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Ohne Nebenwirkungen

Über Netzrückwirkungen durch Zwischenkreiskondensatoren


Zwischenkreiskondensatoren (ZKK) verursachen Netzrückwirkungen – über diese These wurde von Anwendern von EC-Technik in letzter Zeit diskutiert. Besonders große Anlagen mit vielen EC-Ventilatoren in Verdampfern oder Schaltschrankkühlungen standen im Fokus des Diskurses. Das Szenario geht davon aus, dass der ZKK auch dann aktiv bleibt, wenn der Motor stillsteht. Als Lösung wird vorgeschlagen, die Geräte bei Stillstand vom Netz zu trennen. Eine genauere Betrachtung von Funktionsweise und Aufbau moderner EC-Motoren widerspricht jedoch dieser These.

Phasenspannung L1-N und Phasenstrom L1 bei einem 3 kW GreenTech EC-Motor im Stillstand

Ein EC-Motor wird über eine Steuer- und Leistungselektronik an einer Gleichspannung betrieben. Bei netzgespeisten Systemen gewinnt man diese aus einer Netzwechselspannung. Diese sogenannte Zwischenkreisspannung wird vom ZKK geglättet. Wird kein Strom aus dem Zwischenkreis entnommen, bleibt der Kondensator geladen. In diesem Betriebszustand kann es durch die Wirkung des ZKK keine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom, keine Blindleistung, keine Stromoberschwingungen und daher auch keine Netzrückwirkungen geben, da bei einem geladenen Kondensator kein Ladestrom fließt. Daher ist es auch nicht notwendig, den Motor bei Drehzahl Null vom Netz zu trennen.

Wenn jedoch Strom vom laufenden Motor aufgenommen wird, belastet der nicht lineare Ladestrom des Zwischenkreiskondensators das Netz durch sogenannte Stromoberschwingungen. Zudem verursachen die Schaltvorgänge der Leistungselektronik höherfrequente Störungen. Beide Phänomene lassen sich aber in modernen Elektroniken auf ein normverträgliches Maß reduzieren.

Zugehöriges Stromoberschwingungsspektrum des Phasenstroms L1 bei einem 3 kW GreenTech EC-Motor im Stillstand.

Gegen Stromoberschwingungen setzen wir in unseren GreenTech EC-Motoren Stromoberschwingungsfilter ein, höherfrequente Störaussendungen am Netzeingang der Elektronik verringern wir durch Netzfilter. Diese Filter sind aus Kondensatoren und Induktivitäten aufgebaut und führen zu kapazitiven Blindströmen am Netzeingang, die eine Blindleistungsaufnahme verursachen, solange die Elektronik am Netz angeschlossen bleibt. Die Wirkleistung im Bereitschaftsbetrieb zum Beispiel bei einem 3-kW-EC-Motor beträgt jedoch nur circa ein Promille seiner Nennleistung. Diese Leistung puffert zwar der ZKK, der Ladestrom dafür ist allerdings so gering, dass er verglichen mit dem Blindstrom des Netzfilters nicht ins Gewicht fällt. Die Blindstromleistung im Ruhezustand hat folglich nichts mit dem ZKK zu tun, sondern ist auf den Einsatz des Netzfilters zurückzuführen. Durch den Einsatz von modernen EC-Motoren entstehen also keine problematischen Netzrückwirkungen. Zusätzliche Regel- oder Abschalteinrichtungen sind daher nicht erforderlich. Hingegen führt zu häufiges Zu- und Abschalten zu einer Reduzierung der Gerätelebensdauer – und ist daher nur in Ausnahmefällen sinnvoll.

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