Notwendigkeit Des Überspannungsschutzes Bei Hoher Emk Des Synchronmotors - Siemens SINAMICS S120 Systemhandbuch

Motorbezogene Umrichterparameter und damit verbundene Anforderungen an die Motorqualität
4.27 Maximaldrehzahl
4.27.2 Notwendigkeit des Überspannungsschutzes bei hoher EMK des
Synchronmotors
Um im Falle eines Synchronmotors eine schädliche Aufladung des Zwischenkreissystems durch
den rückspeisenden Motor zu verhindern, muss der Anwender für einen Spannungsschutz
sorgen, falls die theoretisch generatorisch erzeugte Klemmenspannung bei Maximaldrehzahl
oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegen kann. Bei SINAMICS-Applikationen besteht
der Spannungsschutz im Ankerkurzschluss (Kurzschluss der Motorklemmen). Dem Anwender
obliegt es dabei, für die Funktion des Ankerkurzschlusses zu sorgen.
Hinweis
Bei Booksize Leistungsteilen kann der Ankerkurzschluss entweder über ein externes
Kurzschlussmodul, das VPM (Voltage-Protection Module) oder die interne Kurzschlussfunktion
des Leistungsteils realisiert werden.
Die meisten Synchronmotoren erzeugen einen transienten Kurzschlussstrom, der eine
Überdimensionierung des Leistungsteils erfordern würde, um die interne Kurzschlussfunktion
des Leistungsteils zu nutzen. Die Verwendung eines VPM ist daher häufig die wirtschaftlichere
Lösung.
Für Chassis-Leistungsteile sind keine externen VPMs verfügbar.
Siehe Funktionshandbuch (FH1) Kapitel "Interner Spannungsschutz".
Der Schwellwert, ab dem die Einrichtung eines Spannungsschutzes erforderlich ist, richtet sich
nach der verwendeten Leistungsteilfamilie.
• Booksize: 820 V
• Chassis: Abhängig von der Spannungsklasse (jedoch nicht unter 820 V)
Der Motorhersteller muss prüfen, ob die theoretisch erreichbare, generatorisch erzeugte
Klemmenspannung bei Maximaldrehzahl einen Scheitelwert (nicht Effektivwert) von 820 V
überschreiten kann. Grundlage der Prüfung ist ein Betriebszustand
• mit offenen Klemmen
• bei größter zugelassener Drehzahl
• mit größter EMK-Konstante (sie ergibt sich üblicherweise bei kaltem Läufer)
Kann der so ermittelte Scheitelwert 820 V überschreiten, muss der Motorhersteller:
• Den Kunden darüber informieren, dass voraussichtlich eine Spannungsschutzmaßnahme
notwendig sein wird.
• Die maximale Höhe der Klemmen-Scheitelwertspannung im Datenblatt nennen.
• Den Motor so auslegen, dass er bei Maximaldrehzahl kurzschließbar ist. Dieser Aspekt wird
im nachfolgenden Kapitel vertieft.
Hinweis
Scheitelwert der Klemme-Klemme Spannung
Bei dem Schwellwert von 820 V handelt es sich um den Scheitelwert der Klemme-Klemme
Spannung. Das entspricht einem Effektivwert von 580 V
76
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eff Klemme-Klemme
Anforderungen an Fremdmotoren
Systemhandbuch, 01/2021, 6SL3097-5BE00-0AP3