Technische Informationen zu
Sinusfilter

Sinusfilter sind für die Beschaltung des Ausganges von Spannungszwischenkreisumrichtern konzipiert. Sie haben die Eigenschaft, aus der pulsweitenmodulierten Ausgangsspannung eine sinusförmige Spannung zwischen den Phasen als auch zum PE-Leiter zu bilden. Die hohe asymmetrische Störkomponente wird stark herausgefiltert.

 

Analyse der Störungen am Umrichterausgang
Zunächst stellen sich die Fragen, wo entstehen bei Zwischenkreisumrichtern die HF-Ströme, welche Probleme sind hiermit verbunden und wie können diese HF - Ströme eliminiert werden? Fakt ist, diese HF-Ströme lassen sich nicht eliminieren, man kann diese Störungen nur auf ein Minimum dämpfen. Zur Veranschaulichung der Entstehung von EMV-Störungen soll folgendes Bild dienen.

 

Die Pulsweitenmodulation besteht aus Rechteckimpulsen. In einem Rechteckimpuls sind theoretisch alle Frequenzen enthalten. Die Amplitude nimmt dabei um 40dB pro Dekade ab. In der Praxis sind dies harmonische Oberwellen der Taktfrequenz und reichen bis einige 10MHz. Sie fließen über Leitungs-, Filter-, Gehäuse- und Motorkapazitäten, Schutzerde und Netzimpedanz, und bilden einen Störstromkreis.

Vergleich der Schaltung: konventioneller Sinusfilter - allpoliger Sinusfilter
Bei einem allpoligen Sinusfilter wird eine Rückführung in den Zwischenkreis realisiert. Durch die Kondensatoren im Sinusfilter besteht im HF-Bereich ein niederohmiger Strompfad zurück in den Zwischenkreis. Dadurch müssen das Filter und der Umrichter aufeinander abgestimmt werden. Bei einem Anwendungsfall musste die „Testroutine zur Überprüfung der Isolation“ durch den Hersteller im Umrichter geändert werden. Die IGBT’s werden mit einem zusätzlichen Gleichtaktstrom belastet. Um die Amplitude klein zu halten, muss die Taktfrequenz auf mindestens 8kHz eingestellt werden!

Die Leiter-Erd-Spannung U(U-PE)

Bei der Spannung zur Schutzerde liegt der entscheidende Vorteil bei dem allpoligen Sinusfilter. Denn durch das störende HF-Potential zur Erde entstehen die eigentlichen Störquellen für benachbarte Anlagen! Die Leiter-Erd-Spannung ist auch verantwortlich für Überlastung des Netzfilters bei längeren Leitungen. Diese Spannung treibt den Störstrom über parasitäre Kapazitäten.