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Betriebskonzept fuer Drehstromantrieb mit hohen Ueberlastanforderungen bei niedrigen Drehzahlen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000033840D
Original Publication Date: 2005-Jan-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Jan-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Beim Einsatz von umrichtergespeisten Drehstromantrieben fuer Anwendungen mit hohen Ueberlastanforderungen im untersten Drehzahlbereich (0-1Hz) gibt es heute erhebliche Einschraenkungen. Die Einschraenkungen ergeben sich dadurch, dass in diesem Drehzahlbereich aufgrund der kleinen thermischen Zeitkonstanten im Stromrichter nicht mehr der Effektivwert, sondern der Scheitelwert des Stroms fuer die Auslegung relevant ist. Das gilt sowohl fuer Spannungszwischenkreisumrichter als auch fuer Direktumrichter. Beispiele fuer Anwendungen mit hohen Ueberlastanforderungen sind Schweranlauf, Betrieb mit Schleichdrehzahl bei erhoehtem Lastmoment, „Mannlochfahren“ gefuellter Muehlen oder Extruder, gezieltes Stillsetzen voller Foerderanlagen etc. Bei solchen Anwendungen sind Ueberlastanforderungen von 2-3-fachem Nennmoment im tiefen Frequenzbereich fuer ca. 10 bis zu ca. 100 sec. zu erfuellen. Heutige Antriebssysteme (Maschine + Umrichter) sind fuer weitgehend standardisierte Ueberlastanforderungen (Betriebsarten nach VDE 0530 Teil 1, VDE 0558 Teil 11 oder NEMA) ausgelegt und koennen obige Ueberlastanforderungen zunaechst nicht erfuellen. Fuer die genannten Anwendungen mit erhoehten Ueberlastanforderungen im untersten Drehzahlbereich werden entsprechend leistungsstaerkere Umrichter eingesetzt. Die zu installierende Leistung liegt dadurch erheblich hoeher als fuer den sonstigen Betrieb dieser Anlagen erforderlich ist.

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Betriebskonzept fuer Drehstromantrieb mit hohen Ueberlastanforderungen bei niedrigen Drehzahlen

Idee: Roland Ebert, DE-Erlangen; Theodor Salzmann, DE-Nuernberg; Harald Wiechmann, DE-

Erlangen

Beim Einsatz von umrichtergespeisten Drehstromantrieben fuer Anwendungen mit hohen Ueberlastanforderungen im untersten Drehzahlbereich (0-1Hz) gibt es heute erhebliche Einschraenkungen. Die Einschraenkungen ergeben sich dadurch, dass in diesem Drehzahlbereich aufgrund der kleinen thermischen Zeitkonstanten im Stromrichter nicht mehr der Effektivwert, sondern der Scheitelwert des Stroms fuer die Auslegung relevant ist. Das gilt sowohl fuer Spannungszwischenkreisumrichter als auch fuer Direktumrichter. Beispiele fuer Anwendungen mit hohen Ueberlastanforderungen sind Schweranlauf, Betrieb mit Schleichdrehzahl bei erhoehtem Lastmoment, "Mannlochfahren" gefuellter Muehlen oder Extruder, gezieltes Stillsetzen voller Foerderanlagen etc. Bei solchen Anwendungen sind Ueberlastanforderungen von 2-3-fachem Nennmoment im tiefen Frequenzbereich fuer ca. 10 bis zu ca. 100 sec. zu erfuellen.

Heutige Antriebssysteme (Maschine + Umrichter) sind fuer weitgehend standardisierte Ueberlastanforderungen (Betriebsarten nach VDE 0530 Teil 1, VDE 0558 Teil 11 oder NEMA) ausgelegt und koennen obige Ueberlastanforderungen zunaechst nicht erfuellen. Fuer die genannten Anwendungen mit erhoehten Ueberlastanforderungen im untersten Drehzahlbereich werden entsprechend leistungsstaerkere Umrichter eingesetzt. Die zu installierende Leistung liegt dadurch erheblich hoeher als fuer den sonstigen Betrieb dieser Anlagen erforderlich ist.

Es wird vorgeschlagen, Maschinen im untersten Drehzahlbereich mit erhoehtem Fluss zu betreiben. Die Flusserhebung erfolgt dabei ueber eine Erhoehung des Magnetisierungsstroms. Da sich die magnetisierende und d...