Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 187

Hinweise:
•
Die Berechnungsformel gilt nur für Pulsfrequenzen gemäß der doppelten Werkseinstellung. Für höhere Puls-
frequenzen sind die Strom-Derating-Faktoren der gerätespezifischen Kapitel unverändert anzuwenden, weil
hier die Abschwächung der Strom-Derating-Faktoren in Abhängigkeit von den Einflussparametern nur noch
sehr gering und daher in der Regel vernachlässigbar ist.
•
Wenn sich bei günstigen Werten der Einflussparameter ein Strom-Derating-Faktor k
so ist k = 100 % zu setzen, da ein dauerhafter Betrieb der Wechselrichter mit Strömen größer als I
Puls-2fach
2
aufgrund der I t-Überwachung grundsätzlich nicht möglich ist.
•
Tritt als Überlastreaktion eine Pulsfrequenzreduktion auf, z. B. weil die projektierte Umgebungstemperatur
zeitweise überschritten wird, so bringt diese Pulsfrequenzumschaltung gewisse Einschwingvorgänge in Strom
und Drehmoment mit sich, ähnlich wie die Pulsmusterumschaltung zwischen der Raumzeigermodulation RZM
und der Flankenmodulation FLM. Diese Einschwingvorgänge muss der Antrieb aus regelungstechnischer
Sicht tolerieren können. Daher sind Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz im Wesentlichen für
regelungstechnisch eher unkritische Anwendungen sinnvoll, wie z. B. für Pumpen- und Lüfterantriebe, oder
es muss durch die Projektierung absolut sichergestellt werden, dass die Bedingungen zum Eingreifen der
Überlastreaktion praktisch nicht auftreten können.
•
Durch die Pulsfrequenzreduktion wird die Stromwelligkeit erhöht. Dies kann bei kleinem Trägheitsmoment
eine Vergrößerung der Drehmomentwelligkeit an der Motorwelle zur Folge haben und auch zu einer Erhöhung
der Motorgeräusche führen. Auf die Dynanik des Stromregelkreises hat die Reduktion der Pulsfrequenz
keinen Einfluss, da die Abtastzeit der Stromregelung konstant bleibt.
•
Bei periodischen Lastspielen ist zu beachten, dass hohe Ströme bis hin zum Maximalstrom I
tion mit erhöhten Pulsfrequenzen wegen der hohen Verlustleistung sehr schnell zum Eingreifen der Über-
lastreaktion führen und es daher zu periodischen Pulsfrequenzumschaltungen mit sehr hohen Temperatur-
hüben ΔT
in den IGBTs kommt, so dass sich negative Auswirkungen auf die Lebensdauer der Leistungs-
Chip
teile ergeben. Diese hohen Temperaturhübe und deren Auswirkungen auf die Lebensdauer lassen sich zwar
mit den Einstellungen p0290 = 12 oder 13 aufgrund der vorbeugenden Reduzierung der Pulsfrequenz mini-
mieren. Dennoch wird dringend empfohlen, bei der Projektierung von periodischen Lastspielen mit hoher
Überlast generell die Strom-Derating-Faktoren k
anzuwenden und auf Überlastreaktionen mit Reduktion der Pulsfrequenz zu verzichten. Dies gilt insbesondere
dann, wenn bei der Projektierung gemäß dem Abschnitt „Beliebige Lastspiele" der Strom-Derating-Faktor
k < 1,0 ist.
IGBT
Berechnungsbeispiel:
Ein Pumpenantrieb soll von einem Umrichter SINAMICS G150 gespeist werden. Der Antrieb wird von einem 500 V-
Netz versorgt und bei einer maximalen Umgebungstemperatur von 30 °C betrieben. Der Drehzahlstellbereich ist relativ
gering, so dass der Antrieb betriebsmäßig nur den Ausgangsfrequenzbereich zwischen 30 Hz und 50 Hz nutzt.
Aufgrund der Lastanforderungen ist ein Umrichter SINAMICS G150 mit einer Typleistung von 200 kW bei 500 V
erforderlich, der bei der Pulsfrequenz von 1,25 kHz gemäß Werkseinstellung einen Bemessungs-Ausgangsstrom von
330 A aufweist.
Da die Motorgeräusche möglichst niedrig gehalten werden sollen, wird eine Pulsfrequenz von mindestens 2,5 kHz
gefordert.
Es ist zu überprüfen, ob bzw. wieviel der Umrichter überdimensioniert werden muss, wenn er mit der werkseitig ein-
gestellten Überlastreaktion p0290 = 2 bei einer Pulsfrequenz von 2,5 kHz unter den angegebenen Randbedingungen
betrieben werden soll.
Der praktisch zu berücksichtigende Strom-Derating-Faktor k

 
= 
k k
−
Puls 2 fach Puls

−
U U
−
+ 
Netz max Netz
1 0 5 ,
U
−
Netz max
Grundlagen und Systembeschreibung
gemäß den Tabellen in den gerätespezifischen Kapiteln
Puls
berechnet zu
Puls-2fach
  −
 
40 C T
  
 +   
U
1 0 2 ,

 

40 C
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
> 100 % ergibt,
Puls-2fach
in Kombina-
max
 −
f 10 Hz
 
+  −
A min
1 , 0 05

50 Hz
© Siemens AG
n

 
.

187/562