Drossel, insbesondere zum Betrieb in einem Frequenzumrichter¬ system, sowie Frequenzumrichtersystem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drossel, insbesondere zum Betrieb in einem Frequenzumrichtersystem mit einer elekt¬ rischen Maschine und einem Frequenzumrichter zum Betrieb der elektrischen Maschine, sowie ein Frequenzumrichtersystem mit einer derartigen Drossel.

Frequenzumrichtersysteme dienen beispielsweise zum Betrieb von elektrischen Maschinen mit variabler Speisefrequenz. Ein Frequenzumrichtersystem ermöglicht es, etwa einen elektri- sehen Motor, z.B. eine Drehfeldmaschine, mit variabler Dreh¬ zahl zu betreiben, indem das starre Netz durch ein elektro¬ nisch erzeugtes, frequenzvariables und amplitudenvariables Netz zur Speisung der elektrischen Maschine ersetzt wird. Ei¬ ne Entkopplung des starren Netzes einerseits und der elektri- sehen Maschine andererseits erfolgt beispielsweise über einen Frequenzumrichter mit Spannungszwischenkreis.

Ein derartiges Frequenzumrichtersystem speist mittels einer geregelten Einspeisung einen Zwischenkreiskondensator über einen Eingangsstromrichter, der beispielsweise als Pulsum¬ richter ausgeführt ist. Aus der Gleichspannung des Spannungs ^¬ zwischenkreises formt ein Wechselrichter wiederum ein Dreh¬ spannungssystem, wobei die AusgangsSpannung im Gegensatz zur sinusförmigen Spannung eines Drehstromgenerators aufgrund der elektronischen Erzeugung über eine Brückenschaltung nicht den Verlauf einer idealen Sinusschwingung, sondern neben der Grundschwingung auch Oberwellen aufweist.

Neben den beschriebenen Elementen einer solchen Anordnung muss weiterhin berücksichtigt werden, dass beispielsweise pa ^¬ rasitäre Kapazitäten auftreten, welche die Entstehung von Systemschwingungen in einem solchen Frequenzumrichtersystem begünstigen. So weisen beispielsweise der Eingangsstromrich¬ ter, der Wechselrichter und die elektrische Maschine jeweils Ableitkapazitäten gegen Erde auf. Als Folge davon können sich Resonanzfrequenzen im Frequenzumrichtersystem ausbilden, her¬ vorgerufen durch Eigenschwingungen der parasitären kapaziti- ven Systeme. Da die Ausgangsspannung des Frequenzumrichter¬ systems zum Betrieb der elektrischen Maschine aufgrund der elektronischen Erzeugung über eine Brückenschaltung nicht den Verlauf einer idealen Sinusschwingung aufweist, sondern neben der Grundschwingung auch Oberwellen enthält, können die kapa- zitiven Systeme mit ihrer Eigenfrequenz angeregt werden, so dass sich insgesamt vergleichsweise hohe Spannungsüberhöhun ^¬ gen ausbilden können, welche die Isolation der angeschlosse¬ nen elektrischen Maschine zerstören können. Beim Betrieb ei¬ ner Maschine in Sternschaltung treten die Spannungsüberhöhun- gen insbesondere im Bereich des Sternpunktes auf, der übli ^¬ cherweise nicht gezielt auf Spannungsbelastungen ertüchtigt wird. Insbesondere wenn die Systemschwingung des Frequenzum¬ richtersystems in der Nähe einer Maschineneigenfrequenz liegt, kann das Isolationssystem gegen Erde überlastet werden und einen frühzeitigen Ausfall der Maschine zur Folge haben, wenn am Sternpunkt der elektrischen Maschine resonanzbedingt sehr hohe Spannungsüberhöhungen auftreten.

