du/dt-Drosseln

Diese Drosseln sind so konzipiert, dass sie die steilen Schaltflanken am Umrichterausgang auf ein für den Motor unschädliches Maß begrenzen. Die Spannungsspitzen, die durch die schnellen Schaltzeiten der IGBTs (Taktfrequenzen von bis zu 16 kHz oder mehr) hervorgerufen werden, können im ungünstigen Fall du/dt-Werte von 12 kV/s erreichen (nach VDE 0530 sind je nach Motortyp 500-1000 V/s zulässig). Dieser Wert ist von Faktoren wie dem Ausgangssignal des Umrichters, der Leitungslänge und Verlegung sowie vom Kabeltyp abhängig.

Die kurzen Spannungsanstiegszeiten können zur Schädigung der Motorisolation und somit zur vorzeitigen Alterung der Motoren führen, worauf speziell bei älteren Modellen, welche nicht explizit für den Umrichterbetrieb ausgelegt wurden, zu achten ist. Um die angeschlossenen Motoren zu schonen und einen dauerhaften, sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist eine Begrenzung dieser Schaltflanken unbedingt erforderlich. Die du/dt-Drossel wird bevorzugt bei kurzen Motorleitungslängen eingesetzt. Bei längeren Motorleitungen empfiehlt sich aus wirtschaftlicher Sicht der Einsatz eines Sinusausgangsfilters.

Ferritringe und stromkompensierte Drosseln

Der Ferritring wird häufig zur Entstörung von Motor- oder Signalleitungen eingesetzt. Durch seine minimalen Abmessungen kann er unkompliziert in die Leitungen integriert werden. Außerdem lassen sich die Ringkerne, auch nachträglich, mit wenig Aufwand in vorhandene Leitungsnetze einbinden.

Die Wirksamkeit ist dabei abhängig vom Kernmaterial (AL-Wert) der Ferrite sowie von der Anzahl der Wicklungen auf dem Kern. Wird eine Leitung nur einmal durch den Kern geführt, entspricht dies einer Windung. Je mehr Windungen, desto höher wird die Induktivität. Hierbei muss unbedingt berücksichtigt werden, dass eine zu hohe Windungszahl die Entstörwirkung der Drossel aufheben kann (Sättigungseffekte). Gegebenenfalls sollten mehrere Kerne hintereinandergeschaltet werden und die Leitungen nur wenige Male durch die Ringkerne geführt werden.

Meist werden die Ferritringe stromkompensiert bewickelt eingesetzt, um asymmetrische Störgrößen (sog. Gleichtaktstörungen) auf den Leitungen zu unterdrücken und um parasitäre Ableitströme der Leitungsschirme (besonders bei langen Motorleitungen) sowie Motorlagerströme zu bedämpfen.

Bei einer stromkompensierten Bewicklung heben sich die Magnetfelder des niederfrequenten Betriebsstromes (meist 50 oder 60 Hz) gegenseitig auf, hingegen ist sie für die hochfrequenten Störströme sehr wirksam bzw. stellt für diese einen hohen Widerstand dar. Beim Einsatz in Motorleitungen ist darauf zu achten, dass die Ringkerne so nah als möglich an der Störquelle (z. B. Frequenzumrichter oder Servo-Umrichter) angebracht werden und nur die drei Motorphasen (ohne Schutzleiter und Leitungsschirm) „gleichsinnig“ durch den Kern geführt werden, andernfalls ist die Dämpfung nur sehr gering.