Verfügbarkeit: Moderne Stromrichterantriebe

Moderne Stromrichterantriebe: Leistungselektronik und Maschinen, Arbeitsweise drehzahlveränderbarer Antriebe mit Stromrichtern und Antriebsvernetzung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Brosch, Peter F. 1934- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Würzburg Vogel 1998
Ausgabe:	3., überarb. und erw. Aufl.
Schriftenreihe:	Vogel-Fachbuch : Kamprath-Reihe
Schlagworte:	Stromrichterantrieb
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	386 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3802317351

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adam_text	KAMPRATH-REIHE PROF. DR.-ING. PETER F. BROSCH MODERNE STROMRICHTERANTRIEBE LEISTUNGSELEKTRONIK UND MASCHINEN ARBEITSWEISE DREHZAHLVERAENDERBARER ANTRIEBE MIT STROMRICHTERN UND ANTRIEBSVERNETZUNG 3. UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE VOGEL BUCHVERLAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 5 1 EINLEITUNG 13 1.1 DER STAND DER ANTRIEBSTECHNIK 13 1.2 BESONDERE EIGENSCHAFTEN 13 1.3 QUAL DER AUSWAHL 15 1.4 GLEICHSTROM-ODER DREHSTROMLOESUNG 15 1.5 DIE KOMPONENTEN 16 2 DAS MODERNE ANTRIEBSPAKET 19 2.1 BESTIMMUNGSGROESSEN BEI DER AUSWAHL 19 2.2 MIKROPROZESSOREN SORGEN FUER WIRTSCHAFTLICHKEIT 20 2.3 ANTRIEBSBEISPIELE 21 2.4 VORTEILE DER VERAENDERBAREN DREHZAHL 22 2.5 DREHZAHLVERAENDERBARE ANTRIEBE IM VERGLEICH 23 3 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN DER ANTRIEBSTECHNIK 25 3.1 DAS GRUNDSYSTEM DES ANTRIEBS 25 3.2 PHYSIKALISCHE GESETZE 26 3.3 ANTRIEBSMOMENTE ELEKTRISCHER MASCHINEN 27 3.4 GRUNDTYPEN DER LASTKENNLINIEN (ARBEITSMASCHINEN) 31 3.5 STABILER BETRIEBSPUNKT (ARBEITSPUNKTE DES ANTRIEBS) 31 3.6 ERWAERMUNG 34 3.7 KUEHLUNG 35 3.8 ZEITKONSTANTEN 38 3.9 BETRIEBSARTEN 39 3.10 AEQUIVALENTE BELASTUNG (MITTLERE BELASTUNG) 43 3.11 MECHANISCHE UEBERGANGSVORGAENGE 44 3.12 ENERGIEUMSATZ 46 3.13 WACHSRUMSGESETZE 49 4 STROMRICHTER-KOMPONENTEN 51 4.1 VERSORGUNG UEBER STROMRICHTER 52 4.2 VENTILE: ELEKTRONISCHE LEISTUNGSSCHALTER 52 4.3 GRUNDLAGEN DER HALBLEITERTECHNIK 55 4.4 SCHUTZ VON HALBLEITERSCHALTERN 61 4.5 SIGNALELEKTRONIK 64 5 ELEKTRISCHE MASCHINEN 73 5.