Verfahren zur Überspannungsreduktion an wechselrichtergespeisten Maschinen - das Schirmabschlussverfahren

Steile Schaltflanken führen in dem Wicklungssystem einer elektrischen Maschine zu unsymmetrischen Spannungsverteilungen. In Verbindung mit langen Motorleitungen können durch Wanderwellenreflektionen Überspannungen der vielfachen Zwischenkreisspannung an den Maschinenklemmen auftreten. Beide Probleme überlagern sich, so dass Isolationsschäden in Folge einer Reihe von Teilendladungen bei unzureichender Isolationsgüte zu erwarten sind. Gleichtaktströme, hervorgerufen durch ein unsymmetrisches System, können ebenfalls das Antriebssystem schädigen. Es werden diverse existierende Gegenmaßnahmen vorgestellt und näher erläutert. Das innovative Schirmabschlussverfahren basiert auf der Bildung von motorseitigen Reflexionsbedingungen, so dass auf den Innenleitern einzeln geschirmter Motor-leitungen reflektierte Wanderwellen durch die negativ einkoppelnden Spannungen der hinlaufenden Wanderwellen der Schirme ausgelöscht werden. Dazu werden die maschinenseitigen Schirme abgeschlossen, während die umrichterseitigen Schirme offen bleiben. Das Verfahren wird theoretisch bewiesen und durch Versuche verifiziert. Ein Vergleich mit bereits vorgestellten Gegenmaßnahmen zeigt die Vor- und Nachteile auf. Ferner werden für die Praxis relevante Auslegungsregeln genannt.