Diskussion:Aktiver Kurzschluss

Grob fehlerhaft / unverständlich

Der Artikel enthält logische Fehler und einen ziemlich unenzyklopädische Sprachstil. Deswegen habe ich ihn radikal eingekürzt und füge hier meine Kritik. Da muss mal ein Elektromaschinen-Versteher ran.

• erklärungsbedürftige Wörter als Rotlinks
• typos sind bereits korrigiert, soweit ich sie gefunden habe--Dipl-Ingo (Diskussion) 13:04, 15. Mär. 2013 (CET)

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Der Aktive Kurzschluss (AKS) ist ein sicherer Modus bei elektrischen Maschinen bei welchem die meist dreiphasigen Anschlussleitungen in der Leistungselektronik durch die IGBTS kurzgeschlossen werden.

Der AKS bei Synchronmaschinen

Besondere Bedeutung hat der AKS bei permanenterregten Synchronmaschinen.

Bei hohen Drehzahlen werden Synchronmaschinen im Feldschwächebetrieb gefahrenbetrieben um unzulässig hohe Spannungen an den Klemmen im System zu vermeiden. Bei fremderregten Elektromotoren werden die Elektromagnete hierzu durch geringere Bestromung abgeschwächt. Bei permanenterregten Synchronmaschinen können die magnetischen Eigenschaften nicht flexibel eingestellt werden.

Permanenterregte Motoren würden im Leerlauf durch die Drehung des permanentmagnetischen Rotors immer eine Spannung induzieren - welche gefährlich hohe Spannungen annehmen kann. Tritt ein Fehlerfall auf (z.B. defekte IGBTs, Fehler de Rotorlagesensors, etc.) kann die Reglung nicht mehr greifen.

Der Leerlauf scheidet als sicherer Zustand aus, hier würden Überspannungen auftreten, wodurch es zu einer Schädigung der IGBTs kommen kann.

Es bleibt somit nur der AKS übrig. Die obren drei oder die unteren drei IGBTs der Brückenschaltung in der Leistungselektronik werden permanent durchgeschaltet (Highside oder Lowside AKS) womit die drei Phasen auf einem Potenzial liegen. Würden alle 6 IGBTs kurzgeschlossen würde die Leistungselektronik fehlerhafterweise auch die DC-Seite kurzschließen.

Logigfehler: einen kaputten IGBT kann man nicht mehr schalten. Ist der IGBT mit Kurzschluß defekt, rummst es doch auf der DC-Seite. Antwort: Es gibt bevorzugte "Ausfallzustände" bei den IGBTS. Der AKS kann bei entsprechender Auslegung eingestellt werden.

Zu beachten ist das thermische Verhalten der EMaschineElektromaschine im AKS - es kann zu einer unzulässigen Erwärmung kommen, wodurch es zu einer Entmagnetiserung des Rotors über den Curie-Effekt oder zum Defekt im Stator kommen kann.

Sonderfall Elektromobilität In Hybrid- oder Elektrofahrzeugen ist der AKS eine besondere Situation. In einem nicht definierten Zustand (z.B Crash) kann das Fahrzeug beispielsweise auf dem Dach oder der Seite liegen und durch den frei laufenden Antrieb eine lebensgefährlich hohe Spannung in das Bordnetz induziert werden und eine Gefährdung der Insassen nicht ausgeschlossen werden. Der AKS ist somit zwingend notwendig - zusätlich werden meist Zwischenkreisentladungen und relaisgesteuerte Batterieabschaltung verwendet, um die Sicherheit bei einem Unfallzu erhöhen.

Bei nicht definierten Zuständen (z.B. erkennung von Isolationsfehlern im HV-Bordnetz) wird der Antrieb je nach Betriebsstrategie des Herstellers ebenfalls in den AKS geschaltet und so ein Bremsoment erzeugt. Die Bewegungsenergie induziert hohe Ströme, entsprechend stark erwärmt sich die Maschine. Das Getriebe und die Motorbremse werden meist hinzugezogen um niedrigere Drehzahlen zu erreichen und den Antrieb thermisch zu entlasten.

Bei Fahrzeugen werden meist nur Elektromaschinen mit konzentrierten Wicklungen verwendet - um jeden Statorzahn ist nur eine Phase gewickelt. Dies reduziert die induktive Kopplung zwischen den Phasen und somit die Erwärmung im AKS.

Bei Fahrzeugen mit beidseitigen Radnabenmotoren sind erweiterte AKS-Konzepte erforderlich, sonst würde das Fahrzeug einseitig verziehen und ausbrechen.

Quellen

Bitte Inhalt mit Quellen zu belegen, insbesondere die Begriffliche Eingrenzung auf einen sehr speziellen Fall bei elektr. Antriebsystemen. Allgemeiner gibt es Artikel zu dem Thema -> Erdungs- und Kurzschließeinrichtung oder auch Erdungsstange.--wdwd (Diskussion) 18:36, 16. Mär. 2013 (CET)