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Technische Anleitung Nr. 6

Netzoberschwingungen bei AC-Antrieben

2 Technische Anleitung Nr. 6 - Netzoberschwingungen bei AC-Antrieben

3Technische Anleitung Nr. 6 - Netzoberschwingungen bei AC-Antrieben

1. Einleitung ........................................................ 5

2. Grundbetrachtungen zu denNetzoberschwingungen ....................................... 6

3. Ursachen und Auswirkungen der harmonischenOberschwingungen ............................................... 8

4. Beispiel für die Berechnung der harmonischenOberschwingungen ............................................... 9

4.1 Berechnung der Quelle der Impedanzen undder Kurzschlussleistung ........................................ 9

4.2 Berechnung der Auswirkung der Kommutierung 104.3 Tabelle: Korrekturkoeffizienten .............................. 104.4 Berechnung der Spannungsverzerrung ................ 104.5 Tabelle: Oberwellenströme und -spannungen

auf der 22 kV Seite ................................................. 114.6 Tabelle: Oberwellenströme und -spannungen

auf der 415 V Seite ................................................. 11

5. Normen für die Grenzen derOberschwingungsanteile ..................................... 12

5.1 EN61800-3 (IEC 1800-3)Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe ............ 12

5.2 IEC1000-2-2,Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ............ 13




5.6 IEEE 519, IEEE Empfohlene Praktiken undAnforderungen an die Oberschwingungs-unterdrückung in elektrischen Systemen ................. 15

6. Bewertung der Oberschwingungen .................... 16

7. Reduzierung der Oberschwingungen durchstrukturelle Änderungen am AC-Antrieb ........... 17

7.1 Faktoren am AC-Antrieb mit Einfluss auf dieOberschwingungen .................................................. 17

7.2 Tabelle: Liste der verschiedenen Faktoren undihre Wirkung ............................................................ 18

Inhalt


7.3 Verwendung eines 6-Puls-Diodengleichrichters ...... 187.4 Verwendung eines 12-Puls- oder 24-Puls-

Diodengleichrichters .............................................. 197.5 Verwendung eines Thyristorgleichrichters

mit Phasenanschnitt ................................................. 197.6 Verwendung einer IGBT-Brücke ............................ 207.7 Verwendung einer größeren DC- oder AC-

Drossel .................................................................... 21

8. Andere Verfahren zur Reduzierung derOberschwingungsanteile ..................................... 25

8.1 Abgestimmter Passivfilter mit einem Zweig ............ 258.2 Abgestimmter mehrstufiger Passivfilter .................. 258.3 Externer Aktivfilter .................................................. 26

9. Zusammenfassung der Bedämpfung vonNetzoberschwingungen ....................................... 28

9.1 6-Puls-Gleichrichter ohne Drossel ........................... 289.2 6-Puls-Gleichrichter mit Drossel .............................. 289.3 12-Puls-Gleichrichter mit Polycon-Transformator 289.4 12-Puls-Gleichrichter mit Dreiwicklungs-

Transformator ......................................................... 289.5 24-Puls-Gleichrichter ............................................. 289.6 Aktiver IGBT-Gleichrichter ..................................... 29

10. Definitionen .......................................................... 30

11. Index ....................................................................... 32


Allgemeines

Kapitel 1 - Einleitung

Mit dieser Anleitung setzt ABB die Reihe der TechnischenAnleitungen fort. Sie beschreibt die Ursachen und Auswir-kungen sowie die Berechnung der Oberschwingungen imSpeisenetz. Schwerpunktmäßig werden die Verfahren zurReduzierung der Oberschwingungen bei AC-Antrieben be-handelt.


Oberschwingungsströme und -spannungen enstehen durchnichtlineare Lasten, die an das Stromnetz angeschlossen sind.Die harmonische Verzerrung ist eine Form der „Ver-schmutzung“ einer elektrischen Anlage, die Probleme verur-sachen kann, wenn die Summe der Oberschwingungsströmebestimmte Grenzen überschreitet.

Alle, in den verschiedenen elektronischen Systemen verwen-deten Stromrichter können die harmonischen Störungen durchdie direkte Einspeisung von Oberschwingungsströmenerhöhen. Abbildung 2.1 zeigt, wie die Stromoberschwingungen(ih) im Eingangsstrom (is) eines elektronischen Leistungs-umrichters die Einspeisespannung (ut) beeinflussen.

Abbildung 2.1 Anlage mit Umrichterbelastung, Netztransformatorund sonstigen Verbrauchern

Der Netzstrom eines 6 pulsigen Stromrichters (Drehstrom-brücke) kann aus dem Ausgangsgleichstrom nach derfolgenden Formel berechnet werden.

l

l

Kapitel 2 - Grundlagenbetrachtungen zu den Netzoberschwingungen

is(t) = i1(t) + Σ ih(t)Umrichter-belastung

sonstigeVerbraucher

Verknüpfungs-punkt (PCC)

Netztransformator

Rs Lsu(t)

Gesamteffektivwert und

Ausgangsgleichstrom der Drehstrombrücke.

wobei gilt

Der Grundschwingungsstrom ist dann

I1= Il1 *

3/pi

(gilt für ideale Glättung des Gleichstromes)


Wenn theoretisch der Ausgangsgleichstrom als ideal geglättetangenommen werden kann, betragen die Frequenzen desOberschwingungsstroms eines 6-Puls-Dreiphasen-Gleichrichters das n-fache der Grundfrequenz (50 oder 60Hz). Für die nachstehenden Angaben gilt die Annahme, daßdie Netzinduktivität gegenüber der Induktivität der Glättungs-drossel im Gleichstromkreis vernachlässigbar ist. Der Netz-strom besteht dann aus Rechteckblöcken von 120°. DieOrdnungszahlen n werden nach der folgenden Formelberechnet:

Grundlagenbetrachtungen zu den Netzoberschwingungen

Abbildung 2.2 Der Oberschwingungsanteil im Rechteckstromeines 6-Puls-Stromrichters.

Das Prinzip, nach dem die Oberschwingungen zum Grund-strom addiert werden, ist aus Abbildung 2.3 ersichtlich, inder die 5. Harmonische dargestellt wird.

Abbildung 2.3 Der Gesamtstrom als Summe derGrundschwingung und der fünften Harmonischen

Die Effektivwerte der Oberschwingungsströmen ergeben sich zu:wobei

Ordnungszahl der Oberschwingung

Oberschwingungs-strom (%)

1st

5th

1st+5th

Die Oberschwingungsströme sind in Abbildung 2.2dargestellt.


