Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...
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Seite 72 6 Grundsätzliches Betriebsverhalten der <strong>Varistoren</strong> in umrichtergespeisten Antrieben<br />
ca. 3,5 µs ist der Wert der Spannung so weit gefallen, dass kein resistiver Strom mehr<br />
durch den Varistor fließt, so dass der Gesamtstrom deckungsgleich mit dem<br />
kapazitiven Strom ist. Interessanter Weise beginnt der resistive Stromfluss bei einer<br />
geringeren Spannung als er endet bzw. der resistive Strom ist unterschiedlich in<br />
positiver und negativer Flanke der Spannung, wobei der Wert bei positiver Steigung<br />
größer ist; der Varistor besitzt demnach eine Hysterese in seiner resistiven<br />
Komponente. Das deckt sich mit den Messungen bei Wechselspannung [CHei 01] und<br />
ist einer der Gründe, weswegen das Ersatzschaltbild aus Abb. 3.2 eine Vereinfachung<br />
darstellt. Insgesamt fließt resistiver Strom im hier gezeigten Fall für ca. 3,75 µs, was<br />
bedeutet, dass nur in dieser Zeit Verlustleistung im Varistor in Wärme umgesetzt<br />
werden muss.<br />
Einschwing-<br />
kapazitiver<br />
vorgang resistiver Stromfluss Stromfluss<br />
Strom / A<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
Umax<br />
i kap,4<br />
i ges,1<br />
i res,1<br />
U<br />
-2 0 2<br />
Zeit / µs<br />
4 6<br />
Abb. 6.11: Oszillogramm zur Kompensationsschaltung mit Spannung, Gesamtstrom<br />
durch einzelnen Varistor, kapazitivem Strom durch Anordnung aus vier <strong>Varistoren</strong> und<br />
kompensiertem resistivem Strom durch einzelnen Varistor<br />
Da die Leiter-Erde-Spannung ohne Varistor allerdings nicht bei jedem<br />
Spannungsimpuls den gleichen Maximalwert erreicht (vgl. Abb. 2.3 und 2.4), variieren<br />
auch die Länge und die Höhe des resistiven Stroms bei jedem Spannungsimpuls.<br />
Daher hat der Varistor bei jedem Spannungsimpuls unterschiedlich viel Spannung<br />
„wegzuschneiden“, wodurch trotz konstanter Spannungshöhe mit Varistor<br />
unterschiedlich viel Energie bei jedem Spannungsimpuls in den Varistor eingebracht<br />
wird. Wegen genau dieser unterschiedlichen Energieeinträge wird für die<br />
Verlustleistungsmessung ein Intervall <strong>von</strong> mehreren Hundert Mikrosekunden<br />
ausgewertet, um die durchschnittliche Verlustleistung im Varistor zu erhalten.<br />
400<br />
200<br />
0<br />
-200<br />
Spannung / V
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