Transformatoren; Blocktransformatoren; Leistungsbetrachtung Zur Ermittlung Der Scheinleistung Des Transformators - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise

1.3 Transformatoren

In diesem Abschnitt wird die Auswahl und Dimensionierung von Netztransformatoren beschrieben.
1.3.1

Blocktransformatoren

Blocktransformatoren speisen nur einen einzigen Umrichter und sind an dessen Leistung angepasst.
Wird ein Umrichter über einen Blocktransformator gespeist, so kann in der Regel auf eine Netzdrossel für den Umrichter
verzichtet werden, vorausgesetzt die bezogene Kurzschlussspannung u
Ausnahmen:
•
Bei S120 Smart Infeeds muss die bezogene Kurzschlussspannung des Transformators u
die Netzdrossel entfallen kann.
•
Bei Umrichtern mit parallelgeschalteten Gleichrichtern sind bei 6-pulsigem Betrieb Netzdrosseln zur Symme-
trierung der Stromaufteilung erforderlich (SINAMICS G150 größerer Leistung mit 2 parallelgeschalteten Leis-
tungsteilen oder S120 Basic Infeeds bzw. S120 Smart Infeeds mit parallelgeschalteten Leistungsteilen).
1.3.1.1

Leistungsbetrachtung zur Ermittlung der Scheinleistung des Transformators

Die Berechnung der erforderlichen Scheinleistung S des Transformators basiert auf der Leistungsbilanz des Antriebes,
der durch den Transformator versorgt wird.
Die netzseitige Wirkleistung P des Antriebes und der mit ihr verknüpfte netzseitige Wirkstrom I
aus der mechanischen Wellenleistung des Motors zuzüglich der Verlustleistung von Motor und Umrichter.
Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass sich bei den netzgeführten SINAMICS-Einspeisungen Basic Infeed und Smart
Infeed eine Phasenverschiebung φ
Grundschwingungsstrom I
schwingungsblindstrom I
1 Blind
Außerdem muss beachtet werden, dass sich dem netzseitigen Grundschwingungsstrom I
Oberschwingungsströme I
(blind)leistung D und und rufen Zusatzverluste im Transformator hervor. Die spektrale Zusammensetzung und die Am-
plituden der einzelnen Oberschwingungsströme I
Einspeisung sowie von der netzseitigen Impedanz ab. Nähere Informationen zu den Oberschwingungsströmen der
verschiedenen SINAMICS-Einspeisungen sind den Abschnitten „Netzrückwirkungen" und „SINAMICS Infeeds
(Einspeisestromrichter) und ihre Eigenschaften" zu entnehmen.
Die netzseitige Scheinleistung S des Antriebes besteht daher aus drei Anteilen gemäß der Beziehung
Hierin ist:
•
S......... Scheinleistung (Gesamtscheinleistung)
•
P......... Wirkleistung:
Diese berechnet sich aus dem Wirkanteil des Grundschwingungsstromes (I
Sie besteht aus der mechanischen Wellenleistung des Motors zuzüglich der Verlustleistung von
Motor und Umrichter.
•
....... Grundschwingungsblindleistung:
Q
1
Diese berechnet sich aus dem Blindanteil des Grundschwingungsstromes (I
•
D......... Verzerrungs(blind)leistung:
Diese berechnet sich aus den Oberschwingungsströmen I
Die Verzerrungs(blind)leistung wird auch als Oberschwingungsblindleistung bezeichnet.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
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zwischen der Netzspannung (Strangspannung U
1
einstellt, so dass neben dem netzseitigen Wirkstrom I
1
und damit eine Grundschwingungsblindleistung Q
überlagern. Diese erhöhen den Effektivwert des Netzstromes, bilden eine Verzerrungs-
h
hängen im Wesentlichen von der Art der verwendeten SINAMICS-
h
= +
2 2
S P Q
1
P = 3 • U • I • cosφ
1 1
= 3 • U • I • sinφ
Q
1 1 1
= 
h

=  
D 3 U
1
=
h
des Transformators ist ≥ 4 %.
k
+
2
D
.
.
1
.
1
zu
h
2
I
.
h
2
≥ 8 % sein, damit
k
berechnen sich
1 Wirk
= U /√3) und dem netzseitigen
1 Netz
auch ein netzseitiger Grund-
1 Wirk
auftritt.
1
des Antriebes zusätzliche
1
• cosφ
= I
1 Wirk 1
• sinφ
= I
1 Blind 1
) zu
1
) zu
1