Neue Produkte vom 09/22/2007

Ausgangsfilter für Frequenzumrichter

Geschirmte Leitungen können entfallen

Bei Umrichterantrieb reduzieren Netzfilter leitungsgebundenen Störungen und Sinus-EMV-Ausgangsfilter die abgestrahlten Störungen. Beides erhöht die Lebensdauer nachfolgender Bauelemente.Beim Einsatz von Frequenzumrichtern ergeben sich, neben den Vorteilen für die Antriebstechnik, auch Nachteile. Denn am Umrichterausgang entsteht eine gepulste Ausgangsspannung mit einer hohen Flankensteilheit, die den Motor und dessen Isolation gefährden. Außerdem werden durch die Taktfrequenz des Umrichters störende Geräusche im kHz-Bereich verursacht und bei langen Leitungen höhere Umrichterausgangsleistungen benötigt, um die Verluste zu kompensieren. Daneben ergeben sich Einschränkungen durch leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen.Um dem vorzubeugen, mussten bisher geschirmte Motorleitungen eingesetzt werden, oft auch du/dt-Filter, die die Flankensteilheit der Ausgangsspannung des Umrichters senken, oder alternativ, Sinusfilter, die die Spannung zwischen den Phasen zu einem sinusförmigen Signal formen. Beide Filter-Lösungsansätze, die aus symmetrisch wirkenden Drosseln und Kondensatoren zwischen den Leitungen bestehen, sind aus Sicht der EMV unzureichend. Denn die Spannung von Leitung zur Erde und der asymmetrische Strom werden dadurch nur unwesentlich beeinflusst. Die Nachteile für die Motorwicklungsisolation, die Lagerströme, Ableitströme und EM-Strahlung sind dadurch nicht gelöst.Die SineFormer von Epcos integrieren neben einer symmetrischen Drossel eine weitere Filtereinheit, die Leiter-Leiter-Spannungen in ein Sinussignal wandelt, die asymmetrischen Ströme dämpft und die Leiter-Erde-Spannung zu einer sinusähnlichen Spannung formen. Messungen am SineFormer-Ausgang zeigen deutlich reduzierte Oberschwingungen im unteren Frequenzbereich.Der Ableitstrom, der sich durch die parasitären Kabelkapazitäten und den hohen du/dt der gepulsten Ausgangsspannung ergibt, wird durch die erhebliche Reduzierung der Flankensteilheit der Leiter-Erde-Spannung durch den SineFormer automatisch minimiert. Eine deutliche Absenkung der Lagerströme und eine mögliche Reduzierung der Anforderungen an das Netzfilter sind das Ergebnis.Die Common-Mode-Ströme können nahezu eliminiert werden. Somit ermöglicht der SineFormer den größtmöglichen Motorschutz.Die Reduzierung der asymmetrischen Effekte durch den SineFormer ist so hoch, dass auf geschirmte Motorleitungen verzichtet werden kann. Messungen der Störstrahlung an einem Umrichter mit und ohne Filter zeigen, dass bei der Verwendung von ungeschirmten Leitungen die Grenzwerte eingehalten werden. Messungen mit 20 und 150 m langen Motorkabeln zeigen keine signifikant unterschiedlichen Messergebnisse.