Zu den herkömmlichen, nichtlinearen Lasten gehören Sanft-anlasser, drehzahlgeregelte Antriebe, Computer und andereelektronischen Geräte, elektronische Beleuchtung, Schweiß-geräte und die unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Unzulässig hohe Oberschwingungen können zu zusätzlicherErwärmung von Transformatoren, Kabeln, Motoren, Genera-toren und Kondensatoren führen, elektronische Anzeigenund Beleuchtungen können flackern, Leistungsschalterkönnen auslösen, Computer können ausfallen und Mess-geräte falsche Werte anzeigen.

Wenn die Ursache der obengenannten Symptome nichtbekannt ist, sollte das Netz in der Stromverteilung der Anlageauf Oberschwingungen untersucht werden. Die Auswirkun-gen treten wahrscheinlich zuerst in der Anlage des Kundenauf, bevor sie sich im übergeordneten Netz bemerkbarmachen. Diese Technische Anleitung wurde herausgegeben,um Anwender und Planer auf die Ursachen von Ober-schwingungen beim Einsatz von Stromrichtern hinzuweisenund gleichzeitig Hilfestellung zu geben, damit bereits im Vor-feld entsprechende Maßnahmen zur Begrenzung eingeleitetwerden.

Kapitel 3 - Ursachen und Auswirkungen derharmonischen Oberschwingungen


Die Kurzschlussimpedanz der Einspeisung wird auf die 415V Seite reduziert:

Die Kurzschlussimpedanz des Einspeisetransformators:

Die Impedanz der Einspeisekabel zwischen Transformatorund Umrichter:

Die Kurzschlussleistung an den Umrichteranschlüssen:

Die Oberschwingungsströme verursachen eine Verzerrungder Netzspannung. Prinzipiell können die Oberschwingun-gen der Spannung an jedem Punkt des Netzes berechnetwerden, wenn die Oberschwingungsströme und die dazuge-hörenden Quellimpedanzen bekannt sind. Die Schaltbilder inAbbildung 4.1 stellen ein Netz dar, das den Umrichter unddie anderen wesentlichen Teile der Anlage versorgt. Die ele-ktrischen Daten der Anlage, die für die Berechnung derOberschwingungen benötigt werden, sind ebenfalls in derAbbildung angegeben. Die Schritte zur Berechnung und dieErgebnisse werden als Beispiel in den Abschnitten 4.1 bis4.6 dargestellt.

Abbildung 4.1 Netz, das einen Frequenzumrichter auf der linkenSeite speist, und das entsprechende Diagramm auf der rechtenSeite

4.1Berechnungder Quelle derImpedanzenund derKurzschluss-leistung

Kapitel 4 - Beispiel für die Berechnungder harmonischen Oberschwingungen

Einspeisung:Sk =150 MVA

U = 22 kV

Transformator:S = 400 kVAU1 = 22 kVU2 = 415 Vz = 4,5 %

Kabel:Länge= 60 m

R = 0,007 mΩ/m

Motor:P = 110 kWIN = 200 A

M3~

S’k

Xk

Xt

X’k

i


Die Auswirkung der Kommutierung bei einem 6-Puls-Gleichrichter:

Die Auswirkung der Kommutierung bei einem 12-Puls-Gleichrichter:

Die Koeffizienten zur Korrektur der Kommutierung werdenvon den Überlappungswinkeln bestimmt. Sie werden zur Mul-tiplikation der theoretischen Oberschwingungsströmen ver-wendet und berücksichtigen die Netzinduktivität.

n 6-Puls-Gleichrichter 12-Puls-Gleichrichter Korrekturkoeffizient Korrekturkoeffizient

5 0,98 0,99 7 0,96 0,9711 0,90 0,9313 0,86 0,9017 0,78 0,8719 0,72 0,9323 0,62 0,7725 0,52 0,73

Der Oberschwingungsstrom In verursacht eine Spannung-soberschwingung Un, die proportional zur Grundspannungdes Netzes U1 an den Einspeisesammelschienen des Um-richters ist.

Die gesamte harmonische Verzerrung kann durch Berech-nung der Summe einer ausreichend großen Anzahl vonOberschwingungen (normalerweise 25 oder 40) errechnetwerden.

x) Erläuterung:Kommutierung=Stromübergabe von einem Ventil (Diode

oder Thyristor) auf das nächste Ventil inder Gleichrichterbrücke

Mo = Überlappungswinkel über den 2 Ventilegleichzeitig Strom führen

200 A = Vereinfachte Annahme Motorstrom =Grundschwingungsnetzstrom

Beispiel für die Berechnung der harmonischen Oberschwingungen

4.4 Berech-nung derSpannungs-verzerrung

4.3 Tabelle:Korrektur-koeffizienten

4.2Berechnungder Auswir-kung der Kom-mutierung x)


I1 = 415 V/22 kV*200 A = 3,77 A

6-Puls- 12-Puls-Brücke Brücke

n In/I1 (%) Un/U1 (%) n In/I1 (%) Un/U1 (%)5 19,60 0,09 57 13,71 0,09 711 8,18 0,09 11 8,45 0,0913 6,62 0,08 13 6,92 0,0917 4,59 0,07 1719 3,79 0,07 1923 2,70 0,06 23 3,35 0,0725 2,24 0,05 25 2,92 0,07

6-Puls-Brücke 12-Puls-BrückeGes. Strom-verzerrung 27,3 % 11,80 %Ges. Spannungs-verzerrung 0,22 % 0,16 %

I1 = 200 A

6-Puls- 12-Puls-Brücke Brücke

n In/I1 (%) Un/U1 (%) n In/I1 (%) Un/U1 (%)5 19,60 1,71 57 13,71 1,68 711 8,18 1,57 11 8,45 1,6313 6,62 1,50 13 6,92 1,5717 4,59 1,36 1719 3,79 1,26 1923 2,70 1,08 23 3,35 1,3525 2,24 0,98 25 2,92 1,28

6-Puls-Brücke 12-Puls-BrückeGes. Strom-verzerrung 27,3 % 11,80 %Ges. Spannungs-verzerrung 4,01 % 2,93 %

noch zu Erläuterungen:Die Oberschwingungsströme in Tabelle 4.5 und 4.6 sindtheoretische Werte und gelten bei ideal geglättetemGleichstrom.Reale Werte siehe Kapitel 7.

WICHTIG:Bei der Berechnung der Oberschwingungsspannungenwird ein resonanzfreies Netz unterstellt.

