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Frequenzumrichter SD2M Turbo

Die meisten Standard-Umrichter verwenden in den höheren Leistungsklassen die bekannte Technik der Zwei-Level-Pulsweitenmodulation (PWM) mit max. 8 kHz Schaltfrequenz. Das führt in den meisten Hochgeschwindigkeits-Anwendungen dazu, dass zusätzliche Komponenten wie LC-Filter oder Drosseln benötigt werden, um die im Motor entstehenden Zusatzverluste zu minimieren.

Der Booster

SIEB & MEYER-Frequenzumrichter sind speziell für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen konstruiert und nutzen die in diesen Applikationen sehr vorteilhafte Drei-Level-Technologie – auch Multi-Level-Technologie genannt.

In der Regel werden bei Verwendung unserer Umrichterbaureihe SD2M Turbo keine Motor-Filterelemente benötigt. Begründet ist dies nicht nur in der Drei-Level-Technologie, sondern auch darin, dass wir standardmäßig PWM-Schaltfrequenzen bis 16 kHz liefern. Die Kombination resultiert in einer wesentlich verbesserten Motorstrom-Qualität, die die unerwünschten Rotorverluste extrem reduziert – und zwar um bis zu 90 %!

Highlights

Drei-Level-Technologie

  • Funktion:  Die Endstufen des SD2M Turbo basieren auf einer Drei-Level-Technologie und stellen Drehfeldfrequenzen bis 2.000 Hz mit Schaltfrequenzen von 16 kHz zur Verfügung.
     
  • Vorteil:  Reduzierung der Motorverluste bei minimalem Aufwand für Motorfilter/-drosseln sowie eine geringe Störausstrahlung und Isolationsbeanspruchung
     
  • Nutzen:  Geringere System-/Betriebskosten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.

Wirkungsgrad

  • Funktion:  Die Geräte erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 98 %
     
  • Vorteil:  Die hohe Effizienz gewährleistet einen optimalen Systemwirkungsgrad und reduziert auch die notwendigen Kühlungsmaßnahmen.
     
  • Nutzen:  Maximaler Systemertrag und verbesserte Ökobilanz durch geringeren Energieverbrauch

DC-Spannungsversorgung für aktive Magnetlager

  • Funktion:  Bei Verlust der Netzversorgung aktives Notbremsen und Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung.
     
  • Vorteil:  Einsparung einer separaten Spannungsversorgung für die Magnetlager.
     
  • Nutzen:  Schutz der Magnetlager bei Spannungsausfall und Kostenersparnis.
Technologie/
System-Eigenschaften
SD2M
Drei-Level-PWM
Standardumrichter Zwei-Level-PWM
mit Motordrossel
Standardumrichter Zwei-Level-PWM
mit LC-Filter
Geringes Gewicht X X
Geringer Bauraum X X
Keine Gefahr von
Resonanzeffekten
X
Gesamtkosten X X

 

Motorströme im Vergleich

Gut zu wissen

  • Derzeit verfügbare Leistungsklassen von 100 bis 500 kVA, mit bis zu 800 Aeff Nennstrom
  • Flüssigkeitskühlung als Standard (wasserbasierend), Luftkühlung auf Anfrage
  • NRTL/CSA zertifiziert
  • Sehr geringe Isolationsbeanspruchung der Motorwicklung – auch bei langen Motorleitungen – aufgrund von 50 % kleinerer PWM-Schaltamplituden (siehe Grafik unten)
  • Optionale DC-Spannungsversorgung für aktive Magnetlager, über intern abgesicherte DC-Zwischenkreis-Klemmen
  • Konstruiert für 100 % Auslastung 24/7
  • Alle Leistungskomponenten ausgelegt für 10 Jahre Dauerbetrieb mit Nennlast
  • Konstruiert für weltweite 3-phasige Versorgungsnetze - auch potentialfrei IT
  • Leistungsfähige Parametrier- und Diagnosesoftware drivemaster2
  • Kundenspezifische Lösungen realisierbar
  • 3C3-Schutzlackierung der Leiterplatten für Betriebssicherheit in aggressiver Umgebung
     

