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Explosionsgeschützte elektrische Antriebssysteme

Arbeitsgruppe 3.63

Eine Übersicht über die bisherigen, im Volltext verfügbaren, Veröffentlichungen der Arbeitsgruppe Explosionsgeschützte elektrische Antriebssysteme:

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Titel:

Über ein Zulassungsverfahren für explosionsgeschützte, umrichtergespeiste Käfigläufer der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit"

Autor(en): C. Lehrmann
Jahr: 2006
Monat: August
Buchtitel: Über ein Zulassungsverfahren für explosionsgeschützte, umrichtergespeiste Käfigläufer der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit"
Verlag: Shaker-Verlag
Verlagsort: Aachen
Schule: Leibniz-Universität Hannover
Verschiedenes: Dissertation
ISBN: 978-3-8322-5565-7
Web URL: http://www.dr-lehrmann.net/Downloads/Dissertation/Dissertation_Lehrmann.zip
Zusammenfassung: In dieser Arbeit wird auf die zusätzlichen Verluste und Erwärmungen frequenzumrichtergespeister Induktionsmotoren unter den Aspekten des Explosionsschutzes eingegangen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Quantifizierung der umrichterbedingten Zusatzverluste in Abhängigkeit der Betriebsparameter des Motors und des Frequenzumrichters bzw. auf der Schnittstellendefinition zwischen beiden Betriebsmitteln. Durch die der Grundschwingungsspannung am Umrichterausgang überlagerten Oberschwingungen kommt es sowohl in den Wicklungen des Stators und des Rotors als auch in den magnetisch aktiven Materialien zu zusätzlichen Verlusten, deren Höhe bei heute üblichen Spannungszwischenkreisumrichtern in der Größenordnung von ca. 10 % bis 20 % der bei Bemessungsbetrieb am Netz vorhandenen Motorverluste liegt. Die Oberschwingungsverluste können als von der Belastung des Motors unabhängig angesehen werden. Eine verbindende Größe zwischen den Spannungsoberschwingungen und den Motorverlusten ist die komplexe Impedanz des Motors. Bei Kenntnis der frequenzabhängigen Motorimpedanz lassen sich die Oberschwingungsverluste rechnerisch abschätzen. Die bereits von anderen Autoren beobachtete Lastabhängigkeit der Oberschwingungsströme konnte auch bei Verwendung eines Leistungsverstärkersystems als Speisequelle verifiziert werden. Mit dem Stromanstieg bei zunehmender Belastung geht eine Umverteilung der Oberschwingungsverluste vom Rotorkäfig auf die Statorwicklung einher, dies konnte durch Untersuchungen messtechnisch belegt werden. Über Betrachtungen an einem Motor mit stablosem Rotor konnten zudem generelle Aussagen über die Aufteilung der Oberschwingungsverluste im Motor gewonnen werden.
Durch Messungen mit einer Wärmebildkamera an einem auf einem Schlittensystem montierten Induktionsmotor konnte eine Heißpunktbildung an der Rotoroberfläche ausgeschlossen werden.
Im weiteren Fortgang der Arbeit werden Untersuchungen zum drehzahlabhängigen thermischen Verhalten eigenbelüfteter, oberflächengekühlter Induktionsmotoren durchgeführt.
Basierend auf diesen Erkenntnissen wird ein neues Zulassungskonzept entwickelt, bei dem auf die Kopplung Motor – Frequenzumrichter verzichtet werden kann. Die nötige Sicherheit wird dabei durch eine Erweiterung der Software zur Umrichtersteuerung realisiert, wobei eine Kernfunktion die frequenzabhängige Ausgangsstrombegrenzung ist, mit der der drehzahlabhängigen Kühlwirkung bei eigenbelüfteten Motoren Rechnung getragen wird.

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