Beispiel für die Berechnung der harmonischen Ober- schwingungen

4.6 Tabelle:Oberschwing-ungsströme und-span-nungenauf der 415 VSeite:

4.5 Tabelle:Oberschwing-ungsströme und-spannungen aufder 22 kV Seite:


Die am häufigsten verwendeten internationalen und nationalenNormen, die die Grenzwerte der Oberschwingungen fest-legen, werden nachfolgend beschrieben.Abbildung 5.1 dient als Beispiel für die Grenzwerte derharmonischen Verzerrung.

Teil 3: EMV-Produktnorm einschließlich speziellerPrüfverfahrenDie Länder des europäischen Wirtschaftsraums habensich auf gemeinsame Mindestanforderungen geeinigt, umden freien Warenverkehr innerhalb dieses Wirtschafts-raums sicherzustellen. Die CE-Kennzeichnung gibt an,dass das Produkt in Übereinstimmung mit den für diesesProdukt geltenden Direktiven arbeitet. Die Richtlinien ge-ben die einzuhaltenden Prinzipien an. Die Normen legendie zu erfüllenden Anforderungen fest. EN61800-3 ist dieEMV-Produktnorm der drehzahlveränderbaren elektrischenAntriebe (PDS).

EN61800-3 legt fest, dass der Hersteller in der Dokumen-tation des Antriebssystems oder auf Anfrage die Grenzeder Stromoberschwingung unter Nennbedingungen alsProzentsatz des Nenngrundschwingungsstromes amAnschluss angeben soll. Die genannten Werte sollten für jedeOrdnungszahl bis mindestens zur 25.. Harmonischen berech-net werden. Die Oberschwingungen des Stroms (THD) (Ord-nungszahlen bis einschließlich zur 40) und die Hochfrequen-zkomponente PHD (Ordnungszahlen von 14 bis 40einschließlich) müssen ausgewertet werden. Bei diesenStandardberechnungen wir angenommen, dass das Antrieb-ssystem an einen PC mit Rsc = 250 und mit einerEingangsspannungsverzerrung von weniger als 1% ange-schlossen ist. Die interne Impedanz des Netzes kann alsreine Reaktanz angenommen werden.

In einem öffentlichen Niederspannungsnetz gelten für dieEinrichtung mit einem Nennstrom ≤ 16 A die An-forderungen der IEC 1000-3-2. Die Anwendung der zu-künftigen IEC 1000-3-4 wird für Einrichtungen mit einemNennstrom > 16 A empfohlen.Beim Einsatz von Antriebssystemen in Industrieanlagen musseine vernünftige ökonomische Vorgehensweise, die dieGesamtanlage berücksichtigt, zugrundegelegt werden. DieseVorgehensweise basiert auf der festgelegten Leistung, dieimmer geliefert werden kann. Das Verfahren zur Berechnungder Oberschwingungen der Gesamtanlage wird festgelegtund die Grenzwerte für die Spannungsverzerrung oder denGesamtoberschwingungsstrom werden bestimmt. Die inIEC1000-2-4 angegebenen Kompatibilitätsgrenzen können

5 . 1EN61800-3(IEC 1800-3)Drehzahlver-änderbareelektrischeAntriebe

Kapitel 5 - Normen für die Grenzen derOberschwingungen


als Grenzwerte für die Spannungsverzerrung verwendetwerden.

Teil 2: Umwelt - Abschnitt 2:Kompatibilitätsgrenzen für leitungsgebundene,niederfrequente Störungen in öffentlichenNiederspannungsnetzenDieser Standard legt die Kompatibilitätsgrenzen für lei-tungsgebundene niederfrequente Störungen und Signal-isierung in öffentlichen Niederspannungsnetzen fest.Zu den Störphänomenen gehören die Harmonischen, Interhar-monischen, Spannungsschwankungen, Spannungseinbrüche,Kurzzeitunterbrechungen, Spannungsasymmetrie usw.Grundsätzlich legt dieser Standard die Ausführungs-kriterienfür den Anlagenbauer und die Mindestanforderungen an dieStörfestigkeit der Einrichtung fest. IEC1000-2-2 berück-sichtigt die Grenzwerte, die in EN50160 für die Spannungs-qualität festgelegt sind, die der Betreiber des Elektrizitäts-versorgungsunternehmens an den Hausanschlüssen gewähr-leisten muss.

Teil 2: Umwelt - Abschnitt 4:Kompatibilitätsgrenzwerte in Industrieanlagen fürleitungsgebundene niederfrequente StörungenIEC1000-2-4 ist der IEC1000-2-2 Norm ähnlich, legt je-doch die Kompatibilitätsgrenzwerte für industrielle undnichtöffentliche Netze fest. Dazu gehören Niederspan-nungsnetze und Mittelspannungseinspeisungen, ausge-nommen Netze für Schiffe, Flugzeuge, Offshore-Plattfor-men und Bahnen.

Teil 3: Grenzwerte - Abschnitt 2: Grenzwerte fürStörungen durch Oberschwingungsstrom(Gerätestrom 16 A pro Phase)Diese Norm behandelt die Grenzwerte für Ober-schwingungsströme von Einzelgeräten, die an das öffentli-che Stromnetz angeschlossen sind. Diese Norm tritt am1. Januar 2001 in Kraft, jedoch laufen zurzeit umfangreicheArbeiten, diese Norm noch vor dem In-KraftTreten zu ändern.Die zwei wesentlichen Gründe für die Überarbeitung sind dieNotwendigkeit, dass die Norm auch Spannungen unter 230V berücksichtigt, und die Schwierigkeiten und Widersprüchein der Anwendung der in der Norm festgelegten Geräte-kategorien.

Dieses Papier wurde als technischer Bericht Typ IIveröffentlicht. Die Arbeiten für eine Umsetzung in eine Normlaufen. Es werden die Grenzwerte für Störungen durchOberschwingungsströme für Einzelgeräte angegeben, dieeinen Nennstrom von mehr als 16 A bis max. 75 A haben.Der Bericht gilt für öffentliche Netze mit 230 V (einphasig) bis600 V (dreiphasig).

In den Normen festgelegte Grenzen für die Oberschwingungen

5.4IEC1000-3-2,ElektromagnetischeVerträglichkeit(EMV)



5 . 5IEC1000-3-4,ElektromagnetischeVerträglichkeit(EMV)


Es werden drei verschiedene Stufen für den Anschluss derEinrichtung angegeben. Die Erfüllung der Oberschwingungs-Grenzwerte der Stufe 1 ermöglicht den Anschluss derEinrichtung an einer beliebigen Stelle im Netz. Stufe 2 legtdie einzelnen Grenzwerte für die Oberschwingungen und denOberschwingungsgehalt sowie den gewichteten hochfre-quenten Gegenwert PWHD fest. Die Grenzwerte sind klassi-fiziert und nach dem Kurzschlussverhältnis aufgelistet. Diedritte Anschluss-Stufe basiert auf einem Abkommen zwischendem Benutzer und der Behörde auf der Grundlage derfestgelegten Wirkleistung der Einrichtung des Kunden. Wennder Nennstrom über 75 A liegt, gilt in jedem Fall Stufe 3.