Die Schnittstellen des Frequenzumrichters SD2M für Turboanwendungen

  1. USB-Anschluss, Parametrierung, Diagnose und Betrieb
  2. RS232- / RS485- / CAN-Schnittstelle / Modbus
  3. 2 analoge Sollwertschnittstellen: +/-10 V, 2 analoge Ausgänge: 0 - 10 V
  4. Universelles Motorgeber-Interface: Hall-Sensor, linearer Hall-Sensor, Feldplatte, NAMUR-Sensor (Impulsgeber), Sin/Cos-Geber
  5. 9 digitale Eingänge und 5 digitale Ausgänge
  6. Flüssigkeitskühlung
  7. Integrierte Sicherheit "STO": Anlaufsperre zum Erreichen der Kategorie 4/PL e gemäß EN ISO 13849-1:2015 und EN 61508:2010 SIL3
  8. Motoranschluss
  9. 2 TTL-Encoder-Eingänge und -Ausgänge
  10. Netzeinspeisung

Antriebsfunktionen und Sicherheitstechnik

SVC
U/f PWM
Servo
LI
STO

Inbetriebnahme- und Parametriersoftware: drivemaster2

Parametrieren

  • Baumstruktur
  • Blockschaltbilder
  • Grafiken
  • Interaktive Hilfen
  • Kommentare
  • „Parameter-Wizard“

Bedienen

  • Ohne übergeordnete Steuerung
  • Visualisierung der Soll-/Ist-Werte
  • Fehler- und Statusmeldungen

Diagnose

  • 4 Kanal-Oszilloskop
  • Zoomfunktionen
  • Triggerfunktionen
  • Langzeit-Schreiberfunktionen
  • Messungen speicherbar
  • Diagnose der Ein-/Ausgänge
  • Bus-Monitor

Technische Spezifikationen SD2M
mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper

Gerätetyp Nennleistung1 Nennstrom Max. Ausgangsspannung1 HxBxT (mm) Gewicht Kühlung
Kompaktgeräte - 3 x 200...480 VAC Netzspannung
0369171AF0200 100 kVA 165 Aeff 3 x 410 VAC 685 x 388 x 188 30 kg Wasser 2) 4)
0369173AF0200 150 kVA 255 Aeff 3 x 410 VAC 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 2) 4)
0369173BF0200 190 kVA 310 Aeff 3 x 410 VAC 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 2) 4)
0369175AF0100 300 kVA 480 Aeff 3 x 410 VAC 1317 x 326 x 498 94 kg Wasser 2) 3)
0369175BF0100 396 kVA 630 Aeff 3 x 410 VAC 1296 x 424 x 359 94 kg Wasser 2) 3)
0369276BF0200 500 kVA 800 Aeff 3 x 410 VAC 1478 x 353 x 596 136 kg Wasser 2) 3)


1) Nennleistung und max. Ausgangsspannung bei kursivgedruckter Netzspannung/Versorgungsspannung
2) Kühlrohre Aluminium
3) Kühlrohre Kupfer
4) Luftgekühlte Varianten und Varianten mit anderen Kühlrohrmaterialen auf Anfrage  

Anwendungen

  • Im Bereich von Strömungsmaschinen kann die Erhöhung der Systemdrehzahl bzw. der Verzicht eines Getriebes einen Beitrag zur kontinuierlichen Steigerung der Systemeffizienz leisten. 

  • Eine Vielzahl von Technologien im Bereich der Restenergienutzung oder der mechanischen Energiespeicherung benötigen prinzipiell den Einsatz von Hochgeschwindigkeitsmotoren/-generatoren und die Möglichkeit, den Strom netzkonform ins Stromnetz einzuspeisen. 

  • Zerstäubungsprozesse, z.B. die Herstellung von Milchpulver oder die Rauchgasbehandlung, bedingen hohe Umfangsgeschwindigkeiten. Anstelle von langsam drehenden Normmotoren ist es daher erforderlich, entsprechende Hochgeschwindigkeitsmotoren einzusetzen. 

  • Kältemaschinen mit Turbo- oder Zentrifugalverdichtern arbeiten mit hohen Drehzahlen. Kein Problem für die Frequenzumrichter von SIEB & MEYER, bei denen das verwendete Regelverfahren zudem für eine außergewöhnlich geringe Rotorerwärmung sorgt.

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