Eine Möglichkeit zur Bedämpfung solcher resonanzbedingter Spannungsüberhöhungen an den Klemmen einer elektrischen Ma¬ schine sieht vor, zwischen den Wechselrichter des Frequenzum¬ richters und die elektrischen Anschlüsse der elektrischen Ma ^¬ schine eine Drossel zu schalten, die aufgrund ihrer Indukti-

vität die Oberschwingungen der Versorgungsspannung der elekt¬ rischen Maschine dämpft. Ein Lösungsansatz sieht dabei vor, eine solche Drossel ähnlich zu einem Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung zu versehen, wobei der Wechselrichter des Frequenzumrichters und die elektrische Maschine mit der Primärwicklung verbunden sind. Die Sekundär¬ wicklungen einer solchen Drossel werden zueinander in Reihe verschaltet und mit einem ohmschen Widerstand abgeschlossen. Eine solche Verschaltung der Sekundärwicklungen hat dabei die Aufgabe, unsymmetrische Ströme zwischen den Phasen auszukop ^¬ peln und über den externen Widerstand in Wärme umzusetzen. Damit kann die der Drossel nachgeschaltete elektrische Ma ^¬ schine vor unsymmetrischen Strömen geschützt werden.

In DE 100 64 213 Al ist ein Frequenzumrichtersystem mit einer Dämpfungseinrichtung beschrieben mit einer passiven, stati¬ schen Impedanz zur Bedämpfung unerwünschter Resonanzschwin¬ gungen in einem durch eine eingangsseitige Induktivität und parasitäre verteilte Kapazitäten gebildeten Schwingkreis. Das Frequenzumrichtersystem weist einen Filter, eine eingangssei¬ tige Induktivität, insbesondere eine Netzeingangsdrossel, und einen Umrichter mit einem Eingangsstromrichter und einem Wechselrichter zum Betrieb einer elektrischen Maschine auf. Das Frequenzumrichtersystem weist darüber hinaus eine Dämp- fungseinrichtung zur Dämpfung des Schwingkreises mit den un¬ erwünschten Systemschwingungen auf. Insbesondere ist die ein¬ gangsseitige Induktivität als Vier-Schenkel-Drossel ausgebil ^¬ det, wobei die drei Netzphasen jeweils mit einem Schenkel der Vier-Schenkel-Drossel und gemeinsam mit dem vierten Schenkel der Vier-Schenkel-Drossel verbunden sind. Das Dämpfungsele ^¬ ment ist hingegen nur mit dem vierten Schenkel verbunden. Ge¬ mäß einer weiteren Ausführungsform ist die eingangsseitige Induktivität als Drei-Schenkel-Drossel ausgebildet und die

Netzphasen sind jeweils mit einem Schenkel der Drossel ver ^¬ bunden. Über Zusatzwicklungen, die auf jeden einzelnen Schen¬ kel der Drei-Schenkel-Drossel aufgebracht werden und in Reihe geschaltet sind, wird ein ohmscher Widerstand in die ein- gangsseitige Induktivität eintransformiert.

In DE 100 59 332 Al ist ein Verfahren zur Bedämpfung von Re¬ sonanzüberhöhungen bei einem an einem Umrichter mit Span¬ nungszwischenkreis betriebenen elektrischen Motor durch transformatorisch eingekoppelten Dämpfungswiderstand be¬ schrieben sowie ein korrespondierender elektrischer Motor. Durch Eintransformierung einer Impedanz, insbesondere am Ein¬ gang des Motors, wird resonanzbedingten Spannungsüberhöhungen am Motorsternpunkt vorgebeugt, wobei die Impedanz transforma- torisch in alle drei Phasen des Motors eingekoppelt wird.