Abbildung 5.1 Grenzen der Oberschwingungen im Vorschlag zurNorm EN61000-3-4

Generell wird der Aufbau dieser Norm als gut betrachtet, dieFrage ist jedoch berechtigt, ob ein- und dreiphasige Ein-richtungen in der Stufe 2 unterschiedliche Grenzwerte habenmüssen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Norm unver-ändert bleibt, die endgültige Fassung wird jedoch unter-schiedliche Grenzwerte für ein- und dreiphasige Einrichtungenenthalten.

In den Normen festgelegte Grenzen für die Ober-schwingungen

132 kV Netz

33 kV Netz

11 kV Netz

400 V Netz

TypischeWerte

Min’mRsce

66

120

175

250

350

450

>600

12

15

20

30

40

50

60

10

12

14

18

25

35

40

9

12

12

13

15

20

25

6

8

8

8

10

15

18

2.36

1.69

1.25

1.06

0.97

1.02

<=0.91

I5 I7 I11 I13VOLTAGE

%THD

GRENZEN STUFE 2% I1

MAXIMLLAST 12p 6p

# 6.66 MW (5.0 MW)

# 2.50 MW (5.0 MW)

#

# 4.40 MW (3.3 MW)

# 1.65 MW (3.3 MW)

# 1.11 MW (830 kW)

# 415 kW (830 kW)

# 760 kW (215 kW)

# 108 kW (215 kW)

PCC

**Anteil des THD-Werts amgewählten PCC

(26 MVA angenommen)

(100 MVA angenommen)

(400 MVA angenommen)

(600 MVA angenommen) **


Die Philosophie bei der Erarbeitung der Grenzwerte für dieOberschwingungen ist Begrenzung der Einbringung vonOberschwingungen durch einzelne Kunden, so dass sie fürdie normalen Kennwerte des Netzes keine inakzeptable Span-nungsverzerrung verursachen. Diese Norm wird auch alsAmerican National Standard anerkannt und in den USA vielfachverwendet, besonders auf dem Markt der öffentlichenStromversorger.

Die Norm liegt keine Grenzen für einzelne Einrichtungensondern für einzelne Kunden fest. Die Kunden werdennach dem Verhältnis des verfügbaren Kurzschluss-Stroms(Isc) zum maximalen Laststrom (IL) am Verknüpfungs-punkt eingeteilt. Der benötigte Gesamtlaststrom ist dieSumme der linearen und nichtlinearen Lasten. In einerIndustrieanlage ist der Verknüpfungspunkt (PCC) klar alsPunkt zwischen den nichtlinearen und sonstigen Lastendefiniert.

Die zulässigen individuellen Oberwellenströme und diegesamte nichtlineare Verzerrung werden nach dem Ver-hältnis des verfügbaren Kurzschluss-Stroms zum gesam-ten benötigten Laststrom (Isc/IL) am Verknüpfungspunktangegeben. Die Grenzwerte werden als Prozentsatz vonIL für alle geraden und ungeraden Oberwellen ab der 2.bis unendlich angegeben. Die gesamte harmonischeVerzerrung wird als Gesamtbedarfsverzerrung angegebenund sollte auch bis unendlich berechnet werden. VieleAutoren begrenzen die Berechnung sowohl der einzelnenOberschwingungen als auch der gesamten harmonischenVerzerrung (THD) auf 50.

Die Tabelle 10.3 der Norm wird manchmal dahingehendfehlinterpretiert, dass die Grenzwerte für dieOberschwingungen eines einzelnen Gerätes durch Ver-wendung des Rsc der Einrichtung anstatt des Isc/IL derGesamtanlage angegeben werden. Die in der Tabelleangegebenen Grenz-werte dürfen nicht auf diese Weiseverwendet werden, da immer das Verhältnis des Kurzschluss-Stroms zum gesamten Laststrom der Anlage verwendetwerden muss.

In den Normen festgelegte Grenzen für die Oberschwingungen

5.6 IEEE 519,IEEEEmpfohlenePraktiken undAnforderungenan dieOberschwing-ungsunter-drückung inelektrischenSystemen


Der “Guide for Applying Harmonic Limits on Power Sys-tems” P519A/D6 Jan.1999 führt einige allgemeine Regeln zurAuswertung der Grenzwerte der Oberschwingungen in In-dustrieanlagen auf. Das Vorgehen wird in dem Flussdiagrammin Abbildung 6.1 dargestellt.

Abbildung 6.1 Bewertung der harmonischen Verzerrung

Kapitel 6 - Bewertung derOberschwingungen

EVU KUNDE

Durchschnittl. max. Bedarfs-laststrom (IL) berechnen

Verknüpfungspunkt wählen

Kurzschlussleistungberechnen (SSC, ISC)

Kurzschlussverhältnisberechnen (SCR=(ISC /IL)

Ja

Ja

Nein

Ja

Nein

Ist eineLeistungsfaktorkorrektur

vorhanden/geplant?

Stufe 1:Ist eine genaue Bewertung

notwendig?

Nein

Geschätzte gewichtete Stör-leistung (SDW) oder %

nichtlineare Last

Stufe 2:Erfüllt die Einrichtung

die Grenzwerte?

Oberschwingungsgrenzwertebestimmen (Messen, Analyse)

Leistungsfaktorkorrektur bzw.Einrichtung zur Oberwellen-

unterdrückung planen(Resonanzen berücksichtigen)

Messungen und Berechnungenggf. überprüfen


Der Oberschwingungsanteil kann entweder durch strukturelleÄnderungen im Antriebssystem oder durch externe Filterungreduziert werden. Die strukturellen Änderungen können inder Verstärkung der Einspeisung, der Verwendung eines 12-oder höher -Puls-Eingangsstromrichters, der Verwendungeines selbstgeführten Stromrichters oder der Verbesserungder internen Filterung im Antrieb bestehen.

Abbildung 7.1 stellt die Faktoren im AC-Antriebssystemdar, die die Oberwelligkeit beeinflussen. Die Oberwellig-keit des Stroms hängt von der Konstruktion des Antriebs abund die Oberschwingungen der Spannung sind dieOberwellen des Stroms multipliziert mit den Impedanzen derEinspeisung.

