Siemens SIMOTICS GP Projektierungshandbuch Seite 11

1 Umrichterbetrieb
Abbildung 1-7: Exemplarischer Verlauf von gemessenen EDM-Strömen
Zu erkennen ist, dass die Lagerspannung nur teilweise dem treppenförmigen
Verlauf der Common-Mode-Spannung folgen kann und im Falle eines
Spannungszusammenbruchs ein entsprechender Lagerstrom messbar ist. Der
Höhe der EDM-Lagerströme ist abhängig von der Common-Mode-
Spannungsamplitude des Umrichters, der parasitären Motorkapazitäten und vor
allem von den last- und betriebspunktabhängigen Schmierverhältnissen im
Wälzlager des Antriebsmotors. Der Energiegehalt der Lichtbogenentladungen,
hervorgerufen durch diese EDM-Ströme, ist im Vergleich zu den der nachfolgend
dargestellten Zirkular- und Rotor-Erdströmen zwar deutlich geringer, kann aber
vorschreitend ebenso eine Riffelbildung in den Lagern bewirken.
Eine effektive Maßnahme diese Lagerstromart zu verhindern oder zumindest zu
minimieren gibt es nicht. Einzig allein die Anwendung von Erdungsbürsten, welche
das entsprechende Lager kurzschließen und somit die Lagerspannung verhindern
ist eine denkbare Abhilfemaßnahme. Aufgrund der stark von den
Umgebungsbedingungen abhängenden Kontakteigenschaften von
Bürstensystemen und dem mit dem Verschleiß verbunden notwendigen
Wartungsaktivitäten, stellt diese Maßnahme allerdings nur eine unzureichende
Lösung dar. Der Einsatz von Bürsten kann sogar die Anteile der übrigen
Lagerstromarten, teils deutlich erhöhen und ist somit als eher kontraproduktiv
einzustufen. Nach [2] liegt insbesondere in der Verhinderung von kritischen
Betriebszuständen, etwa durch entsprechende Vorausberechnung von
Durchschlagsaktivitäten, die Möglichkeit EDM-Lagerströme zumindest teilweise zu
vermeiden. Weitere Details dazu sind in [2] zu finden.
Zirkularströme
Anders als bei EDM-Lagerströmen hat bei den Zirkularströmen der linke Teil des in
Abbildung 1-6 dargestellten Ersatzschaltbilds – in Form der parasitären Kapazität
zwischen Wicklung und Statorblechpaket C
Der über die Nutisolation abfließende, hochfrequente Common-Mode-Strom führt
zu einem, die Motorwelle umschließenden, zirkularen magnetischen Fluss. Die
durch diesen Fluss in der Motorwelle induzierte Spannung bewirkt einen
hochfrequenten Kreisstrom, der sich über die Strecke Blechpaket – Lagerschilde –
Motorlager – Welle schließt. In Abbildung 1-8 (a) sind die Verhältnisse schematisch
dargestellt. Auf der rechten Seite (b) ist die Detailvergrößerung eines an beiden
Motorlagerstellen gemessenen Stromes dargestellt. Beide Stromverläufe weisen
bei gleicher Amplitude zueinander eine Phasenverschiebung von 180° auf und
stellen somit einen Kreisstrom dar.
Projektierungshandbuch SIMOTICS GP/SD/DP
Beitrags-ID: 109759451, V 2.1, 03/2019
– einen entscheidenden Einfluss.
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