Überlastungsüberwachung

Überlastungsüberwachungmodelle werden verwendet, um zu gewährleisten, dass die Einspeisemodule, Ballastmodule, Umrichter und Motoren nicht überhitzen, wenn sie für längere Zeit unter Überlastbedingungen (Anwendungsistwert > fortlaufender Sollwert) laufen. Die Werte für Dauerleistung sowie für Grenzeffektivstrom und -drehmoment decken die meisten Bedingungen ab. Wenn die Durchlaufzeit jedoch sehr lang ist, können die Grenz- und Durchschnittswerte herabgesetzt werden. Die Überlastungsüberwachung trägt dieser Situation durch Verwendung eines exponentiell gewichteten Zeitfaktors zum Überlastwert (dem Einsatzfaktor U) Rechnung.

  • Für die Einspeisemodul gilt das Pxt-Modell
    • Einsatzfaktor U = P(t) / Pcont x 100%
    • Pcont: Einspeisung Dauer-Nennleistung
  • Für die Umrichter gilt das Ixt-Modell
    • Einsatzfaktor U = I / Icont x 100%
    • Wenn der Motor ist im Stillstand, verwendet [Icont x 2/3]
    • Icont: Umrichter Dauer-Nennstrom
  • Für die Motor gilt das I2t-Modell
    • Einsatzfaktor U = (I / In)² x 100%
    • Bei Motorstillstand mit [Io x 2/3] statt [In]
    • In: Motor Dauer-Nennstrom bei Nenndrehmoment und Drehzahl
    • Io: Motornenndauerstrom im Stillstand
  • Für die Ballastmodul gilt das Bxt-Modell
    • Einsatzfaktor U = P / Pcont x 100%
    • Pcont: Ballast Dauer-Nennleistung

Die Überlastmodelle Pxt und Ixt basieren auf die Datenbankvariablen Überlastzeit (tOL) und Überlastzyklusdauer (tOLC) und sind im folgenden Diagramm dargestellt:


Beispielszenario: Umrichterüberlast unter Verwendung von Ixt

Daher beträgt der Umrichtereinsatzwert U = 10A / 7,5A x 100% = 133%. Da U > 100% befindet sich der Umrichter in einem Überlastzustand. Es sei festgehalten, dass 10A lediglich 50% des maximalen Ausgangsstroms des Umrichters darstellen. Wie in dem Schaubild unten gezeigt erreicht der Ixt-Wert in diesem besonderen Fall seinen Höchstwert bei 84%, so dass der Umrichter unterhalb seiner maximalen Sollinnentemperatur arbeitet.

Als nächstes betrachten Sie dasselbe Szenario wie oben, mit der Ausnahme, dass die Beschleunigungs- und Abbremsdauern von 1,5s auf 3s steigen. In diesem neuen Szenario überschreitet der Ixt-Wert des Umrichters 100% und erreicht einen Höchstwert von 107%. Das impliziert, dass der Umrichter überhitzt wird. Entweder muss der Umrichter vergrößert oder die Anforderungen der Anwendung verringert werden. Der Hauptpunkt ist hierbei, dass der Umrichter bei 133% seines Dauerbetriebsstromwertes noch funktioniert (Auslastung, U = 133%). Der Unterschied besteht in der Dauer des Überlastzustandes.

Das tatsächliche Ixt-Modell zu dem oben dargestellten Szenario wird unten abgebildet. Bei U = 133% erreicht der Ixt-Wert die 100%-Marke bei 2,9 s, was mit den obigen Ergebnissen übereinstimmt.

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