Lagerimpedanz und Lagerschädigung bei Stromdurchgang in umrichtergespreisten elektrischen Maschinen

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Durch schnell schaltende Umrichter werden an die Klemmen elektrische Maschinen Gleichtaktspannungen mit steilen Spannungsflanken angelegt, die sich durch kapazitive Spannungsteiler als hochfrequente Spannungen an den Lagern, zwischen den Wicklungen und dem Blechpaket und zwischen Stator und Rotor abbilden. Es kommt dadurch zu elektrischen Durchschlägen des Lagerschmierfilms mit der Folge von hochfrequenten Entladeströmen im Lager, die die Lagerlaufbahnoberfläche schädigen. Weiter entstehen große kapazitive Ströme von der Wicklung zum Gehäuse, die einen hochfrequenten Erdstrom darstellen. Dieser Erdstrom erregt aber auch einen hochfrequenten magnetischen Zusatzfluss in der Maschine, der mit der elektrischen Masche , gebildet aus Läufer, Lager, Lagerschilden und Statorblechpaket verkettet ist und dort daher eine hochfrequente Wellenspannung induziert. Dadurch kann ein zusätzlicher Ringstrom getrieben werden, der wiederum die Lager belastet, vor allem bei niedrigen Drehzahlen, wo der Lagerschmierfilm auf Grund hydrodynamischer Effekte sehr dünn ist und daher leicht durchschlagen werden kann. Diese parasitären Ströme können die Lager nachhaltig schädigen, wenn sie diese durchließen, aber auch z. B. im Erdungsleiteranschluss magnetische Störfelder erregen, die auf Grund der elektromagnetischen Beeinflussung andere Betriebsmittel stören.