Abbildung 7.1 Merkmale des Antriebs, die den Oberschwingungs-anteil beeinflussen

7.1 Faktoren imAC-Antrieb mitEinfluss auf dieNetzober-schwingungen

Kapitel 7 - Reduzierung derOberschwingungen durch strukturelle

Änderungen am AC-Antrieb

NETZ

TRANSFORMATOR

AC-ANTRIEB

LAST

Kurzschlussleistung

Nennleistung undImpedanz

Gleichrichtertyp

DIODE, THYRISTOR; INVERTER:

MVA

MVA

%

mH

PWM;CSI

kW

%

6-p, 12-p, 24-p

Drosselinduktivität

Wechselrichtertyp

Nennleistung undtatsächliche Last

Wechsel-richter

Motor

Alternative


Transformators … der SpannungJe höher die Kurzschlussleistung desto niedriger der Oberschwingungsanteilder Einspeisung… der Spannung

Die Anschlussmöglichkeiten für die einzelnen Gleichrichter-lösungen sind in Abbildung 7.2 dargestellt. Die am häufig-sten in 3-phasigen AC-Antrieben eingesetzte Gleichrichter-schaltung ist die 6-Puls-Diodenbrücke. Sie besteht aus sechsDioden und einer Induktivität, die zusammen mit dem DC-Kondensator einen Tiefpass-Filter zur Glättung desGleichstroms bildet. Diese Induktivität (Drossel) kann sichauf der DC- oder der AC-Seite befinden oder ganz entfallen.Der 6-Puls-Gleichrichter ist einfach und preiswert, kann jedocheinen hohen Anteil Oberschwingungen mit niedrigerOrdnungszahl (5., 7., 11.) erzeugen besonders bei geringenGlättungsinduktivitäten.

Die Form des Stroms wird in Abbildung 7.2 dargestellt.Besteht der größte Teil der Netzlast aus Umrichtern mit einem6-Puls-Gleichrichter, muß der Einspeisetransformatorüberdimensioniert sein. Die Erfüllung der in den Normengenannten Anforderungen kann schwierig werden. In vielenFällen ist eine Filterung der Oberschwingungen notwendig.

Reduzierung der Oberschwingungen durch strukturelle Änderungen am AC-Antrieb

7.3Verwendungeines6-Puls-Dioden-Gleichrichters

7.2 Tabelle:Liste derverschiedenenFaktoren undihre Wirkung

Abbildung 7.2 Oberschwingungen des Netzstroms beiverschiedenen Gleichrichtern

6-Puls-Gleichrichter

12-Puls- 12-Puls- Gleichrichter Gleichrichter

24-Puls-Gleich-richter

Stromverlauf StromverlaufStromverlauf

Ursache WirkungJe größer der Motor… desto größer der Oberschwingungsanteil

des StromsJe größer die Motorlast… desto größer der Oberschwingungsanteil

des StromsJe höher die DC- oder AC Induktivität desto niedriger der Oberschwingungsanteil

des StromsJe größer die Anzahl der Impulse im desto niedriger der OberschwingungsanteilGleichrichter… des StromsJe länger das Einspeisekabel… desto höher der Oberschwingungsanteil

der SpannungJe größer der Transformator… desto niedriger der Oberschwingungsanteil

der SpannungJe niedriger die Impedanz des desto niedriger der Oberschwingungsanteil


Der 12-Puls-Gleichrichter besteht aus zwei parallel ge-schalteten 6-Puls-Gleichrichtern zur Versorgung der gemein-samen DC-Sammelschiene. Die Einspeisung des Gleich-richters erfolgt über einen Dreiwicklungstransformator oderzwei Zweiwicklungstransformatoren. In beiden Fällen sinddie Sekundärwicklungen der Transformatoren um 30 o

phasenversetzt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin,dass sich auf der Primärseite einige Oberschwingungen inder entgegengesetzten Phaselage befinden und somit elimi-niert werden. Theoretisch ist von der Primärseite der Trans-formatoren aus gesehen die Oberschwingung mit der nied-rigsten Frequenz die 11.

Die größten Nachteile sind die speziellen Transformatorenund höhere Kosten im Vergleich zum 6-Puls-Gleichrichter.

In Abbildung 7.3 wird auch das Prinzip eines 24-Puls-Gleich-richters dargestellt. Er besteht aus zwei parallel geschalteten12-Puls-Gleichrichtern und zwei Dreiwicklungstransforma-toren, deren Primärwicklungen um 30 o phasenverschobensind. Der Vorteil besteht darin, dass niederfrequente Ober-wellen praktisch ganz eliminiert werden, der Nachteil jedochsind die hohen Kosten. Bei einem Einzelantrieb mit hoherLeistung oder einer großen Mehrmotorenanlage kann ein 24-Puls-System die kostengünstigste Lösung bei geringsterharmonischer Verzerrung darstellen.

Abbildung 7.3 Oberschwingungen bei verschiedenenGleichrichtern (Meßwerte)

Ein phasenanschnittgesteuerter Gleichrichter wird durchAustausch der Dioden eines 6-Puls-Gleichrichters durchThyristoren realisiert. Da ein Thyristor einen Zündimpuls fürden Übergang vom nichtleitenden zum leitenden Zustandbenötigt, kann der Phasenwinkel, bei dem der Thyristorleitend wird, verzögert werden. Durch Verzögerung desZündwinkels über 90 o wird die DC-Spannung negativ. Dies

Reduzierung der Oberwschwingungen durch strukturelle Änderungen am AC-Antrieb

7.5 Verwendungeines phasen-anschnitt-gesteuertenThyristorgleich-richters

7.4Verwendungeines 12-Puls-oder 24-Puls-Dioden-Gleichrichters

6-Puls-Gleichr. 12-Puls-Gleichr. 24-Puls-Gleichr.

Ordnungszahl der Oberschwingung

InI1


ermöglicht eine Rückspeisung der Leistung von der DC-Sammelschiene in das Netz.

Werden 2 solcher Thyristorgleichrichter antiparallel ge-schaltet, so kann bei gleicher Polarität der Gleichspannungder Gleichstrom umgepolt werden.

Die Kurvenform des Stroms bei phasenanschnittgesteuertenGleichrichtern ist ähnlich der eines 6-Puls-Dioden-Gleichrich-ters, da sie jedoch die Leistung mit einem wechselndenVerschiebungsfaktor ziehen, ist der Gesamtleistungsfaktorbei Teillast relativ schlecht. Der schlechtere Leistungsfaktorverursacht einen höheren Scheinstrom und die absolutenOberschwingungsströme sind höher als bei einem Dioden-gleichrichter.

Abbildung 7.4 Oberschwingungsanteile bei verschiedenen Artender Einspeisung. Die Werte können im Einzelfall stark schwanken.

