Bei einem Antrieb mit variabler Frequenz wandelt der Gleichrichter den eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom um, bevor der Wechselrichter die vom Motor benötigte variable Leistung erzeugt. Zwischen diesen Stufen muss der Gleichstromzwischenkreis pulsierenden Strom und Änderungen im Lastbedarf bewältigen. Eine richtig ausgewählte DC-Drossel fügt diesem Abschnitt des Stromkreises eine induktive Impedanz hinzu und hilft so, die Stromwelligkeit zu kontrollieren und die elektrische Belastung des DC-Busses und der zugehörigen Komponenten zu reduzieren.
Der Effekt ist hauptsächlich elektrisch und nicht mechanisch. Es steuert weder die Motorgeschwindigkeit noch verbraucht es regenerative Energie. Sein Zweck besteht darin, das Stromverhalten im Gleichstromzwischenkreis zu beeinflussen, was ihn zu einem wichtigen Gesichtspunkt bei bestimmten Antriebsarchitekturen und Leistungsumwandlungssystemen macht.
Ein herkömmlicher Wechselstromantrieb richtet zunächst die Eingangsspannung gleich und speichert dann Energie im Gleichstromzwischenkreis vor der Wechselrichterstufe. Die Kondensatoren in diesem Abschnitt glätten die Gleichspannung, während der durch die Verbindung fließende Strom von den Gleichrichter- und Lastbedingungen beeinflusst wird.
Ohne ausreichende Impedanz können die Lade- und Pulsationseigenschaften des Gleichrichters relativ hohe Stromspitzen erzeugen. Das Hinzufügen einer Induktivität ändert diesen Strompfad und trägt dazu bei, schnelle Schwankungen zu begrenzen, bevor sie die Zwischenkreiskondensatoren erreichen.
Dies kann insbesondere bei Antrieben von Bedeutung sein, bei denen der DC-Bus erheblichen Welligkeitsströmen ausgesetzt ist oder bei denen das eingehende Stromnetz anspruchsvolle Betriebsbedingungen aufweist.
| Elektrischer Zustand | Rolle der induktiven Komponente |
|---|---|
| Welligkeit des Zwischenkreisstroms | Begrenzt schnelle Stromänderungen |
| Gleichrichterstromspitzen | Bietet zusätzliche Impedanz im Gleichstrompfad |
| Harmonischer Strom | Kann bei geeigneten Antriebskonstruktionen zur Reduzierung von Oberschwingungen beitragen |
| Kondensatorstrombelastung | Trägt dazu bei, den Welligkeitsstrom zu reduzieren, der DC-Zwischenkreiskondensatoren auferlegt wird |
| Schwankungen im DC-Bus | Unterstützt eine kontrolliertere Stromwellenform |
Der tatsächliche Effekt hängt von der Gleichrichtertopologie, dem Antriebsdesign, der Kapazität, den Versorgungseigenschaften und der Betriebslast ab. Es sollte daher als Teil des gesamten DC-Link-Designs ausgewählt und nicht als eigenständiges Add-on behandelt werden.
Zwischenkreiskondensatoren sind im normalen Antriebsbetrieb einem Wechselstrom ausgesetzt. Übermäßige Welligkeit trägt zur inneren Erwärmung bei und die Temperatur ist ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer des Kondensators.
Eine zusätzliche Induktivität kann das Ausmaß der Stromschwankungen reduzieren, die die Kondensatorbank erreichen. In der Dokumentation von Schneider Electric wird beispielsweise darauf hingewiesen, dass die netzseitige Induktivität die Welligkeitsströme im DC-Bus und die Strombelastung der Hauptkondensatoren reduzieren kann. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
Dies ist einer der Gründe, warum die induktive Impedanz bei Antriebskonstruktionen berücksichtigt wird, bei denen die Kondensatorbelastung, der Oberschwingungsstrom oder die Bedingungen des Stromnetzes eine genauere Kontrolle erfordern.
Die häufigste Anwendung sind Wechselstromantriebssysteme mit Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter. Dies kann auch bei anderen Energieumwandlungsgeräten in Betracht gezogen werden, bei denen ein Gleichstrom-Zwischenkreis einen erheblichen pulsierenden Strom führt.
Zu den typischen Geräten gehören industrielle Motorantriebe, Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Förderbänder, Werkzeugmaschinen, HVAC-Geräte und andere Maschinen mit variabler Drehzahl.
Der Bedarf wird nicht allein durch die Motorleistung bestimmt. Antriebstopologie, Versorgungsimpedanz, DC-Link-Design, Lastprofil und harmonische Bedingungen können alle die Spezifikation beeinflussen.
Die beiden Komponenten sind eng miteinander verbunden, ihre Einbaupositionen sind jedoch unterschiedlich.
EinAC-Reaktorwird an einen Wechselstromkreis angeschlossen, üblicherweise auf der Netz- oder Motorseite eines Antriebs. Eine Zwischenkreisversion wird nach der Gleichrichtung in den Gleichstromzwischenkreis eingefügt.
| Artikel | AC-seitige Konfiguration | DC-Link-Konfiguration |
|---|---|---|
| Elektrischer Abschnitt | Wechselstromversorgung oder Motorstromkreis | Gleichstrom-Zwischenkreis |
| Hauptüberlegung | Wechselstrom- und Spannungsbedingungen | Zwischenkreisstrom und Welligkeit |
| Typische Anwendung | Netzseitiger oder motorseitiger Antriebsschutz | DC-Bus-Stromregelung und Oberschwingungsminderung |
Einige Antriebe verwenden je nach Herstellerkonstruktion eine AC-Netzdrossel, eine DC-Zwischenkreiskomponente oder eine integrierte Impedanz. ABB und Schneider Electric dokumentieren beide die Verwendung der induktiven Impedanz als einen Ansatz zur Bewältigung von Oberschwingungsströmen in konventionellen Antriebssystemen. :contentReference[oaicite:1]{index=1}
Die Auswahl beginnt mit den elektrischen Bedingungen im Antrieb und nicht nur mit der Nennleistung des Motors.
