Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

6 Grundsätzliches Betriebsverhalten der Varistoren in umrichtergespeisten Antrieben Seite 67
6.2 Beeinflussung der Systemparameter durch den Varistor
Die Erweiterung des Leitungsabschlusses durch einen Varistor kann je nach Länge
des angeschlossenen Kabels zu unerwünschten Rückwirkungen auf den Umrichter
führen. Außerdem ändert die zusätzliche Kapazität die Impedanz des
Leitungsabschlusses. Beide Aspekte werden hier kurz vorgestellt und diskutiert.
Zur Untersuchung der Rückwirkung des Varistors auf das Betriebsverhalten des
Umrichters wurde ein Kabel in verschieden lange Teilstücke zerschnitten, und es
wurden abhängig von der Kabellänge die minimale Anstiegszeit tr, min am Umrichter und
an der Maschine ohne und mit Varistor gemessen (vgl. Abb. 6.7). Als Anstiegszeit der
Spannung wird hier das Intervall zwischen 10 % und 90 % des Spannungsmaximums
definiert. Dabei beträgt die minimale Anstiegszeit ohne Varistor am Umrichter
unabhängig von der Kabellänge etwa 100 ns, was bedeutet, dass die Kabellänge im
betrachteten Intervall keinerlei Einfluss auf das Schaltverhalten der IGBT’s hat.
Eigentlich müsste die Anstiegszeit am Umrichter geringfügig mit der Kabellänge
steigen, da die mit zunehmender Länge größer werdende Kabelkapazität den
Umrichter zusätzlich belastet [Kau 94]. Ein solches Verhalten konnte hier aber nicht
beobachtet werden.
Die minimale Anstiegszeit an der Maschine ohne Varistor nimmt mit größerer
Kabellänge zu, was durch die zunehmende Verformung des Wellenkopfes bei längeren
Kabeln erklärt wird.
Anstiegszeit / ns
1000
800
600
400
200
0
lKabel
t r, min am Umrichter mit Varistor
t r, min am Umrichter ohne Varistor
t r, min an der Maschine mit Varistor
t r, min an der Maschine ohne Varistor
0 20 40 60 80 100 120 140
Kabellänge / m
Abb. 6.7: Minimale Anstiegszeit an Umrichter und Maschine mit und ohne Varistor
abhängig von der Kabellänge, Versuchsstand 1, Kabel 3, Prüfling 1
∼