Zu beachten ist, dass durch die Phasenanschnittsteuerunggrößere Kommutierungseinbrüche verursacht werden, diePhasenlage der Einbrüche ändert sich mit dem Zündwinkel.

Eine Gleichrichterbrücke aus selbstkommutierenden Kom-ponenten bringt zusätzliche Vorteile und Möglichkeitenverglichen mit phasenkommutierten Ausführungen. Wie beieinem phasenkommutierten Gleichrichter ermöglicht dieseHardware sowohl die Gleichrichtung als auch dieRückspeisung. Die DC-Spannung und der Verschiebungs-faktor können unabhängig von der Richtung desLeistungsflusses separat geregelt werden.


7.6Verwendungeiner IGBT-Brücke

Einspeisungs-typ



IGBT-Einspeise-

einheit

StromTDH (%)

30

10

4

SpannungTDH (%)RSC=20

10

6

8

SpannungTDH (%)RSC=100

2

1.2

1.8

Kurvenformdes Netzstromes

Verzerrung in % des Effektivwerts


Die wesentlichen Vorteile sind:- Sichere Funktion auch bei Netzabsenkungen und Unter-

brechungen.- Hohe Dynamik der Antriebsregelung auch im Feldschwä-

chungsbereich in allen 4 Quadranten.- Möglichkeit, die kapazitive Blindleistung zu erzeugen und

sogar die Oberschwingungsströme der parallelen Lastenzu kompensieren.

- Ein nahezu sinusförmiger Strom bei geringem Ober-schwingungsanteil. Die Messergebnisse für einen Antriebwerden in Abbildung 7.5 dargestellt. Im Vergleich zuAbbildung 7.3 wird ein deutlicher Unterschied erkennbar.Dieser IGBT-Gleichrichter hat bei niederfrequentenHarmonischen einen sehr geringen Anteil.

- Möglichkeit der Spannungserhöhung. Bei einer niedrigenEinspeisespannung kann die Gleichspannung erhöhtwerden, um die Motorspannung über der Einspeise-spannung zu halten.

Abbildung 7.5 Oberschwingungen im Netzstrom bei einer IGBT-Eingangsbrücke

Die Oberschwingungsanteile eines AC-Antriebs könnendurch den Einsatz einer ausreichend dimensionierten Drosselam AC-Eingang oder der DC-Sammelschiene erheblichreduziert werden. Die Tendenz geht zu einer Verringerungder Umrichtergröße bei gleichzeitiger Reduzierung der Größeder Drosselinduktivität, in manchen Fällen entfällt sie ganz.Die Wirkung wird in den in der Abbildung 7.4 dargestelltenKurven sichtbar.


7.7Verwendungeiner größerenDC- oder AC-Drossel

Generatoreinheit

3~

Generatoreinheit

Ordnungszahlen

In

I1

Der Hauptnachteil sind die hohen Kosten, die sich aus derIGBT-Brücke und der zusätzlichen Filterung ergeben.


Abbildung 7.6 Einfluss der Drosselinduktivität

Das in Abbildung 7.7 dargestellte Diagramm zeigt dieAuswirkung der Größe der DC-Drossel auf dieOberschwingungen. Bei den ersten 25 Harmonischen liegtder theoretische Mindestwert der gesamten harmonischenVerzerrung (THD) bei 29%. Dieser Wert wird praktisch erre-icht, wenn die Induktivität 100 mH geteilt durch die Motor-leistung oder 1 mH für einen 100 kW Motor (415 V, 50 Hz)beträgt. Praktisch sinnvoll ist ein Wert von 25 mH dividiertdurch die Motorleistung. Dies ergibt bei einer DC-Drosselvon 0,25 mH einen meist noch akzeptablen THD-Wert vonca. 45% bei vertretbaren Kosten.

Strom bei üblichenDrosseln

Strom bei Drosselnhoher Induktivität


Re

lati

ver

Ob

ersc

hw

ing

un

gss

tro

m I

n/I

1

Abbildung 7.7 Oberwellenstrom in Abhängigkeit der DC-Induktivität

Die Spannungsverzerrung bei einer bestimmten Strom-verzerrung hängt von dem Kurzschlussverhältnis Rsc derEinspeisung ab. Je höher das Verhältnis ist, desto ge-ringer ist die Spannungsverzerrung. Dieser Zusammen-hang wird in Abbildung 7.8 dargestellt.

415 V, 50 Hz

5th

7th

11th

13th

17th

19th

23rd

25th

THD

DC-Induktivität mal Motorleistung (mH x kW)



Netzstrom 60 A, Transformatorleistung 50-315 kVA,Netzkurzschlußleistung 150 MVA

TH

D d

er S

pan

nung

(%

)

Kurzschlussverhältnis

Keine Drossel 6-PulsKleine Drossel,6-Puls

Große Drossel, 6-Puls

Große Drossel, 12-Puls

Abbildung 7.8 THD-Spannung verglichen mit dem Typ des AC-Antriebs und der Transformatorgröße

Abbildung 7.9 stellt ein einfaches Nomogramm zurSchätzung der Oberschwingungsspannungen dar. Wählen Sieauf der Kurve unten rechts zuerst die Motorleistung, danndie kVA des Transformators und fahren Sie dann horizontalzu der Diagonalen, auf der Sie dann aufwärts gehen könnenund so die Kurve finden, die für Ihre Applikation zutrifft. GehenSie dann nach links zur y-Achse und lesen Sie die harmonischeGesamtverzerrung ab.

Beispiel: Ein 45 kW Motor wird an einen ” 200kVA Transformator angeschlossen. ”THD = ca.3% bei einem “Antrieb mit großer Drossel” undca. 11% bei einem “Antrieb ohne Induktion”

Ges

amtv

erze

rrun

g de

rO

bers

chw

ingu

ngss

pann

ung

Berechnungsdaten:Nennmotor für AntriebKonstantmoment-LastSpannung 415 VWirk.grad Antrieb = 97%Netzimpedanz = 10%der Transformator-

impedanzEinspeise-

transformator(kVA)

STOP LINKS

START

LINKS

OBEN

Motor kW

Ohne DC-Indukt.spule, 6-Puls

Kleine DC-Indukt.spule, 6-Puls

Große DC-Indukt.spule, 6-PulsGroße DC-Indukt.spule, 12-Puls

Abbildung 7.9 Nomogramm für die gesamte harmonische Verzerrung



A = große DC-InduktivitätB, C = kleine DC-InduktivitätD, E = ohne DC-Induktivität

Abbildung 7.10. Oberschwingungsstrom bei unterschiedlichen DC-Induktivitäten

Die Ergebnisse aus Laborprüfungen mit Antrieben ver-schiedener Hersteller sind in Abbildung 7.10 dargestellt.Antrieb A mit einer großen DC-Drossel weist die geringsteharmonische Verzerrung des Stroms auf, Antriebe ohneDrossel haben die größte Verzerrung.


