Motorschonende Komplettlösung für E-Mobility und Industrial

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TDK Electronics AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Ferritkerne erhöhen die Lebensdauer von Motoren

Am Ausgang des Inverters treten durch die steilen Schaltflanken Spannungsspitzen auf, die durch die parasitäre Induktivität der Motorleitungen noch überhöht werden können. Unter ungünstigen Umständen führen die Spannungsspitzen zu Überschlägen in den Motorwicklungen und zerstören diese.

Gleichzeitig führt die Schaltfrequenz des Inverters zu höherfrequenter Beaufschlagung der parasitären Kapazitäten zwischen den Wicklungen und Gehäusen (Massepotenzial) der Elektromotoren. Dies wiederum führt zu Ableitströmen, die durch die Motorlager fließen und Funkenbildung verursachen.

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Bild 2: Das IGBT-Modul HybridPACK1-DC6 ist für 705 V und 400 A ausgelegt. Durch sechs DC-Anschlüsse ist dieses Design sehr niederinduktiv.(Bild: TDK)

Bild 3: Deutliche Senkung der Überspannung; aufgrund der geringeren Spannungsspitzen beim Schalten werden IGBT-Modul und Motor geschont.(Bild: TDK)

Bild 4: Platzsparender EPCOS-Zwischenkreiskondensator; mittels der PCC-Technologie wird ein Füllfaktor von fast 1 erreicht.(Bild: TDK)

Bild 5: Die Anschlüsse der DC-Hochvolt-Filter-Version P001316 sind so geformt, sodass sie sich direkt mit dem EPCOS-DC-Link-Kondensator verbinden lassen. Ergebnis sind Platzeinsparung, geringe Induktivität und kleine Übergangswiderstände.(Bild: TDK)

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Abhilfe schaffen Ferrit-Ringkerne am Ausgang des Inverters, durch die die Motorleitungen geführt werden. Auch Gleichtaktstörungen werden durch ein verringertes dU/dt deutlich reduziert und zugleich die Ableitströme auf ein unkritisches Niveau gesenkt. Damit ist sichergestellt, dass die Störgrenzen der Klasse I und III eingehalten werden (Bild 7).

TDK hat diesbezüglich ein breites Spektrum an EPCOS-Ringkernen der Serie B64290L in unterschiedlichen Abmessungen und Ferritmaterialien entwickelt, die jeweils für bestimmte Frequenzbereiche und Temperaturen optimiert sind und sich auf jedes Antriebssystem abstimmen lassen. Empfohlen werden hier Materialien wie T65, N30, N87, welche auch für EPCOS-EMV-Drosseln Verwendung finden.

Darüber hinaus wurde ein Treiber-Board für das HybridPACK1-DC6-Modul entwickelt, das auf den Infineon Gate-Treibern der Serie 1ED020I12FA2 basiert und eine effiziente und EMV-gerechte Ansteuerung bietet.

Damit erhält der Anwender eine einfach umzusetzende und skalierbare Komplettlösung. So ist es erstmals gelungen, eine Leistungsendstufe bestehend aus IGBT-Modul, DC-Link-Kondensator, EMV-Filter und Gate-Ansteuerung anzubieten, in der die Notwendigkeiten der EMV-Maßnahmen von Anfang an berücksichtigt sind.

* Wolfgang Rambow ist Manager Reference Designs bei der TDK Corporation, München.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2017

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Leistungselektronik und Stromversorgungen II (kostenlose ePaper-Version)

Link: Heftausgabe als pdf

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Stand: 08.12.2025

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