Lagerstromarten Im Antriebssystem - Siemens SIMOTICS GP Projektierungshandbuch

1 Umrichterbetrieb
Abbildung 1-4: Darstellung typischer Veränderungen an Wälzlagern
1.2.3

Lagerstromarten im Antriebssystem

Ein wesentlicher Randeffekt beim Betrieb von Spannungszwischenkreisumrichtern
(U-Umrichter) ist das prinzipbedingte Auftreten einer Gleichtaktspannung. Aufgrund
der Tatsache, dass bei einem U-Umrichter nur diskrete Spannungen und
Schaltzustände zur Verfügung stehen, ist die Summe der erzeugten
Phasenspannungen, anders als in einem klassischen Drehstromsystem, in der
Regel ungleich Null. Zusätzlich kommt noch hinzu, dass die jeweiligen
Modulationsverfahren zur Erzeugung der gewünschten Ausgangsspannung
notwendigerweise das Schalten sogenannter Nullzustände benötigen. Das sind
Zustände, bei denen die positive oder negative Zwischenkreisspannung auf die
Motorklemmen geschaltet wird.
Abbildung 1-5: Zur Berechnung der Common-Mode-Spannung (a), exemplarischer
Die daraus in Summe entstehende Gleichtaktspannung, die sogenannte Common-
Mode-Spannung, stellt die Eingangsspannung des beschriebenen in Abschnitt
1.2.1 beschriebenen parasitären Netzwerkes dar und ist damit als Quelle ebenfalls
eine Beeinflussungsgröße für den unerwünschten, parasitären Lagerstrom.
Messtechnisch stellt die Common-Mode Spannung ein Drittel der Summe der drei
Leiter-Erdspannungen dar (Abbildung 1-5 (a)). In Abbildung 1-5 (b) ist der typische,
stufenförmige Common-Mode-Spannungszeitverlauf eines Zweipunktumrichters
exemplarisch dargestellt. Zu erkennen sind Stufen mit Anteilen der
Zwischenkreisspannung ±U
Spannungsänderungen du/dt [2]. Diese Spannung stellt die Eingangsgröße für das
parasitäre Netzwerk dar, dass durch die Elemente des nachfolgenden
Projektierungshandbuch SIMOTICS GP/SD/DP
Beitrags-ID: 109759451, V 2.1,
Common-Mode-Spannungsverlauf (b) [3]
/6 und ±U
ZK
03/2019
/2 und den entsprechenden steilen
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