Dies geschieht dadurch, dass jede Phase des Motors durch ein und denselben Magnetkern geführt wird, der entweder aufgrund seiner Materialeigenschaften ausreichend verlustbehaftet ist oder aber über eine Wicklung verfügt, die mit einer Impedanz elektrisch kurzgeschlossen ist. Indem alle Phasen durch einen Magnetkern geführt werden, werden nur die störenden Gleich¬ taktvorgänge im Hinblick auf die Systemschwingungen des Mo¬ tors bedämpft.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Drossel, insbesondere zum Betrieb in einem Frequenzumrichter¬ system, anzugeben, durch die es ermöglicht ist, eine fre ^¬ quenzbedingte Abhängigkeit der Induktivität der Drossel im Hinblick auf das Dämpfen von Resonanzüberhöhungen im Span- nungssystem zu verbessern. Weiterhin ist es Aufgabe der vor¬ liegenden Erfindung, ein entsprechendes Frequenzumrichter¬ system anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drossel gemäß Patentan ^¬ spruch 1 sowie durch ein Frequenzumrichtersystem gemäß Pa¬ tentanspruch 10.

Die Drossel gemäß der Erfindung weist eine Drosselschale auf, innerhalb welcher eine Wicklung angeordnet ist, an die eine Versorgungsspannung des Frequenzumrichtersystems angelegt wird. Weiterhin weist die Drossel einen Drosselkern auf, der von der Wicklung umgeben ist. Erfindungsgemäß sind zumindest Teile der Drosselschale und/oder des Drosselkerns mit einem Material aus Pulververbundwerkstoff versehen, und zumindest Teile der Drosselschale und/oder des Drosselkerns weiterhin mit einem ferromagnetischen Werkstoff, der derart beschaffen ist, dass die Induktivität der Drossel abhängig von einer Frequenz der Versorgungsspannung veränderlich ist. Damit kann eine Veränderung der effektiven Induktivität der Drossel im hohen Frequenzbereich bewirkt werden, so dass eine mögliche Eigenschwingung des Systems bei unbekannter Systemkapazität zu höheren Frequenzen verschoben wird. Dadurch wird die Wahr- scheinlichkeit eines Resonanzfalles durch Anregung mit der Eigenfrequenz des Systems stark vermindert. Die frequenzab ^¬ hängige Induktivität wird hierbei über die erfindungsgemäße Materialkombination innerhalb der Drossel gesteuert. Hierbei können Pulververbundwerkstoffe mit den verschiedensten ferro- magnetischen Stoffen in einem Produkt vereint werden. Erfin¬ dungsgemäß wird eine erhöhte Dämpfung von Spannungsober ^¬ schwingungen nicht durch das Auskoppeln von unsymmetrischen Strömen, sondern über eine Verlusterhöhung infolge der in der Drossel vorgesehenen Materialien erreicht. Damit können Ober- Schwingungen in ihrer Höhe und Frequenz reduziert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der ferromagnetische Werkstoff derart beschaffen, dass eine

Verlusterhöhung in einem breitbandigen Frequenzbereich der Versorgungsspannung bewirkt ist zur Reduzierung von Ober¬ schwingungen in ihrer Höhe und Frequenz. Insbesondere wird eine Verlusterhöhung in einem gegenüber der Frequenz der Ver- sorgungsspannung hohen Frequenzbereich bewirkt. Durch die Veränderung der Induktivität im hohen Frequenzbereich kann sich die Amplitude der Eigenschwingung nicht mehr so stark ausbilden. Eine nachhaltige Schwächung der Maschinenisolation durch hohe Spannungsentwicklung wird somit verhindert. Im Einsatz mit gepulsten Spannungsquellen werden neben der Redu¬ zierung der Spannungsamplituden auch prägnante Umladeströme parasitärer Systemkapazitäten erheblich gemindert, so dass dadurch eine erhöhte Sicherheit für das Gesamtsystem erzielt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der ferromagne- tische Werkstoff zumindest in Teilen des Drosselkerns ange ^¬ ordnet. Beispielsweise weist der Drosselkern einen so genann ^¬ ten Schnittbandkern oder Ringbandkern auf, der den ferromag- netischen Werkstoff enthält.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der ferro- magnetische Werkstoff zumindest in Teilen der Drosselschale angeordnet. Beispielsweise ist der ferromagnetische Werkstoff in einem Ring der Drosselschale, insbesondere einem Mittel ^¬ ring der Drosselschale, angeordnet. Der ferromagnetische Werkstoff kann auch in einem Schalenkern angeordnet werden.

