EMV-Ausgangsfilter-Lösungen

Im Vergleich verschiedener Konzepte für Ausgangsfilter ist der SineFormer sowohl technisch als auch wirtschaftlich die beste Lösung.

Konzept mit Motordrossel (du/dt-Drossel)

Vor- und Nachteile

• + Reduziert du/dt-Anstiegsgeschwindigkeit signifikant
• + Preisgünstige Lösung
• - Motorleitungen bis max 100 m möglich
• - Keine Geräuschverringerung des Motors
• - Geschirmte Motorleitung immer noch notwendig

Konzept mit Sinusfilter

Vor- und Nachteile

• + Reduziert du/dt-Peaks signifikant
• + Formt einen Sinus zwischen den Phasen
• + Reduzierung des Geräuschpegels
• - Weniger Wirbelstromverluste
• - Relativ teure Lösung, da weiterhin geschirmte Leitungen eingesetzt werden müssen

Konzept mit SineFormer

Vorteile

• +Motorgröße lässt sich reduzieren
• + Motorlebensdauer kann deutlich erhöht werden
• + Ungeschirmte Motorleitungen können eingesetzt werden, wodurch sich der Montageaufwand verringert, die Motorlebensdauer steigt und niedrigere Kabelkosten entstehen.
  
• + Längere Motorkabel sind möglich (Applikation bis 1000 m im Labor gemessen)
  
• + Kein Wartungsaufwand, da SineFormer ohne Zwangskühlung aufgebaut ist
  
• + Kompaktfilter (kein Baukastensystem), dadurch geringeres Volumen und Gewicht
  
• + Geringere Anforderungen an Netzfilter
  
• + Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit
  
• + Auch als Nachrüstsatz geeignet
  

Vorteile einer Lösung mit SineFormer im Vergleich zu anderen Ausgangsfilterlösungen gezeigt an beispielhaften Messergebnissen

Frequenzumrichter ohne Ausgangsfilter

Messergebnis

Frequenzumrichter mit Motordrossel (du/dt-Drossel)

Steile Strom- und Spannungsflanken am Ausgang des Frequenzumrichters werden durch die Induktivität abgeflacht und die parasitären Kapazitäten der Motorkabel werden weniger stark ge- und entladen. Motordrosseln werden hauptsächlich zum Schutz der Motorwicklungen vor Spannungsspitzen eingesetzt.

Frequenzumrichter mit Sinusfilter

Messergebnis

Auch sie sind als LC-Filter aufgebaut, ihre Grenzfrequenz liegt aber im Gegensatz zu den Motordrosseln zwischen der Ausgangsfrequenz und Umrichter-Taktfrequenz. Da das Sinusfilter hauptsächlich auf symmetrische Störungen zwischen den Leitungen wirkt, werden Störungen gegen den Schutzleiter kaum verringert. Daher muss die Motorleitung weiterhin geschirmt ausgeführt werden.

Sinusfilter reduzieren Motorgeräusche und Wirbelstromverluste und erlauben die Verwendung von Motorleitungen von deutlich mehr als 100 m Länge.

Frequenzumrichter mit SineFormer

Messergebnis

Durch die Verwendung einer Kombination aus Längsinduktivität und Gleichtaktdrossel werden die asymmetrischen Störungen soweit reduziert, dass auf die Verwendung von geschirmten Motorleitungen verzichtet werden kann.

Vergleich der Lagerströme in verschiedenen Ausgangsfilterkonzepten

Durch das Schaltverhalten der IGBTs werden hochfrequente Gleichtaktstörungen erzeugt, die sich über die Motorleitung ausbreiten und durch parasitäre Kapazitäten der Leitung und des Motors gegen Erde abfließen. Im Motor fließen die Ströme über das Motorlager und können zu einem erhöhten Verschleiß des Motorlagers führen und damit zu einen vorzeitigen Lagerschaden.

Lagerstrom ohne Ausgangsfilter

Messergebnis

Die Messungen zeigen einen hochfrequenten asymmetrischen Lagerstrom.

Lagerstrom mit Sinusfilter

Messergebnis

Lagerstrom mit SineFormer

Messergebnis

Durch die einzigartige Kombination aus Längsinduktivität und Gleichtaktdrossel lässt sich der hochfrequente asymmetrsiche Strom wirkungsvoll reduzieren. Dadurch sind geschirmte Motorleitungen unnötig. Lagerströme im Motor werden bestmöglich minimiert und die Motorlebensdauer deutlich erhöht.

Motordrosseln für Umrichter B86301U*R000/S000

Motordrosseln reduzieren die Spannungsspitzen am Motor und den du/dt‑Anstieg am Frequenzumrichterausgang

Kenndaten

• 4 bis 1500 A / 520 V
• 1% u_k
• Montagefreundlich
• Geringes Gewicht
• Kompaktes Design
• Aufbau entsprechend IEC 60076-6
• UL-zertifiziertes Isolationssystem

Sinus-Ausgangsfilter B84143V*R227/ R229/R230

Kenndaten

• 4 A bis 720 A / 520 V (-R227/-R230)
• 690 V Version: -R230-Serie bis 204 A
• Ausgelegt für Motorleitungen bis zu 1000 m
• Schmaler Aufbau ist einzigartig auf dem Markt
• UL-zertifiziertes Isolationssystem

SineFormer^®: Beste Ausgangsfilterlösung

Kenndaten

• Komplette Baureihe
  von 6 A bis 180 A / 520 V (-R127 Serie)
  von 95 A bis 320 A / 760 V (-R290 Serie)
• Kommerzielle Vorteile
  Systemkostensenkung durch Verwendung ungeschirmter Motorleitungen
  -> Automatische Kostenersparnis ab einer Motorleitungslänge von 100 m
• Technische Vorteile
  Verlängerte Motorlebensdauer, Motorgeräuschreduzierung, Deutliche Verringerung der Motorlagerströme, keine Zwangskühlung notwendig -> wartungsfrei
  Keine Rückführung zum Zwischenkreis -> zusätzliche Störquellen werden vermieden
• Installationsvorteile
  Ungeschirmte Motorleitungen sind leichter und flexibler
  -> geringerer Installationsaufwand
• Logistischer Vorteil
  Ungeschirmte Leitung ist Standardware