Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 29

U/f-Steuerung
n
Drehzahl-
soll
sollwert
p
Polpaarzahl
Prinzipielles Strukturbild der U/f-Steuerung
Mit Hilfe der U/f-Kennlinie wird die Spannung in Abhängigkeit von der Frequenz verstellt, mit dem Ziel, den Fluss im
Motor unabhängig von Drehzahl bzw. Frequenz möglichst konstant auf dem Wert des Bemessungsflusses zu halten.
Bei niedrigen Frequenzen ist der ohmsche Ständerwiderstand des Motors gegenüber den Induktivitäten nicht vernach-
lässigbar, so dass hier zur Kompensation des Spannungsabfalls am Ständerwiderstand die Spannung der U/f-Kennlinie
gegenüber dem linearen Verlauf angehoben werden muss (Spannungsanhebung bzw. Boost).
Bei hohen Frequenzen wird die maximal mögliche Ausgangsspannung U
Kennlinie horizontal abknickt. Der Knickpunkt entspricht in der Regel dem Bemessungspunkt des angeschlossenen
Motors. Wird die Frequenz über den Knickpunkt hinaus erhöht, so nehmen wegen der konstant bleibenden Spannung
das Verhältnis von Spannung und Frequenz und damit auch der magnetische Fluss im Motor ab, wodurch der Motor
im Feldschwächbereich betrieben wird.
Die U/f-Steuerung steht in der Standard-Firmware der in diesem Projektierungshandbuch beschriebenen SINAMICS-
Umrichter im Antriebsobjekt Vector zur Verfügung (SINAMICS G130, G150, S120, S150). Es können die folgenden
U/f-Steuerungsarten ausgewählt werden:
•
U/f-Steuerung mit linearer Charakteristik
•
U/f-Steuerung mit parabolischer Charakteristik
•
U/f-Steuerung mit frei parametrierbarer Charakteristik
•
U/f-Steuerung für frequenzgenaue Antriebe im Textilbereich
•
U/f-Steuerung mit unabhängigem Spannungssollwert
Zur Optimierung des Betriebsverhaltens von Antrieben mit U/f-Steuerung sind in der SINAMICS-Firmware folgende
Maßnahmen implementiert:
•
Schlupfkompensation: Zur Erhöhung der Drehzahlgenauigkeit wird die Frequenz laststromabhängig adaptiert,
um den Schlupf des angeschlossenen Asynchronmotors zu kompensieren.
•
Flussstromsteuerung FCC (Flux Current Control): Zur Erhöhung der Drehzahlgenauigkeit werden Spannung
und Fluss lastabhängig adaptiert.
•
Resonanzdämpfung: Die Resonanzdämpfung bedämpft elektromechanische Schwingungen im Frequenz-
bereich bis zu einigen 10 Hz.
•
Strombegrenzungsregelung: Die Strombegrenzungsregelung verhindert das Kippen des angeschlossenen
Asynchronmotors und dient somit als Kippschutz.
Die Vorteile der U/f-Steuerung liegen in der geringen Komplexität, der geringen Empfindlichkeit gegenüber Parameter-
schwankungen, wie z. B. Widerstandsänderungen durch Erwärmung oder Wechsel des am Umrichter betriebenen
Motors, sowie in der Möglichkeit, problemlos mehrere Motoren am Ausgang eines Umrichters als Gruppenantriebe
betreiben zu können. Die Nachteile liegen in der geringen Genauigkeit und Dynamik insbesondere bei niedrigen
Drehzahlen und im Feldschwächbereich.
Grundlagen und Systembeschreibung
U
soll
U
max
f
soll
U ~ f
U/f-Kennlinie
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
U = konstant
U
soll
f
soll
f
soll
des Umrichters erreicht, so dass die U/f-
max
Netz
Umrichter
Steuer-
satz
(Leistungsteil)
U
L1
U
L2
U
L3
L L L
1 2 3
Motor
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