Wirkungsweise Der Netzfilter; Ipe Ohne Netzfilter (Kategorie C4); Ipe Mit Netzfilter (Kategorie C3); Ipe Mit Netzfiltern (Kategorie C2) - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise
U Umrichter-Schrankgerät
PCC
t
Netzfilter
PCC
Trans-
Kategorie C2
formator
(optional)
I
PE
Drehzahlveränderbares Antriebssystem PDS bestehend aus einem Schrank mit Einbaugerät SINAMICS G130 und Motor
1.5.3.3

Wirkungsweise der Netzfilter

Ursache der hochfrequenten Störungen im drehzahlveränderbaren Antriebssystem ist das schnelle Schalten der IGBTs
(Insulated Gate Bipolar Transistor) im motorseitigen Wechselrichter des Einbaugerätes, welches sehr hohe
Spannungssteilheiten du/dt verursacht. Nähere Einzelheiten hierzu sind im Abschnitt "Auswirkungen der Verwendung
schnell schaltender Leistungsbauelemente" beschrieben.
Die hohen Spannungssteilheiten am Wechselrichterausgang erzeugen hohe hochfrequente Ableitströme, die über die
Kapazitäten der Motorleitung und der Motorwicklung zur Erde fließen und auf geeignetem Wege zurückkehren müssen
zu ihrer Quelle, dem Wechselrichter. Bei Verwendung geschirmter Motorleitungen fließen die hochfrequenten Ableit-
bzw. Störströme I im Wesentlichen über den Schirm der Motorleitung zurück zur PE- bzw. EMV-Schirmschiene
Ableit
des Schrankgerätes.
Wären innerhalb des Schrank- bzw. Einbaugerätes keinerlei Filter vorhanden, die den hochfrequenten Störströmen
einen geeigneten niederohmigen Rückweg zum Wechselrichter bieten würden, so müssten die Störströme vollständig
über den netzseitigen PE-Anschluss des Schrankgerätes zum Sternpunkt des Transformators fließen (I
von dort aus weiter über die drei Leiter des Drehstromnetzes zurück zum Umrichter. Auf diesem Wege würden sie die
Netzspannung mit hochfrequenten Störspannungen überlagern und somit alle Verbraucher stören, die an demselben
Netzanschlusspunkt PCC angeschlossen sind wie das Schrankgerät selbst. Der Störpegel am Netzan-schluss läge auf
dem Niveau der Kategorie C4.
Durch das standardmäßig in SINAMICS-Einbaugeräten vorhandene Netzfilter wird dem hochfrequenten Störstrom ein
niederohmiger Rückweg zum Wechselrichter innerhalb des Einbaugerätes angeboten, so dass ein großer Teil des
Störstromes I über dieses Filter fließt. Das Netz wird dadurch mit geringeren Störströmen I
Ableit
der Störpegel am Netzanschluss sinkt auf das Niveau der Kategorie C3.
Wird zusätzlich zu dem standardmäßig in SINAMICS-Einbaugeräten vorhandenen Netzfilter noch das optionale Netz-
filter in den Schrank eingebaut, so wird der Störstrom I
Netz noch weiter entlastet (I
I
ohne Netzfilter (Kategorie C4)
PE
Hochfrequente Ableit- bzw. Störströme auf dem netzseitigen PE-Anschluss in Abhängigkeit von den Netzfiltern
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
98/562
© Siemens AG
Umrichter-
Einbaugerät
Netz-
Drossel
Netzfilter
Kategorie C3
PE-Schiene bzw. EMV-Schirmschiene
<< I ), so dass der Störpegel auf das Niveau der Kategorie C2 sinkt.
PE Ableit
I
mit Netzfilter (Kategorie C3)
PE
IGBT-
Wechselrichter
nahezu vollständig im Antriebssystem gehalten und das
Ableit
Motorleitung
I
Ableit
t
≈ I
PE Ableit
< I belastet und
PE Ableit
I
mit Netzfiltern (Kategorie C2)
PE
Motor
) und