Reflektierte Wellen und dielektrischer Abbau in VFD-gespeisten Mittelspannungsmotoren
Technische Analyse des dielektrischen Abbaus und der Teilentladungen in Mittelspannungsmotoren durch reflektierte Wellen von VFDs.
Physik der elektromagnetischen Wellenausbreitung in VFD-Kabeln
Die Integration von Frequenzumrichtern (VFD) mit IGBT-Technologie hat die Drehzahlregelung von Mittelspannungsmotoren revolutioniert. Die hohe Schaltgeschwindigkeit dieser Halbleiter erzeugt jedoch extrem steile Spannungsflanken (dV/dt zwischen 1 und 10 kV/μs). Wenn sich diese Impulse über das Kabel ausbreiten, verhält sich das Kabel wie eine Übertragungsleitung mit verteilten Parametern.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit v ist definiert als:
Wenn die Welle die Motorklemmen erreicht, stößt sie auf eine Impedanzdiskontinuität, da die Motorimpedanz (Zm) wesentlich größer ist als die Kabelimpedanz (Zc). Dies führt zu einer Reflexion der Spannungswelle mit einem Reflexionskoeffizienten nahe +1, wodurch sich die Spannung an den Motorklemmen theoretisch verdoppelt.
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