Synchronmotoren Simotics Ht-Direct 1Fw4 In Permanentmagnet-Technik; Wicklungsisolation Für Umrichterbetrieb - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

11.4

Synchronmotoren SIMOTICS HT-direct 1FW4 in Permanentmagnet-Technik

Neben den Drehstrom-Asynchronmotoren stehen auch Drehstrom-Synchronmotoren SIMOTICS HT-direct 1FW4 als
High-Torquemotoren in Permanentmagnet-Technik in Luft- und Wasserkühlung zur Verfügung, die an den Umrichtern
SINAMICS G und SINAMICS S betrieben werden können.
Diese High-Torquemotoren in Permanentmagnet-Technik sind besonders zu empfehlen für:
Permanenterregte Synchronmotoren 1FW4 in Luft- und Wasserkühlung
Die Motoren erfordern die Einstellung einer Pulsfrequenz von mindestens 2,5 kHz, um die umrichterbedingten
Zusatzverluste und damit die Erwärmung der Permanentmagnete im Läufer gering zu halten. Nähere Informationen
enthält der Katalog D 86.2 Drehstrom-Synchronmotoren HT-direct 1FW4. Bei SINAMICS Chassis- und Schrankgeräten
mit einer Werkseinstellung von 1,25 kHz bzw. 2,0 kHz ist die Pulsfrequenz daher anzuheben, wobei die entsprechen-
den Strom-Derating-Faktoren zu beachten sind. Diese sind den gerätespezifischen Kapiteln zu entnehmen.
11.5 Wicklungsisolation für Umrichterbetrieb
Die durch das schnelle Schalten der IGBTs im Wechselrichter hervorgerufenen steilen Spannungsflanken sorgen in
Kombination mit Spannungsreflexionen am Motor bei längeren Motorleitungen für eine erhöhte Spannungsbelastung
der Motorwicklung im Vergleich zum Betrieb am sinusförmigen Netz. Es treten sowohl erhöhte Spannungssteilheiten
als auch erhöhte Spitzenspannungen auf. Daher muss die Wicklungsisolation für den Umrichterbetrieb ausgelegt sein.
IEC 60034-18-41:2019 „Drehende elektrische Maschinen – Teil 18-41: Qualifizierung und Qualitätsprüfungen für teil-
entladungsfreie elektrische Isoliersysteme (Typ I) in drehenden elektrischen Maschinen, die von Spannungsumrichtern
gespeist werden" definiert Kriterien zur Festlegung des Isolationssystems für Motorwicklungen, die an Spannungs-
zwischenkreisumrichtern mit Pulsweitenmodulation betrieben werden sollen. Hierzu verwendet IEC 60034-18-41:2019
die Impulsspannungs-Isolationsklasse (Impuls Voltage Insulation Class IVIC) und legt vier Klassen fest.
Impulsspannungs-
Isolationsklasse IVIC
A (schwach)
B (moderat)
C (stark)
D (extrem)
Impulsspannungs-Isolationsklassen für teilentladungsfreie Isolationssysteme (Typ I) für 2-Punkt-Umrichter gemäß IEC
60034-18-41:2019
Die in diesem Projektierungshandbuch beschriebenen SINAMICS-Umrichter sind ausnahmslos Spannungszwischen-
kreisumrichter mit 2-Punkt-IGBT-Wechselrichter, die mit Pulsweitenmodulation arbeiten. Die Reflexionsüberhöhung an
der Motorwicklung liegt im Bereich von 1,7 < r ≤ 2,0. Damit wird die Motorwicklung beim Betrieb an SINAMICS-
Umrichtern gemäß Impulsspannungs-Isolationsklasse C beansprucht und muss mindestens die Spitzenspannungen
gemäß Impulsspannungs-Isolationsklasse C aushalten.
Reflexionsüberhöhung
r
r ≤ 1,1
1,0 < r ≤ 1,5
1,5 < r ≤ 2,0
2,0 < r ≤ 2,5
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
•
Hohe Drehmomente,
•
niedrige Drehzahlen,
•
wartungsarmen Betrieb,
bei
•
geringem Platzbedarf,
•
hoher Verfügbarkeit,
mit
•
hohem Wirkungsgrad,
•
robustem Design,
•
geringer Geräuschentwicklung.
Typische Impuls-Anstiegszeit
T
a
0,3 µs
0,3 µs
0,3 µs
0,3 µs
© Siemens AG
Motoren
557/562