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Frequenzumrichter SD2M Turbo

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

    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
     
Frequenzumrichter SD2M Turbo

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 Turbo
mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper

Spannungsklasse 400 VAC
Eingangsspannungsbereich 180 .. 528 VAC

Gerätetyp Netzspannung Ausgangsleistung (kW) Ausgangsscheinleistung (kVA) Ausgangsstrom (A)  Ausgangsspitzenstrom (A) HxBxT (mm) Gewicht Kühlung
0369x71AF0200 3 x 400 VAC 97 kW 114 kVA @ 16 kHz 165 A @ 16 kHz 3) 165 685 x 388 x 188 30 kg Wasser  1)
0369x71BF0000 3 x 400 VAC 72 kW 83 kVA @ 16 kHz 120 A @ 16 kHz 120 656 x 545 x 218 34 kg Luft
0369x73AF0200 3 x 400 VAC 150 kW 177 kVA @ 16 kHz 255 A @ 16 kHz 255 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 1)
0369x73BF0200 3 x 400 VAC 180 kW 215 kVA @ 16 kHz 310 A @ 16 kHz 310 771 x 439 x 207 43 kg Wasser  1)
0369x73CF0000 3 x 400 VAC 115 kW 132 kVA @ 16 kHz 190 A @ 16 kHz 190 746 x 629 x 273 54 kg Luft
0369x73DF0000 3 x 400 VAC 130 kW 152 kVA @ 16 kHz 220 A @ 16 kHz 220 746 x 629 x 273 54 kg Luft
0369x75AF0100 3 x 400 VAC 285 kW 333 kVA @ 16 kHz 480 A @ 16 kHz 480 1317 x 336 x 489 94 kg Wasser  2)
0369x75BF0100 3 x 400 VAC 365 kW 436 kVA @ 16 kHz 630 A @ 16 kHz 630 1317 x 336 x 489 94 kg Wasser  2)
0369x75CF0000 3 x 400 VAC 205 kW 236 kVA @ 16 kHz 340 A @ 16 kHz 340 1317 x 684 x 374 133 kg Luft
0369x75DF0000 3 x 400 VAC 265 kW 308 kVA @ 16 kHz 445 A @ 16 kHz 445 1317 x 684 x 374 133 kg Luft
0369x76BF0200 3 x 400 VAC 490 kW 554 kVA @ 8 kHz 800 A @ 8 kHz 800 1478 x 353 x 596 136 kg Wasser  1)

1) Kühlrohre Aluminium
2) Kühlrohre Kupfer
0369x: Variante 1 = CAN-Bus / Modbus RTU, Variante 2 = EtherCAT + CAN-Bus / Modbus RTU

Anwendungen

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

    Drucklufterzeugung

  • 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. 

    Abwasseraufbereitung

  • 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. 

    Zerstäuber

  • 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.

    Kälte- und Klimatechnik

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Frequenzumrichter SD2M Turbo

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 %!

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

 

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.

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

Frequenzumrichter SD2M Turbo
  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 Turbo
mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper

Spannungsklasse 400 VAC
Eingangsspannungsbereich 180 .. 528 VAC

Gerätetyp Netzspannung Ausgangsleistung (kW) Ausgangsscheinleistung (kVA) Ausgangsstrom (A)  Ausgangsspitzenstrom (A) HxBxT (mm) Gewicht Kühlung
0369x71AF0200 3 x 400 VAC 97 kW 114 kVA @ 16 kHz 165 A @ 16 kHz 3) 165 685 x 388 x 188 30 kg Wasser  1)
0369x71BF0000 3 x 400 VAC 72 kW 83 kVA @ 16 kHz 120 A @ 16 kHz 120 656 x 545 x 218 34 kg Luft
0369x73AF0200 3 x 400 VAC 150 kW 177 kVA @ 16 kHz 255 A @ 16 kHz 255 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 1)
0369x73BF0200 3 x 400 VAC 180 kW 215 kVA @ 16 kHz 310 A @ 16 kHz 310 771 x 439 x 207 43 kg Wasser  1)
0369x73CF0000 3 x 400 VAC 115 kW 132 kVA @ 16 kHz 190 A @ 16 kHz 190 746 x 629 x 273 54 kg Luft
0369x73DF0000 3 x 400 VAC 130 kW 152 kVA @ 16 kHz 220 A @ 16 kHz 220 746 x 629 x 273 54 kg Luft
0369x75AF0100 3 x 400 VAC 285 kW 333 kVA @ 16 kHz 480 A @ 16 kHz 480 1317 x 336 x 489 94 kg Wasser  2)
0369x75BF0100 3 x 400 VAC 365 kW 436 kVA @ 16 kHz 630 A @ 16 kHz 630 1317 x 336 x 489 94 kg Wasser  2)
0369x75CF0000 3 x 400 VAC 205 kW 236 kVA @ 16 kHz 340 A @ 16 kHz 340 1317 x 684 x 374 133 kg Luft
0369x75DF0000 3 x 400 VAC 265 kW 308 kVA @ 16 kHz 445 A @ 16 kHz 445 1317 x 684 x 374 133 kg Luft
0369x76BF0200 3 x 400 VAC 490 kW 554 kVA @ 8 kHz 800 A @ 8 kHz 800 1478 x 353 x 596 136 kg Wasser  1)

1) Kühlrohre Aluminium
2) Kühlrohre Kupfer
0369x: Variante 1 = CAN-Bus / Modbus RTU, Variante 2 = EtherCAT + CAN-Bus / Modbus RTU

Anwendungen

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

    Drucklufterzeugung

  • 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. 

    Abwasseraufbereitung

  • 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. 

    Zerstäuber

  • 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.

    Kälte- und Klimatechnik

Über Sieb & Meyer

SIEB & MEYER AG - Antriebs- und Steuerungslösungen der neusten Generation


SIEB & MEYER wurde 1962 gegründet und ist ein erfolgreiches Unternehmen auf dem Gebiet der Industrieelektronik. Mit heute rund 300 Mitarbeitenden weltweit, entwickeln und fertigen wir Steuerungstechnik und Antriebselektronik. Zu unseren Kerntechnologien gehören Steuerungen für den Maschinenbau und die Automatisierungstechnik, Servoverstärker für unterschiedlichste Antriebe sowie Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsmotoren und -generatoren.

Kontakt

SIEB & MEYER AG
Auf dem Schmaarkamp 21
D-21339 Lüneburg
Tel.: +49 4131 203 0
Fax: +49 4131-203 2000

Alle Ansprechpartner im Vertrieb finden Sie unter: www.sieb-meyer.de/kontakt/vertrieb

Alle Vertretungen und Partner finden Sie unter: www.sieb-meyer.de/kontakt/vertretungen-partner