Siemens SIMOTICS GP Projektierungshandbuch Seite 10

1 Umrichterbetrieb
Antriebssystems aufgespannt wird. Aufgrund der hochfrequenten Signalanteile
werden die Komponenten dieses Netzwerk durch die Flächen, Luftspalte und
Isolationen innerhalb der Antriebseinheiten gebildet. Das entsprechende HF-
Ersatzschaltbild ist exemplarisch in Abbildung 1-6 dargestellt. Die Common-Mode-
Spannung u
parasitären Kapazitätsanteil C
und dem Ständer gebildet wird, abfließt. Weitere Kapazitäten bestehen zwischen
der Wicklung und dem Rotor (C
und innerhalb der Wälzlager (C
geometrischen Abmessungen bestimmt werden, ist letzterer stark von den
Betriebsbedingungen abhängig. Drehzahl, Temperatur, Lagerbelastung und
Schwingungsanregungen beeinflussen die Höhe der Lagerkapazität sehr stark.
Der Stromfluss in die nachfolgende Antriebseinheit wird durch die parasitären
Kapazitäten der angekuppelten Lasteinrichtungen sowie durch die vorliegenden
Impedanzverhältnisse des Anlagen-Erdungssystems bestimmt.
Abbildung 1-6: HF-Ersatzschaltbild und Lagerstromarten innerhalb eines Antriebssystems
Es wird zwischen mindestens drei Arten von Lagerströmen unterschieden:
hochfrequente Kreisströme im Motor sowie vom Läufer zur Erde (strominduziert)
und EDM-Ströme mit Überschlägen im Schmierfilm des Lagers
(spannungsinduziert). In Abbildung 1-6 sind diese Lagerstromarten prinzipiell
dargestellt. In den nachfolgenden Abschnitten werden diese im Detail erläutert.
EDM-Ströme
Diese Lagerstromart ist nach dem Fertigungsverfahren auf der Basis von
Funkenerosion benannt, dem sogenannten „Electrostatic Discharge Machining".
Grundlage dabei ist die durch die parasitären Motorkapazitäten stattfindende
Übertragung der Common-Mode-Spannung auf die Schmierspalte der Wälzlager.
Die Kapazitäten von der Wicklung zum Rotor und vom Rotor zum Ständer bilden
hierbei einen Spannungsteiler, welcher einen Potentialunterschied zwischen Läufer
und Ständer des Motors und damit eine Lagerspannung u
der Spannungen wird durch das sogenannte „Bearing Voltage Ratio" BVR durch
nachfolgende Gleichung beschrieben
Überschreitet die Lagerspannung die Durchbruchsspannung im Schmierfilm des
Lagers, ist die Folge eine Lichtbogenentladung, welche Material aus den
Lagerlaufbahnen aufschmilzt oder verdampft. In Abbildung 1-7 sind die
Zeitverläufe einer Common-Mode-Spannung, der Lagerspannung am de-Lager
sowie der entstehende Lagerstrom exemplarisch dargestellt.
Projektierungshandbuch SIMOTICS GP/SD/DP
Beitrags-ID: 109759451, V 2.1,
führt dabei zu einen Stromanteil i
CM
, welcher zwischen dem Motorwicklungssystem
WS
), zwischen dem Rotor und dem Ständer (C
WR
). Während die ersten drei Anteile rein durch die
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03/2019
der größtenteils über den
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bewirkt. Das Verhältnis
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