Insbesondere für den Einsatz in einem dreiphasigen Frequenz- umrichtersystem ist die Drossel als Drei-Phasen-Drossel aus ^¬ gebildet, die drei Wicklungen in jeweils einer Drosselschale aufweist, die jeweils einen Drosselkern umgeben. Zumindest Teile jeder Drosselschale und/oder jedes Drosselkerns weisen

ein Material aus Pulververbundwerkstoff auf, gleichzeitig weisen zumindest Teile jeder Drosselschale und/oder jedes Drosselkerns einen ferromagnetischen Werkstoff in der oben beschriebenen Beschaffenheit auf. Eine solche Drossel zeich- net sich im Gegensatz zu den Drosseln des oben genannten

Stands der Technik durch einen einfachen Aufbau aus, da nur Veränderungen an den Materialeigenschaften der Drossel vorge¬ nommen werden müssen. Die erfindungsgemäße Drossel ist außer ^¬ dem universell einsetzbar und erlaubt einen Austausch bishe- riger Lösungen, auch im Feldeinsatz.

Die erfindungsgemäße Drossel, insbesondere die beschriebene Drei-Phasen-Drossel, wird bevorzugt in einem Frequenzum ^¬ richtersystem mit einem eingangsseitigen Umrichter vorgese- hen, der einen Eingangsstromrichter und einen Wechselrichter zum Betrieb einer elektrischen Maschine umfasst. Hierbei ist die Drossel zwischen den Wechselrichter und die elektrische Maschine geschaltet, um über eine Verlusterhöhung im höheren Frequenzbereich die Oberschwingungen des Wechselrichters zur Einspeisung in die elektrische Maschine in ihrer Höhe und Frequenz zu reduzieren.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Frequenzumrichtersystem mit einem eingangssei- tigen Umrichter, einer elektrischen Maschine als

Last und einer zwischengeschalteten Drossel,

Fig. 2 ein detaillierteres Schaltbild eines Umrichters nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Verschaltung einer Drossel nach dem Stand der Technik,

Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Dros¬ sel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drossel, bei der beide Drossel ^¬ hälften auseinandergeklappt und nebeneinander dar¬ gestellt sind,

Fig. 6 eine weitere perspektivische Schnittdarstellung ei ^¬ ner Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drossel,

Fig. 7 einen beispielhaften Verlauf einer Motorklemmen¬ spannung bei Verwendung unterschiedlicher Drossel- typen,

Fig. 8 eine Detailansicht eines Spannungsverlaufs nach Fig. 7.

In Fig. 1 ist ein Frequenzumrichtersystem 1 dargestellt, mit dem eine elektrische Maschine 5 beispielsweise in Form einer dreiphasigen Asynchronmaschine als Last betrieben wird. Zur Speisung der Asynchronmaschine 5 wird ein elektronisch er¬ zeugtes, frequenzvariables und amplitudenvariables Netz an den Klemmen U, V, W erzeugt. Die Speisespannung für die e- lektrische Maschine 5 wird durch einen Frequenzumrichter 2 bereitgestellt, dessen Aufbau anhand von Fig. 2 noch näher erläutert wird. Am Ausgang des Frequenzumrichters 2 ist eine

Drossel 3 angeschlossen, welche die Wicklungen 3-1, 3-2 und 3-3 für jeweils eine Phase des Drehstromnetzes aufweist. Die Drossel 3 ist über die elektrische Leitung 4 mit den Klemmen U, V, W der Maschine 5 verbunden. An dem Frequenzumrichter 2 wird eine Versorgungsspannung Vl bereitgestellt, am Ausgang der Drossel 3 eine Versorgungsspannung V2.