Verstimmt - einzelne AbstimmfrequenzOberhalb der abgestimmten Frequenz-OberschwingungenabsorbiertUnterhalb der abgestimmten Frequenz könnensich die Oberschwingungen verstärkenReduzierung der Oberschwingungen durch möglicheÜberkompensation bei Netzfrequenz und das Netzselbst begrenzt.

8.1AbgestimmterPassivfilter miteinem Zweig

8.2AbgestimmterPassivfilter mitmehrerenZweigen

Kapitel 8 - Andere Verfahren zurReduzierung der Oberschwingungsanteile

Abbildung 8.1 Abgestimmter Passivfilter mit einem Zweig

Dieser Filtertyp besteht aus einer Induktionsspule, die miteinem Kondensator in Reihe geschaltet ist. Der beste Platzfür einen Passivfilter ist nahe an der Oberschwingungsquelle.

Das Funktionsprinzip dieses Filters ist in Abbildung 8.2dargestellt. Dieser Filter besitzt mehrere Zweige, die aufmindestens zwei Oberschwingungen abgestimmt sind,die die niedrigsten signifikanten Frequenzen im Netz seinmüssen. Der Mehrfachfilter besitzt eine bessereOberschwingungssperre als das System mit einem Zweig.

Filtern ist eine Methode zur Verringerung der Ober-schwingungsanteile in Industrieanlagen bei einem langsamenAnstieg der harmonischen Verzerrung oder als Gesamtlösungin einer neuen Anlage. Grundsätzlich gibt es zwei Methoden:passive und aktive Filter.

Das Prinzip eines abgestimmten Passivfilters mit einemZweig wird in Abbildung 8.1 dargestellt. Ein abgestim-mter Passivfilter mit einem Zweig sollte bei einer einzel-nen Oberschwingung mit der niedrigsten Ordnungszahlverwendet werden, wenn im System ein deutlicher Ober-schwingungsstrom erzeugt wird. Bei Systemen, die haupt-sächlich eine industrielle Last versorgen, wäre dies wahr-scheinlich die fünfte Harmonische. Oberhalb der abgestim-mten Frequenz werden die Oberschwingungen absorbiert,unterhalb dieser Frequenz jedoch werden sie verstärkt.


Kapazitive Last unterhalb der abgestimmten Frequenz/induktiveLast darüberBessere Absorption der OberschwingungenÜberlegungen bei Verstärkung der Oberschwingungen durchFilterBegrenzt durch Grundschwingungsblindleistung und das Netz

Abbildung 8.2 Abgestimmter Passivfilter mit mehreren Zweigen

8.3 ExternerAktivfilter

nur Grundwelle iVerzerrung

iKompensation

Last

Aktiv-filter

Kurven der Ströme

Einspeisung

Abbildung 8.3 Prinzipdarstellung eines externen Aktivfilters

Der Aktivfilter kompensiert die von nichtlinearen Lastenerzeugten Oberschwingungen, indem er die gleichenOberschwingungen in der entgegengesetzten Phaselageerzeugt (siehe Abbildung 8.4). Externe Aktivfilter sind ambesten beim Einsatz mehrerer Antriebe geeignet. Sie sindverglichen mit anderen Verfahren relativ teuer.

Andere Verfahren zur Reduzierung der Oberschwingungsanteile

Passivfilter mit mehreren Zweigen werden häufig beigroßen DC-Antriebssystemen verwendet, bei denen einTransformator die gesamte Anlage versorgt.

Ein abgestimmter Passivfilter führt zu neuen Resonanzen,die zusätzliche Oberschwingungsprobleme verursachenkönnen. Neue Technologien in der Leistungselektronik führenzu Produkten, die die nichtlineare Verzerrung durch aktiveRegelung kontrollieren können. Diese Aktivfilter (sieheAbbildung 8.3) kompensieren die Oberschwingungen imVersorgungsnetz auf der Grundlage der zu einem beliebigenZeitpunkt erzeugten Ober-schwingungen.


Andere Verfahren zur Reduzierung der Oberschwingungsanteile

Abbildung 8.4 Kurvenformen und Oberschwingungen externer Aktivfilter

saubererEingangs-

strom

Last-strom

Aktivfilter-strom

Obe

rwel

len

Wel

lenf

orm

en


9.5 24-Puls-Gleichrichtermit 2Dreiwicklungs-transformatoren

9.4 12-Puls-Gleichrichtermit Dreiwick-lungstransformator

9.3 12-Puls-Gleichrichtermit Polycon-Transformator

9.2 6-Puls-Gleichrichtermit Drossel

9.1 6-Puls-Gleichrichterohne Drossel

Kapitel 9 - Zusammenfassung derBedämpfung von Netzoberschwingungen

Für die Bedämpfung der Oberschwingungen gibt es inner-halb und außerhalb des Antriebs viele Möglichkeiten. Allehaben Vor- und Nachteile und alle wirken sich auf die Ko-sten aus. Die beste Lösung hängt von der Gesamtbelas-tung, der Einspeisung und der bestehenden Verzerrungab.In den folgenden Tabellen werden die verschiedenen in-ternen Maßnahmen mit einem System ohne Drosselverglichen. Die Oberschwingungen werden bei 100% Lastangegeben. Die Kosten beziehen sich auf Kleinantriebe. Die12-Puls-Lösung ist bei einem Mehrfachantrieb erheblichgünstiger.

Herstellungskosten 100%Typische Oberschwingungen des Stroms.

Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 63% 54% 10% 6,1% 6,7% 4,8%

Herstellungskosten 120%. mit AC- oder DC-DrosselspuleTypische Oberschwingungen des Stroms.

Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 30% 12% 8,9% 5,6% 4,4% 4,1%


Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 11% 5,8% 6,2% 4,7% 1,7% 1,4%


Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 3,6% 2,6% 7,5% 5,2% 1,2% 1,3%


Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 4,0% 2,7% 1,0% 0,7% 1,4% 1,4%


9.6 AktiverIGBT-Gleichrichter

Zusammenfassung der Bedämpfung von Netzoberschwingungen

Herstellungskosten 250%. Bedeutungslos, wenn sowiesoeine elektrische Bremsung benötigt wird.

Typische Oberschwingungen des Stroms.

Grundwelle 5. 7. 11. 13. 17. 19.

