2 % der
Gesamtbetriebsdauer der Presse ausmachen, was bei sehr vielen Schwungradpressen der Fall ist, sind sie als
periodisches Lastspiel einzustufen. Damit ist bei der Projektierung der Strom-Derating-Faktor k
um eine Reduktion der IGBT-Lebensdauer zu vermeiden.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
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© Siemens AG
= 514 A und dem Derating-Faktor k
 =  
I 5 , 1 0 96 , 514 A
H
und daher voll ausreichend.
2

2
  
1 400 A
     
   +
T
+ 
21

  
T I k

22 n D

2
  
400 A 150
     
   +
10 s

  
10 s 552 A 552

 
 +  =
, 5 25 s , 0 738 s 100 %
T T T
3 0 1 2
I =
1
50Hz
730A
I(t)
150A
f(t)
120 150 180
90
:
2
= 0,96 ergibt sich der zulässige Kurzzeitstrom zu
D
=
740 A
.
:
2
2
t-Wert zu

2

•
150 A
 
  100 %
T

22


I k

n D

2

•
A
  100 %
 
10 s


A

, 5 99 s
 =
.
100 % 30 %
20 s
sowohl hinsichtlich des Kurzzeitstroms als
2
T T
3 0
I =
3
T : Stillstand des Schwungrades
730A
0
T : Anfahren (Beschleunigen) des Schwungrads
1
T : kurzer Pressenbetrieb mit wenigen Hüben
2
T : Anhalten (Abbremsen) des Schwungrads
3
t / s
210
zu berücksichtigen,
IGBT