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN 73 5.2 ERZEUGUNG EINER KONTINUIERLICHEN DREHBEWEGUNG 76 5.3 BAUFORMEN 78 5.4 SCHUTZARTEN 78 5.5 LEISTUNGSSCHILD 78 5.6 LAGER UND SCHMIERUNG 78 5.7 DAUERMAGNETWERKSTOFFE 82 5.8 BUERSTENSTANDZEITEN 82 6 STROMRICHTERANTRIEBE MIT STROMWENDERMASCHINEN 85 6.1 GLEICHSTROMANTRIEBE MIT NETZGEFUEHRTEN STROMRICHTERN 85 6.1.1 GLEICHSTROMMASCHINE 85 6.1.1.1 AUFBAU 85 6.1.1.2 BETRIEBSVERHALTEN DER FREMDERREGTEN GLEICHSTROMMASCHINE 88 6.1.1.3 BESONDERHEITEN . 89 6.1.1.4 KENNLINIEN 90 6.1.2 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 93 6.1.2.1 UEBERSICHT 93 6.1.2.2 SCHALTUNGEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER 93 6.1.2.3 AUSGANGSSPANNUNG MIT UNGESTEUERTEN VENTILEN 96 6.1.2.4 STEUERUNG DER AUSGANGSSPANNUNG MIT STEUERBAREN VENTILEN 98 6.1.2.5 STEUERKENNLINIE 100 6.1.2.6 KOMMUTIERUNG 103 6.1.2.7 BETRIEBSKENNLINIEN 104 6.1.2.8 ARBEITSPUNKT DES ANTRIEBS 107 6.1.2.9 GLAETTUNGSMITTEL 107 6.1.2.10 NETZRUECKWIRKUNGEN 111 6.1.2.11 REGELUNG 118 6.1.2.12 BETRIEB IN DEN VIER QUADRANTEN 121 6.1.2.13 4-Q-DIAGRAMM 128 6.1.2.14 UMSTEUERVORGANG 129 6.1.2.15 UMKEHRSTROMRICHTER MIT KREISSTROM 129 6.1.2.16 STROMRICHTERBETRIEB IM FELDSCHWAECHBEREICH 132 6.2 GLEICHSTROMSTELLER (CHOPPER) 133 6.2.1 TIEFSETZSTELLER 133 6.2.2 1-QUADRANTEN-BETRIEB 133 6.2.3 4-QUADRANTEN-BETRIEB 135 6.2.4 UMSETZUNG DER BREMSENERGIE 137 6.2.5 REGELUNG 138 6.2.6 NETZRUECKWIRKUNGEN 138 6.2.7 UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS BEIM GLEICHSTROMTIEFSETZSTELLER 140 6.3 REIHENSCHLUSSMOTOR MIT WECHSELSTROMSTELLER 141 6.3.1 REIHENSCHLUSSMOTOR 141 6.3.1.1 AUFBAU 141 6.3.1.2 BETRIEBSVERHALTEN 142 6.3.1.3 PHASENSCHNITTSTEUERUNG DES REIHENSCHLUSSMOTORS 143 STROMRICHTERANTRIEBE MIT DREHFELDMASCHINEN 147 7.1 UEBERSICHT 147 7.1.1 ENTWICKLUNG DER AC-ANTRIEBE 148 7.1.1.1 AC-BEWEGUNGSANTRIEBE 148 7.1.1.2 AC-KOMPAKT-ANTRIEBE ALS BEWEGUNGSANTRIEBE 150 7.1.1.3 AC-POSITIONIERANTRIEBE 151 7.1.1.4 DREHENDE UND LINEARE AC-DIREKTANTRIEBE 151 7.2 DREHFELDMASCHINEN 153 7.2.1 AUFBAU DER DREHSTROMMASCHINEN IN DER UEBERSICHT 153 7.2.2 DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 153 7.2.2.1 AUFBAU 153 7.2.2.2 ALLGEMEINER BETRIEB 155 7.2.2.3 50-HZ-BETRIEB 156 7.2.2.4 BETRIEB MIT VARIABLER SPEISEFREQUENZ 158 7.2.2.5 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 159 7.2.2.6 ASYNCHRON-LINEARANTRIEB 160 7.2.3 DREHSTROM-SYNCHRONMASCHINE 160 7.2.3.1 AUFBAU UND 50-HZ-BETRIEB 160 7.2.3.2 BETRIEB MIT VARIABLER FREQUENZ 160 7.2.3.3 SYNCHRON-LINEARANTRIEBE 160 