100% 2,6% 3,4% 3,0% 0,1% 2,1% 2,2%


wobei I1 der Effektivwert des Grundschwingungsstromes ist.Der THD in der Spannung kann auf ähnliche Weise berechnetwerden. Es folgt ein Beispiel für die 25 niedrigstenOberschwingungen mit ihren theoretischen Werten:

Kapitel 10 - Definitionen

S: Scheinleistung

P: Wirkleistung

Q: Blindleistung

Rsc: Kurzschlussverhältnis definiert als Kurzschluss-leistung der Einspeisung am Verknüpfungspunktzur Nenn-Scheinleistung der betreffenden Einrichtung.Rsc = Ss / Sn.

ω1: Kreisfrequenz der Grundschwingungω1 = 2*π*f1, wobei f1 die Grundfrequenz ist(z.B. 50Hz oder 60Hz).

n: Ordnungszahl n = 2, 3, ... ∞. Harmonische Frequenzenwerden definiert als fn = n*f1.

In: Effektivwert der n-ten Harmonischen des Netz-stroms.

Zn: Impedanz bei Frequenz n*f1.

%Un: Oberschwingung der Spannung in Prozent derGrundspannung (des Netzes).

THD: Die gesamte harmonische Verzerrung im Eingangs-strom wird definiert als:


Definitionen

PWHD: Die teilweise gewichtete harmonische Verzerrungwird definiert als:

PCC: Der Verknüpfungspunkt wird in diesem Kontextdefiniert als Einspeisepunkt, der für die betref-fende Einrichtung und andere Einrichtungengemeinsam sein kann. In den Normen gibt es ver-schiedene Definitionen für den Verknüpfungspunktund noch weitaus mehr Interpretationen dieserDefinitionen in der Literatur. Die hier gewählte Defi-nition wird als die aus technischer Sicht bestebetrachtet.

PF: Leistungsfaktor definiert als PF = P/S (Leistung/Volt-Ampere) = I1 / Is * DPF (bei sinusförmigemStrom entspricht der Leistungsfaktor PF dem WertDPF).

DPF: Grundschwingungs-Verschiebungsfaktor definiertals cosφr, wobei φr der Phasenwinkel zwischendem von der Einrichtung verbrauchten Grund-frequenzstrom und der Grundfrequenz-komponente der Einspeisespannung ist.


Kapitel 11 - Index

5. Harmonische 76-Puls-Gleichrichter 7, 10, 18,19, 206-Puls-Gleichrichter, dreiphasig712-Puls-Gleichrichter 10, 18, 19,2024-Puls-Gleichrichter 18, 19

AABB 5Abgestimmter Passivfilter 24AC-Induktionsspule 21Aktivfilter 5, 24, 25American National Standard15Anlage 9, 12, 14, 15, 19, 24, 25Anschluss 12anti-parallel 20Antriebssystem 12

BBerechnung 5, 9, 10, 11, 12, 15,16, 23Bewertung derOberschwingungsanteile 16Blindleistung 21, 28

CCE-Kennzeichnung 12Computer 8

DDämpfung 26DC-Kondensator 18Drehzahlgeregelte Antriebe 8Dreiwicklungstransformator 19

EEinspeisekabel 9, 18Einspeisetransformator 9, 18Elektromagnetische Verträglich- keit (EMV) 22Elektronisches Gerät 8Elektronische Anzeige 8Elektronische Beleuchtung 8

EMV-Produktstandard 12Europäischer Wirtschaftsraum12Externe Filterung 17

FFilterung 17, 18, 21, 24Frequenz 9, 12, 13, 14, 19, 24,28, 29

GGemeinsame DC-Sammelschiene19Gesamte harmonischeVerzerrung 10, 15, 23, 28Gesamte Spannungsverzerrung11Gleichrichter 5, 6, 7, 10, 17, 18,19, 20, 26, 27Gleichrichtermodus 20Gleichstrom 18Grundfrequenz 7, 28, 29Grundschwingungs- Verschiebungsfaktor 20, 29

HHarmonische Last 6, 8, 15, 16Harmonische Verzerrung 6, 8, 9,10, 11, 12, 14, 15, 16, 19, 23, 25,28Herstellungskosten 26, 27

IIGBT-Brücke 20, 21Induktanz 17, 18, 22, 23Induktionsspule 5, 18, 21, 22, 23,24, 26Industrieanlage 12

KKommutierungseinbruch 20Kompatibilitätsgrenze 12, 13Korrekturkoeffizient 10Kundenanlage 14Kurzschlussimpedanz 9Kurzschlussleistung 9, 14, 16,17, 28Kurzschlussverhältnis 22, 28


Index

LLaborprüfung 23Leistungsfaktor 16, 20, 29Leistungsschalter 8Leistungsverteilung 6

MMessung 8

NNetzstrom 6, 18, 21Netztransformator 6

OOberschwingung 7, 19, 22, 24,25, 28Oberschwingungsgrenzwert12, 13, 14, 15, 16Oberschwingungsreduzierung17, 24, 25Oberschwingungsspannung10, 23, 28Oberschwingungsströme 6, 7,9, 10, 11, 12, 13, 15, 20, 21, 22,23, 26, 27Öffentliches Stromnetz 12

PPassivfilter 24, 25Passivfilter, mehrere Zweige 5,24, 25PHD 12PWHD 14, 28

QQuelle 6, 8, 9, 21Quellimpedanz 4, 9

RRechteckstrom 7Rückspeisemodus 20

SSanftanlasser 8Scheinleistung 28Spannung 6, 9, 10, 11, 12, 13,14, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23Spannungserhöhung 21Standard 12, 13, 14, 15, 18, 20,29Stromverzerrung, gesamt 11Strukturelle Änderung 17, 18,19, 20, 21, 22, 23

TTDD 15THD 12, 14, 22, 23, 28theoretische Oberschwingung10Thyristor 17, 19, 20Tiefpass-Filter 18

UÜberhitzung 8Umrichter 6, 9, 10, 12, 18, 20, 21Umrichterlast 6Unterbrechungsfreie Strom- versorgung 8

VVerknüpfungspunkt 15, 29Versorgungseinrichtung 14Versorgungsspannung 6, 21, 29Verzerrung, Berechnung 5, 6Verzerrung, Nomogramm 23

WWirkleistung 14, 28Wirkung 5, 6, 8, 17, 18, 21, 22Wirkung der Kommutierung 10

ZZweiwicklungstransformator 19


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ABB Automation Products GmbHStandardantriebeDudenstraße 44 - 46D - 68167 Mannheim

HotLine Vertrieb 0180 33 22 400Telefax +49 621 - 381 1777Internet http://www.abb.de/automation

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