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Frequenzumrichter von Sieb & Meyer

Drei-Level-Technologie versus LC-Filter

29. Januar 2019, 15:41 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Drei-Level-PWM in Kombination mit Schaltfrequenzerhöhung

Alternativ besteht auch hier die Möglichkeit, die Drei-Level-Technologie einzusetzen. Dabei werden die Leistungshalbleiter der Endstufen technologiebedingt nur mit der Hälfte der Spannung beaufschlagt, wie sie bei der Zwei-Level-Technologie vorkommen. Somit ist es möglich, mit Leistungshalbleitern zu arbeiten, die für wesentlich geringere Spannungen ausgelegt sind und damit technologiebedingt auch noch schneller schalten. Das Resultat: In der Endstufe entstehen weniger Schaltverluste, und die Schaltfrequenz lässt sich deutlich erhöhen. Gleichzeitig wird der Motor im Vergleich zur Zwei-Level-Technologie nur mit 50 Prozent der Spannungssprünge belastet. Allein durch den Einsatz der Drei-Level-Technologie lassen sich die im Rotor entstehenden Verluste um etwa 75 Prozent reduzieren. Nutzt man nun beides, Drei-Level-Technologie und Schaltfrequenzerhöhung, lassen sich die im Rotor entstehenden Verluste um bis zu 90 Prozent senken. LC-Filter können dann häufig komplett entfallen.

Hieraus folgt, dass Umrichter mit Drei-Level-PWM in vielen Applikationen geeignet sind, um LC-Filter einzusparen. Lange Motorleitungen sind kein Hindernis, und auch die Qualität des Motorstroms verbessert sich deutlich. Im Rotor entstehen weniger Verluste (Wärme), was besonders für schnelldrehende Motoren sehr von Vorteil ist. Der Platzbedarf und das Gewicht des Gesamtpakets verringern sich, und die Flexibilität in der Anwendung steigt.