7.2.4 RELUKTANZMASCHINE 160 7.2.4.1 AUFBAU UND BETRIEB MIT 50 HZ 160 7.2.4.2 BETRIEB MIT VARIABLER FREQUENZ 162 7.2.5 ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE MASCHINE (EKM, AC-SERVO) 162 7.2.5.1 AUFBAU 162 7.2.5.2 BETRIEB MIT VARIABLER DREHZAHL 165 7.2.5.3 EK-SERVOMASCHINEN 165 7.2.5.4 EK-LINEARANTRIEBE 165 INHALT 9 7.2.6 GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE (GRM) 165 7.2.6.1 AUFBAU UND BETRIEB 165 7.2.6.2 EINSATZ 166 7.2.7 STROMRICHTER UND SCHRITTMOTOREN 166 7.2.7.1 AUFBAU 166 7.2.7.2 POSITIONIERBETRIEB 168 7.3 UMRICHTER MIT U- UND /-ZWISCHENKREIS 168 7.3.1 UEBERSICHT 168 7.3.2 ELEKTRONISCHE DREHFELDERZEUGUNG 169 7.3.2.1 UMRICHTERARTEN 169 7.3.2.2 AUFBAU DER ZWISCHENKREISUMRICHTER 171 7.3.3 UMRICHTER MIT SPANNUNGSZWISCHENKREIS (U-UMRICHTER) 172 7.3.3.1 DREHSPANNUNGSERZEUGUNG 172 7.3.3.2 DREHSPANNUNGEN IM LINIENDIAGRAMM 172 7.3.3.3 SPANNUNGSRAUMZEIGER 174 7.3.3.4 DREHFELD 175 7.3.3.5 REALISIERUNG DER U//-KENNLINIE BEIM U-UMRICHTER 175 7.3.4 UMRICHTER MIT STROMZWISCHENKREIS U-UMRICHTER) 177 7.3.4.1 DREHFELDERZEUGUNG BEIM/-UMRICHTER 177 7.3.4.2 STROMPULSEN 178 7.3.4.3 U//-KENNLINIE BEIM /-UMRICHTER 180 7.3.4.4 VORTEILE DER SINUS»-PULSUNG 182 7.3.4.5 STEUERBAUSTEINE 182 7.3.5 PULSVERFAHREN BEI U-UMRICHTERN 182 7.3.5.1 ALLGEMEINES ZIEL 182 7.3.5.2 ANFORDERUNGEN AN DIE VENTILSTEUERUNG 183 7.3.5.3 BLOCKBETRIEB 184 7.3.6 MODULATIONSVERFAHREN BEIM UMRICHTER 184 7.3.6.1 UNTERSCHWINGUNGSVERFAHREN (PWM, SINUS-A-MODULATION) 184 7.3.6.2 ANDERE VERFAHREN (VOLTAGE-VECTOR-CONTROL, UEBERLAGERUNGSVERFAHREN) 185 7.3.6.3 PULSERZEUGUNG IN DER STEUERUNG 185 7.3.6.4 GRENZEN 190 7.3.6.5 RAUM-ZEIGER-MODULATION (RZM, SZM) 190 7.3.6.6 HYSTERESE-STROM-MODULATION (HSM, PULSEN MIT STROM VORGAEBE, TOLERANZBANDREGELUNG) 193 7.3.7 STEUERTEIL UND SOFTWARE DER UMRICHTER 194 7.3.7.1 SOFTWARE 194 7.3.7.2 SCHNITTSTELLEN, PARAMETER UND FUNKTIONEN 196 7.3.7.3 WICHTIGE PARAMETER UND AUSWIRKUNGEN 200 7.3.8 DREHZAHL- UND DREHMOMENTREGELUNG (VERFAHREN) 205 7.3.8.1 ALLGEMEINES 205 7.3.8.2 !I//-KENNLINIENSTEUERUNG/ FREQUENZREGELUNG 206 7.3.8.3 /-STROMREGELUNG UR) 206 7.3.8.4 ALLGEMEINES ZUR DREHMOMENTREGELUNG - ENTWICKLUNG 206 7.3.8.5 FELDORIENTIERTE REGELUNG (FOR, VEKTOR»-REGELUNG) 207 7.3.8.6 DIREKTE SELBSTREGELUNG (DSR) 215 7.3.8.7 INDIREKTE SELBSTREGELUNG (ISR) 216 7.3.8.8 FOR-REGELUNG BEIM/-UMRICHTER 216 7.3.8.9 