Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 185

Da bei erhöhter Pulsfrequenz die Strom-Derating-Faktoren k
des Wechselrichters unberücksichtigt bleiben, erfolgt der Schutz des Wechselrichters bei erhöhter Pulsfrequenz
praktisch nur noch durch die Überwachung der Kühlkörpertemperatur und der Chip-Temperatur der IGBTs.
1. Überlastreaktionen ohne Reduktion der Pulsfrequenz (p0290 = 0 oder 1)
In diesem Fall ist als Überlastreaktion die Reduktion der erhöhten Pulsfrequenz ausgeschlossen. Möglich sind nur die
Reduktion des Ausgangsstromes des Wechselrichters (p0290 = 0) oder die sofortige Abschaltung des Wechselrichters
(p0290 = 1).
Diese Überlastreaktionen sind z. B. dann zu wählen, wenn aufgrund der geforderten hohen Ausgangsfrequenz des
Antriebes eine Pulsfrequenzreduktion nicht erlaubt ist oder wenn durch den Einsatz eines Sinusfilters die Pulsfrequenz
nicht verändert werden darf.
Überlastreaktionen ohne Reduktion der Pulsfrequenz stellen jedoch für nahezu alle Anwendungen einen ganz erheb-
lichen Eingriff in den ordnungsgemäßen Betrieb dar. Sie müssen daher durch entsprechende Projektierung sicher
vermieden werden.
Dies lässt sich dadurch erreichen, dass die bei erhöhter Pulsfrequenz erhöhten Schaltverluste durch Absenkung der
Durchlassverluste, d. h. durch Absenkung des Ausgangsstromes, kompensiert werden (Strom-Derating).
Hierzu sind bei der Projektierung die in den gerätespezifischen Kapiteln für verschiedene Pulsfrequenzen angegebe-
nen Strom-Derating-Faktoren k
Derating-Faktoren k für Pulsfrequenzen benötigt, die nicht in den Tabellen angegeben sind, so lassen sich diese
Puls
durch lineare Interpolation zwischen den angegebenen Tabellenwerten ermitteln.
Für den stationären Dauerbetrieb ist der Bemessungs-Ausgangsstrom I
reduzieren. Bei Lastspielen sind die Grundlastströme I
Strom-Derating-Faktor k
Puls
Durch diese Vorgehensweise bei der Projektierung wird eine thermische Überlastung des Leistungsteils aufgrund der
erhöhten Pulsfrequenz sicher ausgeschlossen und das Eingreifen der Überlastreaktion sicher vermieden.
2. Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz (p0290 = 2, 3, 12 oder 13)
In diesem Fall wird als Überlastreaktion zunächst die Pulsfrequenz des Wechselrichters reduziert und – falls dies nicht
ausreichen sollte – zusätzlich der Ausgangsstrom (p0290 = 2 oder 12). Oder es wird nur die Pulsfrequenz reduziert
(p0290 = 3 oder 13). Dabei ist zu beachten, dass eine Pulsfrequenzreduktion nur dann möglich ist, wenn das
Leistungsteil nicht bereits mit der minimalen Pulsfrequenz betrieben wird. Außerdem ist eine Pulsfrequenzreduktion
immer nur um den Faktor zwei möglich.
Die Werkseinstellung der Überlastreaktion bei Antrieben mit Vektorregelung oder U/f-Steuerung (Antriebsobjekte des
Typs Vector) ist p0290 = 2 bis einschließlich Firmware-Version 5.1 und p0290 = 12 ab Firmware-Version 5.2. Im Unter-
schied zu p0290 = 2, wo die Pulsfrequenz erst beim tatsächlichen Erreichen der Chip-Temperatur-Warnschwelle
reduziert wird, wird die Chip-Temperatur bei p0290 = 12 aufgrund der aktuellen Belastung bewertet, d. h., voraus-
schauend hochgerechnet. Überschreitet diese hochgerechnete Chip-Temperatur die Chip-Temperatur-Warnschwelle,
so erfolgt vorbeugend eine Reduzierung der Pulsfrequenz bis auf ein zulässiges Minimum. Im Gegensatz zum
Einstellwert 2 wird die Reduktion der Pulsfrequenz also schon vorbeugend vor dem tatsächlichen Erreichen der Chip-
Temperatur-Warnschwelle vorgenommen. Eine Reduktion des Ausgangsstromes findet nur statt, wenn die tatsächliche
Chip-Temperatur über die Chip-Temperatur-Warnschwelle steigt. Mit p0290 = 13 wird nur die Pulsfrequenz vor-
beugend reduziert.
Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz können z. B. dann sinnvoll genutzt werden, wenn die erhöhte Puls-
frequenz ausschließlich zur Reduktion der Motorgeräusche bei regelungstechnisch eher einfachen Anwendungen dient
und daher das gelegentliche Eingreifen der Überlastreaktion vom Antrieb bzw. vom Prozess problemlos toleriert wird.
Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz stellen zwar keinen nennenswerten Eingriff in den ordnungsge-
mäßen Betrieb dar, dennoch sollte durch entsprechende Projektierung angestrebt werden, dass diese Überlast-
reaktionen möglichst selten und im Idealfall gar nicht auftreten.
Dies lässt sich prinzipiell wiederum dadurch erreichen, dass die bei erhöhter Pulsfrequenz erhöhten Schaltverluste
durch Absenkung der Durchlassverluste, d. h. durch Absenkung des Ausgangsstromes, kompensiert werden. Damit
sind bei der Projektierung zunächst wieder die Strom-Derating-Faktoren k
für den Dauerbetrieb als auch für Lastspiele heranzuziehen.
Bei Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz kann jedoch der Umstand sinnvoll genutzt werden, dass die
Strom-Derating-Faktoren k
Werte aufweisen als die, welche in den Strom-Derating-Faktoren k
deren in den Strom-Derating-Faktoren k
sowohl für den Dauerbetrieb als auch für Lastspiele anzuwenden. Werden Strom-
Puls
zu reduzieren.
von mehreren Einflussparametern abhängen, die in vielen Anwendungen günstigere
Puls
berücksichtigte Werte sind:
Puls
Grundlagen und Systembeschreibung
2
bei der I t-Rechnung zur Überwachung der Auslastung
Puls
gemäß dem Strom-Derating-Faktor k
n
und I sowie der maximale Ausgangsstrom I
L H
der gerätespezifischen Kapitel sowohl
Puls
berücksichtigt sind. Die Einflussparameter und
Puls
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
gemäß dem
max
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zu
Puls