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Stufenlose Drehzahlstellung eines 3-Phasenlüfters an einem 3-Phasennetz ohne Neutralleiter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000197499D
Original Publication Date: 2010-Jul-24
Included in the Prior Art Database: 2010-Jul-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Dreiphasenwechselspannung wird üblicherweise in der elektrischen Energietechnik eingesetzt und ermöglicht Transport und Verteilung von elektrischer Energie in Stromnetzen. Um einen Lüfter mit 3-Phasenwechselspannung zu betreiben wird üblicherweise ein zusätzlicher Umrichter eingesetzt. Die Eingangsgröße des Umrichters ist eine Wechselspannung bestehend aus ein bis drei Phasen, woraus eine regelbare Wechselspannung für den Lüfter generiert wird. Das Konzept gleicht dem eines normalen Antriebskonzeptes für einen regelbaren Drehstrommotor. Für diesen Betrieb wird üblicherweise ein spezieller Sinus-Netzeingangsfilter eingesetzt, um den Lüfter vor der steilen Spannungsänderung des Umrichters zu schützen, da die interne Isolation und die Mechanik des Lüfters für die von einem Umrichter ausgegebenen hohen Spannungsänderungen nicht ausgelegt sind. Eine weitere Lösung realisiert die Drehzahlstellung über einen Phasenanschnitt mithilfe eines Phasenschieberkondensators. Hierbei wird durch den Hersteller garantiert, dass der Lüfter durch seinen elektromechanischen Aufbau mittels eines Phasenanschnitts in seiner Drehzahl gestellt werden kann. Dafür wird üblicherweise der 3-Phasenlüfter mittels einer Steinmetzschaltung auf einen 1-Phasenbetrieb umgebaut bzw. betrieben. Diese Phase wird zusammen mit dem Neutralleiter über eine Phasenanschnittsteuerung gesteuert. Ein Nachteil der Schaltung ist, dass eine hohe Spannungsfestigkeit des Phasenschieberkondensators notwendig wird. Die Spannungsfestigkeit beträgt mindestens die zweifache Netzspannung. Auch das Volumen des Kondensators ist üblicherweise derart groß, dass der Abstand zu dem Lüfter nicht optimal ausfällt. Zudem hat ein einphasig betriebener 3-Phasenlüfter eine geringere Leistung als im dreiphasigen Betrieb. Wegen des elliptischen Drehfeldes ist das Anzugsmoment eines Motors mit Steinmetzschaltung deutlich geringer als bei Motoren, die mit Drehstrom versorgt werden. Zudem sind aufgrund der stark kapazitiven Komponente und der Induktivität des Motors problematische Betriebsfälle bei der Phasenanschnittsteuerung zu beachten.