Betriebsprinzipien; Leistungsfluss - Nidec Unidrive M600 Installationshandbuch

Sicherheit- Produkt-
Einführung
sinformationen informationen
2.3

Betriebsprinzipien

Die Eingangsstufe eines nicht als Rückspeiseeinheit betriebenen
AC-Umrichters ist normalerweise ein ungesteuerter Diodengleichrichter,
sodass keine Leistung ins Netz zurückgespeist werden kann. Wenn der
Diodengleichrichter im Eingang durch einen spannungsgeführten
PWM-Wechselrichter (Unidrive M) ersetzt wird, ist die Flussrichtung der
Netzleistung bidirektional möglich und der Signalverlauf sowie der
Leistungsfaktor des Eingangsstroms sind vollständig regelbar.
Ströme können jetzt so gesteuert werden, dass sich ein Leistungsfaktor
von annähernd 1 und ein niedriger Oberwellenanteil für die
Netzfrequenz ergeben.
Bei einem als Rückspeiseeinheit betriebenen Unidrive M wird die
IGBT-Endstufe als sinusförmiger Gleichrichter verwendet, um die
Netzwechselspannung in eine geregelte Gleichspannung umzuwandeln.
Darüber hinaus wird die Zwischenkreisspannung oberhalb der
Spitzennetzspannung gehalten, sodass der unter Last stehende Motor
ohne Feldschwächung mit einer höheren Drehzahl betrieben werden
kann. Alternativ kann die höhere verfügbare Ausgangsspannung
ausgenutzt werden, indem ein Motor mit einer Nennspannung
verwendet wird, die höher ist als die Netzwechselspannung, sodass die
für eine gegebene Leistung benötigte Stromstärke niedriger wird.
Die Differenz zwischen der PWM-Leitungsspannung und der
Netzspannung entsteht über die Kommutierungsdrossel der
Rückspeiseeinheit (Hochsetzstellerprinzip). Diese Spannung enthält
einen hochfrequenten Anteil, der von der Kommutierungsdrossel der
Rückspeiseeinheit blockiert wird, und einen sinusförmigen Anteil mit der
Grundschwingung der Netzfrequenz. Als Folge davon fließen in diesen
Kommutierungsdrosseln sinusförmige Ströme mit geringer
hochfrequenter Welligkeit.
Kommutierungsdrosseln für Rückspeiseeinheiten müssen verwendet
werden, um eine minimale Quellenimpedanz zu gewährleisten.
Informationen zu Auswahl und Spezifikationen dieser Drosseln werden
später behandelt.
Unidrive M Netzwechselrichter Installationshandbuch
Ausgabenummer: 4
System- Mechanische Elektrische
auslegung Installation Installation
Kurzanleitung Optimierung Parameter
2.4

Leistungsfluss

In dem folgenden Zeigerdiagramm wird die Beziehung zwischen der
Netzspannung und der Spannung der Rückspeiseeinheit
veranschaulicht. Der Winkel zwischen den beiden Spannungsvektoren
beträgt bei Volllast ca. 5°, was je nach Netzbedingungen einen
Leistungsfaktor von annähernd 1 (0,996) bedeuten kann.
Abbildung 2-1
V
s
Netz-
versorgung
jL I
ω
V r
Leistungsfluss
vom Netz
V
Netzspannung
s
V
Spannung an den Leitungsanschlüssen der Rückspeiseeinheit
r
jL I
ω Spannung über die Rückspeiseeinheit
r
I
Strom an den Leitungsanschlüssen der Rückspeiseeinheit
r
Die Richtung des Leistungsflusses kann mit Hilfe von geringfügigen
Änderungen an Ausgangsspannung und -phase der Rückspeiseeinheit
relativ zur Netzspannung geändert werden.
Technische Dimensionierung
Diagnose
Daten der Komponenten
jL I
ω
AC
r
V
r
U
+DC
V
-DC
W
I
r
DC
jL I
ω
r r
V s V r
V s
I
r
Leistungsfluss
ins Netz
I
r
UL-
Informationen
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