Schaltfrequenz des Antriebsreglers - Kriterien zur Einstellung der Schaltfrequenz (C00018)

Frage:
Welche Faktoren sind bei der Auswahl der Schaltfrequenz (C0018) des Antriebsreglers zu berücksichtigen?

Antwort:
Bei der Einstellung der Schaltfrequenz muss ein Kompromiss zwischen einer geringen Geräuschemission und optimierten Wärmeverlusten in der Antriebseinheit (Antriebsregler und Motor) gefunden werden. Schaltfrequenzen von 16 kHz werden in der Regel nur dann gewählt, wenn ein geräuschoptimierter Betrieb erforderlich ist (z. B. bei Bühnenantrieben in der Theatertechnik).

Das Erhöhen der Schaltfrequenz (C0018) bewirkt:

• reduzierte Geräuschentwicklung => geringere Wahrnehmung durch den Menschen
• Vergrößerung der Schaltverluste der Leistungshalbleiter (IGBT) => stärkere Erwärmung des Antriebsreglers => Derating des Ausgangsströme
• Erhöhung der Ableitströme (Anzahl der Impulse)
• Verringerung des Oberschwingungsgehaltes des Motorstroms => Reduzierung der Motortemperatur

Das Reduzieren der Schaltfrequenz bewirkt das entgegengesetzte Verhalten.

Für Antriebsregler gilt:
Grundsätzlich sollte das Verhältnis der Schaltfrequenz zur maximalen Ausgangsfrequenz den Wert von ca. 25:1 nicht unterschreiten (z. B. Schaltfrequenz = 8 kHz und die maximale Ausgangsfrequenz = 320 Hz).
Bei Verwendung von Sinusfiltern bzw. Sinusentstörfiltern ist die mindestens erforderliche Schaltfrequenz von 4 kHz (bei Sinusfiltern) bzw. 6 kHz (bei Sinusentstörfiltern) zu beachten. Eine Unterschreitung dieser Mindestfrequenz kann aufgrund von auftretenden Resonanzen mit dem Filter zu Schädigungen des Antriebsreglers führen. Für Servoregler ist dieser Hinweis nicht relevant, da bei stromgeregelten Systemen Filtermaßnahmen zwischen Motor und Antriebsregler i.d.R. nicht eingesetzt werden können.

Bei der Verwendung von FI-Schutzschaltern (RCDs) kann ggf. durch eine Erhöhung der Schaltfrequenz (C0018) das Auslösen des RCD unterbunden werden, weil RCDs vom Typ B aufgrund ihres Frequenzganges auf höher frequente Ableitströme unempfindlicher reagieren.

Weiterführende Informationen:

• 'Lagerströme reduzieren, mögliche Maßnahmen' siehe Dok-ID 200403711
• 'Ableitstrom, Antriebsregler und allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) (RCD), Typ B oder B+ ' siehe Dok-ID 201005329