In Fig. 2 ist detaillierteres Schaltbild eines Frequenzum ^¬ richters 2 nach Fig. 1 gezeigt. Der Umrichter 2 weist im We- sentlichen drei Baugruppen auf. An den netzseitigen Klemmen UIa, Via, WIa ist ein Eingangsstromrichter 21 angeschlossen, der beispielsweise durch Schalten seiner Schaltelemente gere ^¬ gelt betrieben wird, um einen Strom in den Energiespeicher im Zwischenkreis 23 in Form eines Kondensators bei einem Span- nungszwischenkreis oder einer Drossel bei einem Stromzwi ^¬ schenkreis zu treiben. Ein Wechselrichter 22 ist mit dem Zwi¬ schenkreis 23 verbunden, um die Maschine 5 über die Klemmen U2a, V2a, W2a mit einem variablen Drehstromnetz zu versorgen. Der Wechselrichter 22 enthält beispielsweise eine Drehstrom- Brückenschaltung mit sechs schaltenden Bauelementen, bei¬ spielsweise IGBT-Transistoren, welche die Gleichspannung des Zwischenkreises 23 in ein Drehspannungssystem umsetzt. Der Wechselrichter 22 ist nach der Verschaltung gemäß Fig. 1 aus- gangsseitig über die Drossel 3 und eine Leitung 4 mit einem Schutzleiter und einer Schirmung mit der Maschine 5 verbun¬ den.

Neben den beschriebenen Elementen einer solchen Anordnung muss weiterhin berücksichtigt werden, dass parasitäre Kapazi- täten auftreten, welche die Entstehung von Systemschwingungen in einem solchen Umrichtersystem begünstigen. So weisen bei¬ spielsweise der Eingangsstromrichter 21, der Wechselrichter 22 und die Maschine 5 jeweils Ableitkapazitäten gegen Erde

auf. Daneben treten zusätzlich eine Kapazität der Leitung 4 gegen den Schutzleiter und eine Kapazität der Leitung 4 gegen die geerdete Schirmung auf.

Der Wechselrichter 22 formt aus der Gleichspannung des Zwi¬ schenkreises 23 ein Drehspannungssystem, wobei die Ausgangs ^¬ spannung im Gegensatz zu einer idealen sinusförmigen Spannung aufgrund der elektronischen Erzeugung über eine Brückenschal¬ tung nicht den Verlauf einer idealen Sinusschwingung, sondern neben der Grundschwingung auch Oberwellen aufweist. Bedingt durch die kapazitive Last des Systems können sich resonanzbe ^¬ dingte Schwingungen der VersorgungsSpannung ausbilden, was zu gefährlichen Spannungsüberhöhungen an der Maschine 5 führen kann, welche die Isolation der Maschine zerstören können.

In Fig. 3 ist eine Verschaltung einer Drossel 6 gezeigt, wie sie bisher zur Bedämpfung der oben genannten Oberschwingungen in einem Frequenzumrichtersystem gemäß Fig. 1 eingesetzt wur¬ de. Die Drossel 6 weist Primärwicklungen 6-1, 6-2 und 6-3 auf, die bei einem Aufbau gemäß Fig. 1 analog zu den Wicklun ^¬ gen 3-1, 3-2, 3-3 der Drossel 3 gemäß Fig. 1 zwischen den Wechselrichter 22 und die elektrische Maschine 5 geschaltet werden. Hierbei liegt jeweils eine Phase des Drehstromnetzes an einer der Wicklungen 6-1, 6-2 und 6-3 an. Weiterhin sind bei der Drossel 6 gemäß Fig. 3 Sekundärwicklungen 6-11, 6-12 und 6-13 vorgesehen, die in Reihe geschaltet sind und mit ei ^¬ nem externen ohmschen Widerstand 6-4 abgeschlossen sind. Die sekundären Wicklungen 6-11, 6-12, 6-13 haben die Aufgabe, un¬ symmetrische Ströme zwischen den einzelnen Phasen auszukop- peln und über den Widerstand 6-4 in Wärme umzusetzen. Damit wird die Maschine 5, die den Primärwicklungen 6-1, 6-2, 6-3 der Drossel 6 nachgeschaltet ist, vor unsymmetrischen Strömen geschützt .

