Wissenswertes über Frequenzumrichter - · PDF fileInhaltsverzeichnis Kapitel 0:...

download Wissenswertes über Frequenzumrichter - · PDF fileInhaltsverzeichnis Kapitel 0: Einleitung Kapitel 1: Drehstrommotor Kapitel 2: Frequenzumrichter Kapitel 3: Frequenzumrichter und

If you can't read please download the document

  • date post

    07-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    250
  • download

    11

Embed Size (px)

Transcript of Wissenswertes über Frequenzumrichter - · PDF fileInhaltsverzeichnis Kapitel 0:...

  • InhaltsverzeichnisKapitel 0: EinleitungKapitel 1: DrehstrommotorKapitel 2: FrequenzumrichterKapitel 3: Frequenzumrichter und MotorKapitel 4: Schutz und SicherheitAnhang I: Allgemeine Mechanische TherorieAnhang II: Allgemeine WechselstromtherorieAnhang III: Allgemeine AbkrzungenLiteraturhinweiseStichwortverzeichnis

  • 4 INHALTSVERZEICHNIS

    InhaltsverzeichnisKAPITEL 0: EINLEITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    Vorteile der stufenlosen Geschwindigkeitsnderung . . . . . . . . . 10Steuern oder Regeln? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    KAPITEL 1: DREHSTROMMOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    Asynchronmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Stator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Rotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Schlupf, Moment und Drehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Wirkungsgrad und Verlust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Ersatzschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Drehzahlnderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Polzahlnderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Schlupfsteurung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Frequenznderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Motordaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Belastungscharakteristiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    Synchronmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Reluktanzmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

    KAPITEL 2: FREQUENZUMRICHTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

    Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Ungesteuerter Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Gesteuerter Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

    Zwischenkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

    Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Puls-Amplituden-Modulation (PAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Puls-Weiten-Modulation (PWM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Sinusgesteuerte Puls-Weiten-Modulation (PWM) . . . . . . . . . . 71Synchrones PWM-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74Asynchrones PWM-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

    Steuerkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Danfoss Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82Danfoss VVC Steuerungsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Danfoss VVCplus Steuerungsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

  • INHALTSVERZEICHNIS 5

    Allgemeines ber den Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Computer des Frequenzumrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

    Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Serielle Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Herstellerunabhngige Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

    KAPITEL 3: FREQUENZUMRICHTER UND MOTOR . . . . . . . . . . . . . . 106

    Betriebsbedingungen des Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Kompensationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Lastabhngige und unabhngige Kompensations-parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Schlupfkompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

    Momentcharakteristik des Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Stromgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Forderungen an moderne digitale Frequenzumrichter . . . 113Feldorientierte (Vektor) Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114U/f-Kennlinie und Fluvektorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Schlupfausgleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Automatische Motoranpassung (AMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Energieoptimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Betrieb in der Stromgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

    Wahl der Frequenzumrichtergre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Belastungskennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Stromaufteilung im Frequenzumrichter (cos des Motors) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Steuerung der Motordrehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Beschleunigungs- und Verzgerungsrampen . . . . . . . . . . . . . . 126Bremsbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Reversierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Rampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130berwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

    Motorbelastung und Motorerwrmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Wirkungsgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

    KAPITEL 4: SCHUTZ UND SICHERHEIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

    Zustzlicher Schutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Nullung (TN-System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Erdung (TT-System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Schutzrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Elektromagnetische Vertrglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Grundnorm (Basic Standard) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Fachgrundnorm (Generic Standard) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

  • 6 INHALTSVERZEICHNIS

    Produktnorm (Product Standard) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Verbreitungswege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Kopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145Leitungsgebundene Ausbreitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Netzrckwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Transienten/berspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Radiofrequente Strungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Geschirmte Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Blindstromkompensationsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Auswahl eines Frequenzumrichters fr drehzahlvernderbare Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

    ANHANG I: ALLGEMEINE MECHANISCHE THERORIE . . . . . . . . . . . 159

    Geradlinige Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Rotierende Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Arbeit und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

    ANHANG II: ALLGEMEINE WECHSELSTROMTHERORIE . . . . . . . . 162

    Leistungsfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653-phasiger Wechselstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Stern- oder Dr