Hinweise Zur Antriebsdimensionierung; Allgemeines - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

10 Hinweise zur Antriebsdimensionierung

10.1

Allgemeines

Der Betrieb von Motoren an Pulsumrichtern bringt gegenüber dem Betrieb direkt am Netz einige Besonderheiten mit
sich.
1. Im Umrichterbetrieb werden die Motoren mit pulsweitenmodulierten, rechteckförmigen Spannungen ge-
speist. Im Vergleich zur Speisung mit sinusförmiger Netzspannung entstehen dadurch
•
erhöhte Spannungsbelastungen an der Motorwicklung,
•
erhöhte Lagerströme in den Wälzlagern des Motors und
•
oberschwingungsbehaftete Motorströme, und als deren Folge
- Zusatzverluste im Motor,
- zusätzliche Motorgeräusche und
- Drehmomentpendelungen an der Welle.
2. Mit dem Umrichter kann die Motordrehzahl verstellt werden, indem die Motorfrequenz verändert wird. Dabei
ist folgendes zu berücksichtigen:
•
Unterhalb der Bemessungsdrehzahl muss das ausnutzbare Drehmoment beachtet und gegenüber dem
Bemessungsdrehmoment gegebenenfalls reduziert werden, da bei eigenbelüfteten Standard- und Trans-
norm-Asynchronmotoren die Kühlverhältnisse von der Drehzahl abhängen und mit sinkender Drehzahl
schlechter werden.
•
Oberhalb der Bemessungsdrehzahl muss das ausnutzbare Drehmoment gegenüber dem Bemessungs-
drehmoment reduziert werden, da der magnetische Fluss im Motor mit steigender Drehzahl abnimmt und
der Motor zunehmend in der Feldschwächung betrieben wird.
Der erste Aspekt – die Folgen der Speisung des Motors mit rechteckförmigen Spannungen – wird im Kapitel „Grund-
lagen und Systembeschreibung" behandelt. Deshalb wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen.
Der zweite Aspekt – die Auswirkungen der Drehzahlverstellung auf die Antriebsdimensionierung – ist Gegenstand der
folgenden Seiten.
Alle wesentlichen Aspekte des Umrichterbetriebes von Asynchronmotoren werden auch in folgenden Normen beschrie-
ben:
• IEC/TS 60034-17:2006 „Drehende elektrische Maschinen – Teil 17: Umrichtergespeiste Induktionsmotoren mit Kä-
figläufer – Anwendungsleitfaden".
• IEC/TS 60034-25:2007 „Drehende elektrische Maschinen – Teil 25: Leitfaden für den Entwurf und das Betriebs-
verhalten von Induktionsmotoren mit Käfigläufer, die speziell für Umrichterbetrieb bemessen sind".
• IEC 60034-18-41:2019 „Drehende elektrische Maschinen – Teil 18-41: Qualifizierung und Qualitätsprüfungen für
teilentladungsfreie elektrische Isoliersysteme (Typ I) in drehenden elektrischen Maschinen, die von Spannungs-
umrichtern gespeist werden".
Typische Lastmomente in Abhängigkeit von der Drehzahl
Die in der Praxis auftretenden Lastmomente M
durch vier Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien charakterisiert werden.
4
3
2
Drehmoment M in Abhängigkeit von der Drehzahl n
L
können in ihrer Abhängigkeit von der Drehzahl n im Wesentlichen
L
1
Drehzahl
Antriebsdimensionierung
4
3
2
Leistung P in Abhängigkeit von der Drehzahl n
L
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
1
Drehzahl
541/562
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