In Fig. 4 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drossel gezeigt, wie sie in einem Frequenzumrichtersystem 1 gemäß Fig. 1 als Dros- sei 3 zum Einsatz kommen kann. Eine weitere Schnittdarstel ^¬ lung einer erfindungsgemäßen Drossel ist in Fig. 5 gezeigt, wobei nach dieser Darstellung beide Drosselhälften auseinan¬ dergeklappt und nebeneinander dargestellt sind. Die Drossel 3 gemäß Figuren 4 und 5 weist eine Drosselschale 18 auf, inner- halb welcher eine Wicklung 15 angeordnet ist, beispielsweise in Form der Primärwicklung 3-1 gemäß Fig. 1. Diese wird an die Versorgungsspannung Vl, die durch den Wechselrichter 22 des Umrichters 2 erzeugt wird, angelegt. Weiterhin ist ein Drosselkern 10 vorgesehen, der von der Wicklung 15 umgeben ist. Zur Herstellung der Drosselschale 18 wurde im vorliegen¬ den Ausführungsbeispiel ein Pulververbundwerkstoff 14 in eine Schalenform gepresst. Innerhalb des Schalenkerns 12 aus Pul ^¬ ververbundwerkstoff 14 wird die runde Wicklung 15 platziert. Im Anschluss daran wird die Wicklung 15 mit Vergussmasse 16 vergossen. Eine Isolation 13 dient zur Herstellung der Span¬ nungsfestigkeit. Die Wicklung 15 ist beispielsweise durch la ^¬ ckierte Kupferleiter ausgeführt. Im zusammengeklappten Zu¬ stand bilden die beiden Drosselhälften 31 und 32 einen von drei Zylindern einer dreiphasigen Drossel. Eine solche Dros- sei weist entsprechend drei Wicklungen in jeweils einer Dros ^¬ selschale auf, die jeweils einen Drosselkern umgeben. Jeder der dadurch gebildeten Zylinder der Drei-Phasen-Drossel ist in gleicher Weise aufgebaut wie die dargestellte Ausführungs ^¬ form nach Fig. 5.

Wie insbesondere anhand von Fig. 4 ersichtlich, weist der Drosselkern 10 einen Schnittbandkern oder Ringbandkern 11 auf, der einen ferromagnetischen Werkstoff enthält. Der fer-

romagnetische Werkstoff des Schnittbandkerns 11 ist dabei derart beschaffen, dass die Induktivität der Drossel 3 abhän ^¬ gig von einer Frequenz der Versorgungsspannung Vl des Fre¬ quenzumrichtersystems veränderlich ist. Insbesondere wird da- durch eine Verlustleistung in einem breitbandigen Frequenzbe¬ reich der Versorgungsspannung Vl zur Reduzierung von Ober¬ schwingungen in ihrer Höhe und Frequenz bewirkt. Die Verlust¬ erhöhung findet dabei bevorzugt in einem gegenüber der Fre¬ quenz der Versorgungsspannung Vl hohen Frequenzbereich statt.

Gemäß den Ausführungsformen einer Drossel nach Figuren 4 und 5 ist, wie beschrieben, der ferromagnetische Werkstoff in Teilen des Drosselkerns 10, genauer gesagt im Schnittbandkern 11 enthalten. Weiterhin können ferromagnetische Werkstoffe auch in Teilen der Drosselschale 18, etwa im Schalenkern 12, angeordnet werden. Weiterhin können ferromagnetische Werk¬ stoffe auch in einem Ring der Drosselschale, insbesondere ei ^¬ nem Mittelring, angeordnet werden. Dies ist anhand von Fig. 6 näher dargestellt, die eine weitere perspektivische Schnitt- darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Drossel zeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist über dem Schalenkern 12 ein Mittelring 17 angeordnet, in dem der fer¬ romagnetische Werkstoff zusätzlich oder alternativ angeordnet werden kann.