GEGENUEBERSTELLUNG DER REGELVERFAHREN 217 7.4 SONDERFRAGEN BEI UMRICHTERANTRIEBEN 218 7.4.1 ERWAERMUNG BEI UMRICHTERBETRIEB 218 7.4.2 NETZRUECKWIRKUNGEN 220 7.4.2.1 ALLGEMEINER VERGLEICH DER STROMRICHTER 221 7.4.2.2 U-UMRICHTER 222 7.4.2.3 /-UMRICHTER 226 7.4.3 BREMSBETRIEB 227 7.4.3.1 ALLGEMEINES 227 7.4.3.2 U-UMRICHTER 227 7.4.3.3 /-UMRICHTER - NUR NUTZBREMSEN 234 7.4.4 PENDELMOMENTE 235 7.4.5 GERAEUSCHE 236 7.4.6 VERGLEICH LI-UM RIEHTER GEGEN I-UMRICHTER 237 7.5 SONDEREINSATZ VON UMRICHTERANTRIEBEN 239 7.5.1 ENERGIEEINSPARUNG 239 7.5.2 BETRIEB AM IT-NETZ - KEINE UNTERBRECHUNG 240 7.5.3 GLEICHLAUF - ELEKTRONISCHES GETRIEBE, KURVENSCHEIBE USW. 240 7.5.4 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 242 7.6 UMRICHTER UND ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE MASCHINE 242 7.6.1 ENTWICKLUNG UND EINSATZ 242 7.6.2 ARBEITSWEISE DER EK-MASCHINE 244 7.6.2.1 BLOCKSTROM 244 7.6.2.2 SINUSSTROM 245 7.6.2.3 VERGLEICH: BLOCKBETRIEB UND SINUSBESTROMUNG 245 7.6.3 GEBERSYSTEME 245 7.6.4 KENNLINIEN DER EK-MASCHINE 251 7.6.5 STROMRICHTEREINHEIT UND REGELUNG 252 7.7 UMRICHTER UND GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE» (GRM) 253 7.8 DREHSTROMSTELLER UND DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 253 7.8.1 ARBEITSWEISE UND EINSATZMOEGLICHKEITEN 253 7.8.2 STELLER ALS SANFTAWLAUFGERAET 254 7.8.3 STELLER ALS SANFTAUSLAUFGERAET 255 7.8.4 ELEKTRONISCHE KUSA-SCHALTUNG 255 7.8.5 BETRIEB MIT VARIABLER DREHZAHL 256 7.8.5.1 GESTEUERTER BETRIEB 256 7.8.5.2 GEREGELTER BETRIEB MIT SPANNUNGSDOSIERUNG 258 7.8.6 GRENZEN DES BETRIEBS 258 7.8.7 VERLUSTE BEI BELASTUNG 260 7.8.8 ARGUMENTE FUER DEN EINSATZ 260 7.8.9 ENERGIESPARFUNKTION 261 7.9 STROMRICHTERANTRIEBE MIT SCHLEIFRINGLAEUFERN 261 7.9.1 UNTERSYNCHRONE STROMRICHTERKASKADE (USK) 261 7.9.1.1 ARBEITSWEISE 261 7.9.1.2 BEMESSUNG 263 7.9.2 SCHLEIFRINGLAEUFER MIT PULSWIDERSTAND R 264 7.9.3 DOPPELTGESPEISTER SCHLEIFRINGLAEUFER 264 7.10 STROMRICHTER UND SCHRITTMOTOREN 266 7.10.1 POSITIONIEREN MIT SCHRITTMOTOREN 266 7.10.2 BETRIEB UND ANSTEUERUNG 267 7.10.2.1 BLOCKBESTROMUNG 267 7.10.2.2 SINUSBESTROMUNG 267 7.10.2.3 KENNLINIEN 273 7.10.2.4 STEUERUNG 276 7.11 STROMRICHTER-AC-DIREKTANTRIEBE 276 7.11.1 MASCHINE UND MECHANIK 276 7.11.2 ELEKTRONIKSTEUERUNG 277 7.11.3 DIREKTE LINEARANTRIEBE 277 7.11.3.1 AUFBAU 277 7.11.3.