Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

Seite 56 5 Versuchstechnik und verwendetes Material
Die Verbindung zwischen PC und Oszilloskop wurde über eine 10 MBit/s Ethernet
Schnittstelle realisiert, um die große Datenmenge von 4 Megapunkten pro Messung
möglichst schnell bewältigen zu können. Ein Messzyklus einschließlich
Datenerfassung, Übertragungszeit, Rechenzeit und Auswertezeit dauerte danach ca.
vier Sekunden, was in Anbetracht der Datenmenge ein akzeptabler Wert ist.
Neben den elektrischen Größen wird auch die Temperatur am Prüfling mit überwacht:
Dabei wird das Signal des Messfühlers [SMT 09] über eine Datenerfassungskarte
[NI 09] an den PC übergeben und dort ausgewertet. Zum einen wird so ein
maßgeblicher Parameter mit erfasst, zum anderen kann sichergestellt werden, dass
bei Überschreiten einer Maximaltemperatur das Antriebssystem abgeschaltet wird, um
bei Bedarf die thermische Zerstörung des Prüflings zu verhindern.
Wie in Abb. 5.4 angedeutet, wird der Strom durch den Varistor auf Hochpotential vor
dem Spannungsabgriff gemessen, um wirklich den gesamten Strom zu erfassen, der
im realen Betriebsfall durch den Varistor fließt. Ferner ist für eine korrekte
Strommessung entscheidend, im gesamten System nur einen Erdungspunkt zu haben,
um das Ausbilden von Erdschleifen zu vermeiden. Daher sind für alle externen
Spannungsvorsorgungen im Messkreis Trenntransformatoren vorgesehen. Darüber
hinaus ist es wichtig, die Steuerung des Umrichters vom PC aus galvanisch getrennt
über Optokoppler oder Relais vorzunehmen, damit die einzige Erdverbindung zwischen
Messkreis und Umrichter weiterhin über das Motorkabel führt.
Das System zur Bestimmung der Verlustleistung bei 50-Hz-Wechselspannung ist in
Abb. 5.5 gezeigt. Als Spannungsquelle dient ein Transformator, dessen
Primärspannung über einen Stelltransformator eingestellt wird. Der Stelltransformator
wird primärseitig zwischen Phase und Nullleiter des Spannungskonstanters geschaltet,
um auch hier eine konstante Spannung zu garantieren. Die Spannung über dem
Varistor wird wiederum mit einem Tastkopf wie oben beschrieben gemessen. Die
Strommessung erfolgt hier über einen 100-Ω-Shunt, der in den Erdpfad des Varistors
geschaltet ist. Sowohl Spannung als auch Strom werden von einem
Zweikanaloszilloskop Tektronix TDS 210 mit einer Bandbreite von 60 MHz und einer
Speichertiefe von 5000 Punkten gemessen. Die Initialisierung des Oszilloskops sowie
die Auswertung der gemessenen Signale erfolgt wiederum mit einem PC und der
Software Labview. Da in diesem Fall die Datenmenge mit maximal 5000 Punkten pro
Messzyklus deutlich geringer ist als im vorher beschriebenen Fall, genügt hier die
Verbindung über eine serielle Schnittstelle.