Zu den wichtigsten Informationen gehören normalerweise Gleichspannung, Dauerstrom, Überlaststrom, Induktivität, Betriebsfrequenz, Umgebungstemperatur, Einbaulage, Isolationsanforderungen und verfügbarer Platz. Auch die erwartete Stromwellenform und der Arbeitszyklus sollten berücksichtigt werden, wenn das Gerät unter wechselnden Lasten betrieben wird.
Ebenso wichtig ist die thermische Leistung. Kupferverluste, Kernverluste, Gehäusebedingungen und Umgebungstemperatur beeinflussen alle die Betriebstemperatur der Komponente. Wenn das Gerät kontinuierlich unter hoher Last betrieben wird, sollten eine ausreichende Kühlung und eine entsprechende Leistungsreduzierung in Betracht gezogen werden.
Ein Antriebssystem kann mehrere Leistungselektronikkomponenten enthalten, deren Funktionen jedoch nicht austauschbar sind.
Ein Widerstand wird im Allgemeinen zur Strombegrenzung oder Energiedissipation ausgewählt. AFilterrichtet sich je nach Lage und Aufbau des Schaltkreises nach unerwünschten Frequenzanteilen oder elektromagnetischen Störungen.
A Bremseinheithat noch einen weiteren Zweck: Er steuert die rückgewonnene Energie beim Abbremsen des Motors und arbeitet normalerweise mit einem Bremswiderstand zusammen. Die hier diskutierte induktive Komponente bleibt Teil des DC-Zwischenkreis-Leistungspfads.
Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Ingenieuren, die Auswahl einer Komponente zu vermeiden, nur weil mehrere Produkte im selben Antriebsschrank vorhanden sind.
Für einen Gerätehersteller kann der verfügbare Installationsraum ebenso wichtig sein wie die elektrische Leistung. Montageabmessungen, Klemmenposition, Isolationsabstand, Kühlmethode, Verbindungsstruktur und Gehäuseanordnung müssen möglicherweise mit dem vorhandenen Antriebsdesign übereinstimmen.
Dufew Electric kann diese Anforderungen entsprechend der tatsächlichen Anwendung bewerten. Technische Informationen wie Gleichspannung, Nennstrom, Überlastbedingungen, Induktivität, Betriebszyklus, Umgebungstemperatur und mechanische Abmessungen bieten eine nützliche Grundlage für die Produktauswahl.
Dies ist besonders relevant, wenn eine vorhandene Komponente ausgetauscht oder ein Antriebsschrank für eine bestimmte elektrische Architektur entwickelt wird.
Dufew Electricstellt elektrische Komponenten für Motorantriebe, industrielle Automatisierung, Geräte für erneuerbare Energien und Leistungssteuerungssysteme her. Die Produktpalette umfasst induktive, ohmsche, filternde und bremsende Anwendungen.
Als chinesischer Hersteller und Lieferant arbeitet das Unternehmen mit OEM-Geräteherstellern, Händlern, Systemintegratoren und Industrieanwendern zusammen. Zur Unterstützung konsistenter elektrischer und mechanischer Spezifikationen werden standardisierte Produktions- und Qualitätsprüfungen durchgeführt. Für relevante Produkte und Anforderungen sind ISO- und CE-Zertifizierungen verfügbar.
Es fügt dem Gleichstromkreis eines Leistungswandlers oder Antriebs eine induktive Impedanz hinzu. Zu seinen Hauptfunktionen kann die Begrenzung der Stromwelligkeit, die Reduzierung von Stromspitzen und die Verringerung der Welligkeitsstrombelastung von DC-Link-Kondensatoren gehören.
Es kann bei geeigneten Antriebskonfigurationen zur Reduzierung von Oberschwingungsströmen beitragen. Das tatsächliche Ergebnis hängt vom Gleichrichter, der Antriebsarchitektur, dem Impedanzwert, den Versorgungsbedingungen und anderen Komponenten im System ab.
Nein. Im AC-Teil des Stromkreises arbeitet eine AC-Netzdrossel, während nach der Gleichrichtung eine DC-Link-Variante eingebaut wird. Ihre elektrischen Bedingungen und Auswahlparameter sind daher unterschiedlich.
Nein. Einige Antriebe verfügen bereits über eine ausreichende Zwischenkreisimpedanz, während andere möglicherweise eine wechselstromseitige Drossel oder eine andere Methode zur Oberschwingungsminderung verwenden. Der Bedarf sollte anhand der Antriebskonstruktion und der Betriebsbedingungen ermittelt werden.
Zu den nützlichen Details gehören Gleichspannung, Nenn- und Überlaststrom, erforderliche Induktivität, Betriebsbedingungen, Umgebungstemperatur, Installationsabmessungen, Anschlussmethode und Anzahl. Das Antriebsmodell und die Anwendung können ebenfalls dabei helfen, die entsprechende Spezifikation zu bestätigen.