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE 277 7.11.4 DIREKTE DREHANTRIEBE 277 7.11.4.1 AUFBAU 277 7.11.4.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE 278 7.12 ANTRIEBE IM VERGLEICH 279 7.12.1 BEWEGUNGSANTRIEBE 279 7.12.1.1 ANLAUF 279 7.12.1.2 WERTUNG 282 7.12.2 POSITIONIERANTRIEBE 282 7.12.2.1 DATEN 282 7.12.2.2 WERTUNG UND TREND 283 INHALT 11 ANTRIEBSVERNETZUNG BEI STROMRICHTERN 285 8.1 EINLEITUNG 285 8.2 PRODUKTIONSFAKTOR INFORMATION 286 8.3 FREQUENZUMRICHTER ALS INTELLIGENTER BUSTEILNEHMER 287 8.4 FELDBUSSYSTEME 287 8.4.1 TOPOLOGIE 287 8.4.2 DATENAUSTAUSCH UND PROTOKOLL 288 8.4.3 BEISPIEL: INDUSTRIE-BUSSYSTEME (OFFENE SYSTEME) 290 8.4.4 BEISPIEL: FIRMENSPEZIFISCHE KOMMUNIKATION 290 8.4.5 BUSSYSTEM-NUTZERGRUPPEN 291 8.5 INDUSTRIEPRAXIS 292 8.5.1 BECKHOFF-II/O-LIGHTBUS-SYSTEM 294 8.5.2 CAN (CONTROLLER AREA NETWORK) 295 8.5.3 INTERBUS-S (FIRMA PHOENIX CONTACT) 295 8.5.4 PROFIBUS 297 8.5.5 BEISPIEL: MUSTERFERTIGUNG 297 8.5.5.1 EINBINDUNG DER ANTRIEBE IN DIE BETRIEBSHIERARCHIE 297 8.5.5.2 UMRUESTUNG PER SOFTWARE 297 8.5.5.3 STOERMELDUNG UND INBETRIEBNAHME 297 8.6 VERGLEICH UND ENTSCHEIDUNG 297 8.7 VORTEILE DER VERNETZUNG 299 AUSWAHL UND BEMESSUNG DREHZAHLVERAENDERBARER STROMRICHTERANTRIEBE 301 9.1 ALLGEMEINE HINWEISE 301 9.2 HINWEISE ZU NETZDROSSELN UND NETZTRANSFORMATOREN 302 9.2.1 DROSSELN 302 9.2.2 NETZTRANSFORMATOREN 302 9.3 CHECKLISTEN ZUR FESTLEGUNG DER ANTRIEBSDATEN 302 9.3.1 NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER UND GLEICHSTROMMASCHINE 305 9.3.2 U-UMRICHTER UND DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 305 9.3.3 POSITIONIERANTRIEBE 305 9.3.4 KOMMUNIKATIONSSCHNITTSTELLE 9.4 MASCHINENDATEN 307 9.5 FALLBEISPIELE 307 9.5.1 MECHANIK (HUBANTRIEB) 307 9.5.2 GLEICHSTROM (AEQUIVALENTER STROM, B6GC) 307 9.5.3 DREHSTROM (STELLER UND DAM, UMRICHTERANTRIEB) 308 9.5.4 EK-MOTOR (POSITIONIERANTRIEB, DREHTISCHANTRIEB) 310 9.5.5 SCHRITTMOTOR (POSITIONIERANTRIEB, VORSCHUBANTRIEB) 312 9.6 NORMEN UND VORSCHRIFTEN 315 9.7 KLEMMENKENNZEICHNUNG 315 9.8 DC/AC-LISTENPREISE 315 MESSUNGEN AN DREHZAHLVERAENDERBAREN STROMRICHTERANTRIEBEN (STROMRICHTERMESSTECHNIK) 319 10.1 MESSUNGEN ALLGEMEIN 319 10.1.1 BESONDERHEITEN 320 10.1.2 ALIASING-EFFEKT 320 10.1.3 GERAETEANZEIGE 321 10.2 ELEKTRISCHE MESSUNGEN AM ANTRIEB 322 10.2.1 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 322 10.2.2 UMRICHTER