Wann kann es zum Anstieg der Zwischenkreisspannung auf unerwartet
hohe Werte kommen?
Antwort:
Betroffen können Anlageninstallationen sein, bei denen Geräte
verbaut sind die kaum Grundlast im gesperrten Zustand im Zwischenkreis
aufweisen und an normativ nicht konformen AC-Netzen betrieben werden.
Geräte, die im gesperrten Zustand, also ohne den Betrieb des
motorseitigen Wechselrichters kaum Last am Zwischenkreis haben, erkennen Sie am
Bestellcode (z.B. i950AExxxF) auf dem Typenschild. Das F im
Bestellcode besagt, dass es um ein für den Bemessungsspannungsbereich von 400/480V
vorgesehenes Gerät handelt.
Bezogen auf die Gerätereihe i950 sind das Singleachsgeräte mit
einer Leistung ≤ 4kW die den folgenden Bestellcode haben: i95AE155F; i95AE175F;
i95AE222F; i95AE240F.
Diese Geräte verfügt über kein internes Schaltnetzteil, das
aus dem Zwischenkreis versorgt wird und somit keine Grundlast vorhanden ist.
Wird ein solches Gerät ohne Bremswiderstand an einer AC-Netzversorgung
betrieben, die durch externe Verbraucher mit Verzerrungen beaufschlagt ist, so bewirken
die in den i950-Geräten vorhandenen Y-C‘s (Kondensatoren vom Zwischenkreis zu
PE) in Verbindung mit vorgeschalteten Filtern oder Netzdrosseln einen
Spannungsanstieg im Zwischenkreis über das erwartete Maß hinaus.
Besonders auffällig ist der Effekt an AC-Netzen mit hoher
Bemessungsspannung. An AC-Netzen mit einer Bemessungsspannung von 480V kann
unter Berücksichtigung der üblichen 10% Spannungstoleranz ein max. Wert von
528VRMS erreicht werden. Durch gleichzeitig vorhandene Verzerrungen der
Netzspannung kommt es durch die vorhanden Blind-Komponenten (Y-C‘s in den Geräten,
Drossel- oder Filterkomponenten vor dem Gerät) zu einem Aufpumpen des
Zwischenkreises über den erwarteten Scheitelwert von 750V hinaus. Dieses
Aufpumpen des Zwischenkreises erfolgt aufgrund der geringen Kapazität der Y-C‘s
sehr langsam (Dauer bis zu einigen Minuten).
Beobachtet werden kann dieses Aufpumpen unter dem Index 0x6079:000
eines der am Zwischenkreis angeschlossenen Geräte. Theoretisch möglich ist ein
Anstieg der ZK-Spannung auf bis zu 800V. Ein Geräteausfall aufgrund dieses
Effektes ist nicht zu erwarten.
Abstellmaßnahmen
Welche Maßnahmen können getroffen werden, um dies
Zwischenkreisspannungs-überhöhung zu beseitigen/minimieren?
Abhängig von den Möglichkeiten in einer betroffenen Anlage gibt es
verschiedene Abstellmaßnahmen:
Maßnahme 1:
Schaffung eines den normativen Anforderungen entsprechenden Netzes.
Maßnahme 2:
Häufig ist es ausreichend die in allen Geräten vorhandenen Y-C‘s zu
deaktivieren.
Deaktivieren Sie in allen Geräten, die an den gemeinsamen
Zwischenkreis angeschlossen sind, die vorhandenen Y-C‘s. Wie das gemacht wird,
können Sie der Doku des betroffenen Gerätes entnehmen. Bei hier im Beispiel genannten
i950 erfolgt die Deaktivierung durch das Lösen beider IT-Netzschrauben im
Gerät.
Nachteilig ist bei diesem Ansatz, dass damit eine Aussage zur leitungsgebundenen
Störaussendung sich nicht mehr auf den allgemein von Lenze gemachten Messungen
abstützt.
Maßnahme 3:
Verwendung des geräteinternen Bremschoppers in Verbindung mit
einem Bremswiderstand. Der Bremschopper begrenzt den spannungsanstieg durch
kurzzeitiges choppern auf die parametrierte Bremsschopperschwelle. Die Energie,
die zu diesem sehr langsamen Anstieg der Zwischenkreisspannung führt, ist sehr
gering. Es reicht eine Grundlast von 10W/Gerät am Zwischenkreis aus, um den Anstieg
zu begrenzen. Diese Leistung muss durch den am Bremschopperausgang eines
der am Zwischenkreis vorhandenem i950 zu installierender Widerstand in Wärme
umsetzen können.
Installieren Sie den Bremswiderstand entsprechend den Vorgaben aus
der i950 Produktdokumentation.
