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Frequenzumrichter SD4M

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.

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. Die SD4M-Geräte treten die Nachfolge der erfolgreichen SD2M-Serie an und sind für den stationären Einsatz in Schaltschränken von Turbokompressoren/-verdichtern sowie für ORC, (Ab-)Gasentspannungsanlagen und Schwungmassenspeicher konzipiert.

Der Top-Booster

Die zum Einsatz kommende Drei-Level-Technologie macht den Unterschied, da in der Regel bei Verwendung unserer Umrichterbaureihe SD4M keine Motor-Filterelemente benötigt werden. Begründet ist dies nicht nur in der Drei-Level-Technologie, sondern auch darin, dass standardmäßig PWM-Schaltfrequenzen bis 16 kHz geliefert werden. Die Kombination resultiert in einer wesentlich verbesserten Motorstrom-Qualität, die die unerwünschten Rotorverluste extrem reduziert – und zwar um bis zu 90 %!

Technologie/
System-Eigenschaften
SD4M
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 SD4M basieren auf einer Drei-Level-Technologie und stellen Drehfeldfrequenzen bis 4.000 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.

Unsere Erfahrung in Sachen High-Speed – Ihr Vorteil!

Bis zu 60 % weniger Bauraum für die benötigten elektrischen Komponenten

Verbesserung der Verfügbarkeit aufgrund reduzierter Bauteile

Bis zu 50 % weniger Gewicht für die benötigten elektrischen Komponenten

Verbesserung der ökologischen Bilanz durch geringeren Energieverbrauch

Deutlich geringerer Verdrahtungs- und Montageaufwand

Konnektivität für die Zukunft Ethernet/Webserver/EtherCAT/Modbus

Kostenreduktion für den Antriebsstrang

Maximale Performance von IPM-Motoren Ld ≠ Lq durch dynamische Arbeitspunktregelung

Verbesserung des Wirkungsgrades des Gesamtsystems

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 drivemaster4
  • Kundenspezifische Lösungen realisierbar
  • 3C3-Schutzlackierung der Leiterplatten für Betriebssicherheit in aggressiver Umgebung
     

Die Schnittstellen des Frequenzumrichters SD4M

  1. Netzspannung
  2. Logikkarte
  3. Motoranschluss
  4. Flüssigkeitskühlung

Antriebsfunktionen und Sicherheitstechnik

SVC
U/f PWM
Servo
LI
STO

Simulation, Inbetriebnahme, Monitoring: drivemaster4

Simulation

  • Elektrische Betriebspunkte
  • Einfluss der PWM-Frequenz/Umrichter Topologie
  • FFT-Analyse inklusive THDi/THDu-Berechnung
  • Export der Simulationsdaten

Inbetriebnahme

  • Parametrierung der Motordaten/Schnittstellen
  • Optimierung mittels Oszilloskop
  • Inbetriebnahme-Tool

Monitoring

  • Datenlogger
  • Echtzeituhr
  • Fehlerspeicher
  • Betriebsstundenzähler

Technische Spezifikationen Frequenzumrichter SD4M mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper

Gerätetyp Nennleistung1 Nennstrom Max. Ausgangs- spannung1 HxBxT (mm) Gewicht Kühlung
Kompaktgeräte - 3 x 200...480 VAC Netzspannung

SD4M

120 kVA 165 Aeff 3 x 410 VAC 685 x 388 x 188 30 kg Wasser 2) 4)
180 kVA 255 Aeff 3 x 410 VAC 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 2) 4)
228 kVA 310 Aeff 3 x 410 VAC 771 x 439 x 207 43 kg Wasser 2) 4)
342 kVA 480 Aeff 3 x 410 VAC 1317 x 326 x 489 94 kg Wasser 2) 3)
438 kVA 630 Aeff 3 x 410 VAC 1317 x 326 x 489 94 kg Wasser 2) 3)
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  

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