UND DREHSTROMSTELLER 322 10.2.2.1 VORBEMERKUNG 322 10.2.2.2 MESSUNGEN AM STROMRICHTER 326 10.3 MECHANISCHE MESSUNGEN AM ANTRIEB 329 10.3.1 DREHZAHL UND DREHMOMENT 329 10.3.2 LAGERSCHWINGUNGEN 334 10.3.3 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 334 10.3.4 ERWAERMUNGSMESSUNGEN 334 10.4 SIMULATION 334 A J _ JLIIIIAII 11 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 337 11.1 GESETZ ZUR ELEKTROMAGNETISCHEN VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 337 11.2 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT 337 11.3 URSACHE UND AUSBREITUNG DER STOERUNGEN BEI FREQUENZUMRICHTERN 338 11.4 STOERFESTIGKEIT UND ENTSTOERUNG 339 11.4.1 LEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 339 11.4.2 NICHTLEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 339 11.5 NEUBESCHAFFUNG 339 11.6 MESSUNGEN 341 11.7 ANSCHLUSSHINWEISE 343 FONNELZEICHEN (AUSWAHL) 345 ANHANG 349 ENTWICKLUNG DER ANTRIEBSDATEN 349 WELTWEITE SPANNUNGSSYSTEME (AUSWAHL) GLEICHSTROMANTRIEBE (DC) 351 BEMESSUNGSGLEICHSPANNUNGEN FUER DC-ANTRIEBE (2 Q UND 4 Q) 351 DATEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER 351 DATEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER, EINFLUSS DER BELASTUNGSKLASSEN, MODULKENNDATEN 352 ABMESSUNGEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER 353 DATEN VON GLEICHSTROMMASCHINEN 354 DATEN VON DC-SERVOANTRIEBEN (MOTOREN) 358 DREHSTROMANTRIEBE (AC) 359 KOMPONENTEN EINES UMRICHTERANTRIEBS 359 DATEN EINER UMRICHTERREIHE MIT !I//-KENNLINIENSTEUERUNG UND GEBERLOSER FELDORIENTERTER REGELUNG BEMESSUNGSDATEN REIHE 8200 (AUSZUG) 360 BEMESSUNGSDATEN REIHE 8210 (AUSZUG) 361 DATEN VON FREQUENZUMRICHTERN MIT ABMESSUNGEN 362 DATEN VON NETZRUECKSPEISEEINHEITEN (BAUREIHE A, NETZFILTERDROSSELN: OPTION) 363 ABSOLUTE GRENZDREHZAHLEN VON ASYNCHRONMASCHINEN 363 NORMMOTOREN MIT 1500 MIN 1 1LA5/1LA6 364 DATEN VON DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINEN (SYNCHRONE DREHZAHLEN: 3000 MIN 1 ,1500 MIN -1 ,1000 MIN -1 ) 365 DATEN VON STELLERN (W1C - ELEKTRONISCHES KUSA-GERAET, W3C - SANFTANLAUF- UND -AUSLAUFGERAETE, GLEICHSTROMBREMSGERAETE) 368 DATEN VON SERVOUMRICHTERN 370 DATEN VON SERVOMASCHINEN (BAUART: ASYNCHRON UND SYNCHRON) 371 LITERATURVERZEICHNIS 373 INSERENTENVERZEICHNIS 377 STICHWORTVERZEICHNIS 379
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