Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 548

Antriebsdimensionierung
Projektierungshinweise
Fällt der Umrichter im Feldschwächbetrieb durch eine Störung aus, so entfällt der das Läuferfeld schwächende Blind-
strom I im Ständer und somit die Spannung ΔU. Die Spannung U an den Motoranschlüssen und am Umrichterausgang
steigt deshalb innerhalb weniger 10 ms auf den Wert der EMK gemäß der aktuellen Feldschwächdrehzahl des Motors
an. Hierdurch wird der Zwischenkreis über die Freilaufdioden des Wechselrichters auf die Amplitude der EMK des
Motors aufgeladen.
Schutzmaßnahmen im Feldschwächbetrieb
Damit bei einer Störabschaltung im Feldschwächbetrieb die maximal zulässige Zwischenkreisspannung nicht über-
schritten wird und die Zwischenkreiskondensatoren nicht zerstört werden, muss entweder die Drehzahl im Feld-
schwächbereich begrenzt werden oder es muss durch geeignete Maßnahmen – wie z. B. durch den Einsatz eines
geeignet dimensionierten Braking Modules – sichergestellt werden, dass keine zu hohen Spannungen im Zwischen-
kreis auftreten können.
1. Begrenzung der Feldschwächdrehzahl
Bei den Geräten SINAMICS G130, G150, S120 (Chassis und Cabinet Modules) sowie S150 ist in Vektorregelung die
Feldschwächdrehzahl zum Schutz des Umrichters gemäß Werkseinstellung begrenzt auf
n
max
In dieser Formel bedeuten:
• n
maximal zulässige Grenzdrehzahl im Feldschwächbereich zum Schutz des Umrichters
max
• n
Bemessungsdrehzahl des Motors
n
• I
Bemessungsstrom des Motors
n
• P
Bemessungsleistung des Motors
n
• U
maximal zulässige Zwischenkreisspannung des Umrichters bzw. Wechselrichters in Abhängig-
ZKmax
keit von der Netzanschlussspannung:
-
- 1022 V bei Netzanschlussspannungen von 3AC 500 V – 600 V
- 1220 V bei Netzanschlussspannungen von 3AC 660 V – 690 V
Bei Synchronmotoren SIMOTICS HT Serie HT-direct 1FW4 ist die zulässige maximale Feldschwächdrehzahl auf das
1,2-fache der Bemessungsdrehzahl begrenzt. Sie liegt damit innerhalb der durch die angegebene Formel definierten
Grenze. Bei Synchronmotoren anderer Hersteller sind motorseitig teilweise deutlich höhere Feldschwächdrehzahlen
zulässig.
2. Einsatz eines Braking Modules
Die Grenzdrehzahl kann durch entsprechende Parametrierung erhöht werden. Zwingende Voraussetzung hierfür ist
jedoch, dass der Antrieb über ein Braking Module ausreichender Leistung verfügt, um die Zwischenkreisspannung im
Falle einer Störabschaltung sicher zu begrenzen. Mit dieser Maßnahme lassen sich Feldschwächdrehzahlen bis etwa
zur 2,5-fachen Bemessungsdrehzahl realisieren.
Schutzkonzept
Da permanenterregte Synchronmotoren bei drehendem Rotor eine aktive Spannungsquelle darstellen, deren Span-
nung proportional zur Drehzahl ist, ist es für Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Umrichter nicht ausreichend, den
Umrichter nur vom speisenden Netz zu trennen und abzuwarten, bis der Zwischenkreis entladen ist. Es muss zusätzlich
sichergestellt werden, dass am Umrichterausgang keine Spannung durch den drehenden Synchronmotor anliegt. Dies
kann entweder durch mechanisches Blockieren des Motors geschehen oder - falls anwendungsbedingt eine Dreh-
bewegung des Motors nicht ausgeschlossen werden kann - durch Trennen des Umrichters vom Motor durch einen
ausgangsseitigen Schalter.
Wartungs- und Reparaturarbeiten am Motoranschlusskasten und an der Motorleitung sind grundsätzlich nur zulässig,
wenn jegliche Drehbewegung des Läufers sicher ausgeschlossen ist, der speisende Umrichter vom Netz getrennt und
der Zwischenkreis des Umrichters entladen ist.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
548/562
© Siemens AG

U I
3
=  
ZK max
n
n
2 P
n
820 V bei Netzanschlussspannungen von 3AC 380 V – 480 V
n
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