Die erfindungsgemäße Drossel, wie anhand von Figuren 4 bis 6 näher erläutert, zeichnet sich gegenüber einer Drossel nach Fig. 3 durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau aus, da nur Veränderungen an Materialeigenschaften notwendig sind. Es können Pulververbundwerkstoffe mit den verschiedensten ferro- magnetischen Stoffen in einer Drossel vereint werden. Dabei wird das Mischungsverhältnis des Pulververbundwerkstoffes nicht verändert, sondern es wird je nach Anwendung der ferro-

magnetische Werkstoff mehr oder weniger mit eingebracht. Die bevorzugte Lösung, nach der der ferromagnetische Werkstoff in einem Schnittbandkern angeordnet wird, ist dabei nur ein be ^¬ vorzugtes Ausführungsbeispiel. Denkbar sind auch die Verwen- düng anderer Ferrite, Bleche, Scheiben oder Magnete aus den unterschiedlichsten magnetischen Werkstoffen. Ziel ist dabei in allen Fällen eine Verlusterhöhung innerhalb der Drossel infolge des Einbringens von breitbandigen Materialien. Damit können Oberschwingungen in ihrer Höhe und Frequenz reduziert werden.

Um die Wirkung einer erfindungsgemäßen Drossel bei der Anwen¬ dung innerhalb eines Frequenzumrichtersystems gemäß Fig. 1 zu verdeutlichen, sind in den Figuren 7 und 8 jeweilige Span- nungsverläufe einer Motorklemmenspannung für unterschiedliche Drosseltypen gezeigt. Hierbei zeigt Fig. 8 eine Detailansicht eines Spannungsverlaufs aus Fig. 7. Die gezeigten Spannungs ^¬ verläufe sind Ergebnisse messtechnischer Untersuchungen von Auswirkungen von Pulververbundwerkstoffen in Kombination mit Schnittbandkernen innerhalb einer Drei-Phasen-Drossel bei pulsgesteuerten Anwendungen. Die induktiven Komponenten wer¬ den an einem Umrichter 2 mit motorischer Last 5 und einer ge¬ schirmten Leitung 4, wie anhand von Fig. 1 dargestellt, als Ausgangsdrossel 3 betrieben. Es werden dabei insbesondere die Konstellationen einer so genannten HFD-Drossel mit Abschluss¬ widerstand (Fig. 3, Verlauf der Spannung UVWl) und einer Drossel mit Pulververbund und Schnittbandkern aufweisend ei ^¬ nen ferromagnetischen Werkstoff (Spannungsverlauf UVW2) un¬ tersucht. Bei den durchgeführten Versuchen wurde eine Zwi- schenkreisspannung des Umrichters 2 von 400 V gewählt. Die Taktfrequenz des Wechselrichters 22 beträgt ft = 4 kHz. Als geschirmte Leitung 4 wird eine Leitung mit einer Länge von 200 m mit einem Querschnitt von 4 x 10 mm ² gewählt. Als Last

wird eine leer laufende Asynchronmaschine 5 mit einer Nenn ^¬ leistung von 75 kW verwendet.

Aus den gezeigten Spannungsverläufen zeigt sich, dass mit Hilfe der Drossel aus Pulverbundwerkstoff und Schnittbandkern mit ferromagnetischem Werkstoff die Oberschwingungen der Ver¬ sorgungsspannung in ihrer Höhe reduziert werden können. Die Spannungsamplitude kann beispielsweise von 1105 V bei einer HFD-Drossel mit Abschlusswiderstand auf 930 V bei einer er- findungsgemäßen Drossel reduziert werden, die Frequenz der Oberschwingungen steigt hingegen von ca. 34 kHz auf ca. 55 kHz. Bei den genannten Werten handelt es sich jeweils um Wer¬ te bezogen auf die Spannung zwischen den Phasenleitern.