Durch die Shuntstrommessung ließ sich ein kompakter Frequenzumrichter designen, mit dem Motoren mit bis zu 132 Kilowatt Anschluss­leistung betrieben werden können.

Durch die Shuntstrommessung ließ sich ein kompakter Frequenzumrichter designen, mit dem Motoren mit bis zu 132 Kilowatt Anschluss­leistung betrieben werden können.

In einer Gemeinschaftsaktion haben Isabellenhütte, Semikron und Siemens Drive Technologies ein dreiphasiges Shuntmodul für die Frequenzumrichter-Serie Sinamics G120 von Siemens entwickelt. In dieser Baureihe lassen sich die Phasenströme bis 20 Ampere durch Shunts auf der Platine und zudem bis 400 Ampere durch den Einsatz des gemeinsam entwickelten Shuntmoduls im Gehäuse Semitrans von Semikron mit hoher Genauigkeit und Langzeit­stabilität messen. Bei den Leistungsteilen PM240 der Sinamics G120-Umrichter ermöglichen die Präzisionswiderstände aus Elektronenstrahl-verschweißtem Verbundmaterial vom Typ BVR der Isabellenhütte die ­Erweiterung des Strombereichs auf 800 Ampere und der Ausgangsleistung auf 132 Kilowatt. Der Dillenburger Traditionshersteller konnte diese Werte durch eine Reduzierung der Widerstandswerte der eingesetzten Shunts von drei auf einen Milliohm und eine Layoutoptimierung im Modul erreichen. Zudem passten die Hessen das Gehäuseinnere in der Bauweise an die Anschlusslaschen an.

Die isolierte Montage der Shunts, die Integration der drei Phasen in ein Gehäuse und die optimierte Wärmeabfuhr der Verlustleistung durch das DCB-Substrat ließen sich erhalten, genauso wie die Abmessungen des Moduls. Insgesamt konnte die Robustheit und Zuverlässigkeit des Moduls gesteigert werden. Mit dem Strommessmodul lassen sich in einer industriellen Serienanwendung mit vier parallel geschalteten SMD-Präzisionswiderständen Ströme von mehr als 500 Ampere mit einer Genauigkeit messen, deren Abweichung im Temperaturbereich von -25 bis +125 Grad Celsius bei unter 0,3 Prozent liegt. Gleichzeitig beträgt die Drift weniger als 0,5 Prozent über die gesamte Lebensdauer des Systems. Voraussetzung: eine optimierte Widerstandslegierung im Shunt. (eck)