System-Umrichter

Hohe Anlagenverfügbarkeit

Der Mittelspannungsumrichter MVW3000 kommt als Schaltschrank integriertes Komplettsystem auf den Markt, das sich durch hohe Effizienz, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit auszeichnet. Die All-in-One-Lösung macht zusätzliche Mittelspannungsschaltgeräte überflüssig.

Die als Komplettsystem konzipierten Mittelspannungsumrichter MVW3000 ermöglichen eine schnelle, einfache Installation und Inbetriebnahme. (Bild: WEG Germany GmbH)

WEG hat die neue Umrichterserie MVW3000 für Spannungen von 2.3 bis 8kV und Leistungen von 280 bis 2400kW vorgestellt. Diese Gerätebaureihe ist in Multileveltechnologie mit kaskadierten H-Brücken (CHB) ausgeführt. Die Multilevel-Topologie basiert auf einer Reihenschaltung aus ausgangsspannungsabhängig drei bis zehn Niederspannungsleistungsteilen 690V mit IGBT Ausgangswechselrichterbrücke in H-Schaltung. Diese macht es möglich, unter Verwendung von bewährten Standard-Niederspannungskomponenten wie Dioden, IGBTs und Kunststofffolienkondensatoren auf kosteneffiziente Weise Ausgangsspannungspegel im Mittelspannungsbereich zu erreichen. Das Besondere: Der MVW3000 kommt als Schaltschrank integriertes Komplettsystem mit Mittelspannungstrennschalter, Sicherungen, Multilevel-Einspeisetransformator und Frequenzumrichter auf den Markt. „Der derzeitige Spannungs- bzw. Leistungsbereich ist nur der erste Entwicklungsschritt. Höhere Spannungen und Leistungen sind aber jetzt schon auf Anfrage möglich“, erklärt Johannes Schwenger, Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa bei WEG. „Der MVW3000 ist eine leistungsstarke All-in-One-Lösung, die zusätzliche Mittelspannungsschaltgeräte überflüssig macht. Der System-Umrichter überzeugt durch ausgezeichnete Parameter am Ein- und Ausgang, Energieeffizienz und hohe Verfügbarkeit sowie durch motorschonenden Betrieb, einfache Wartung und Modularität. Damit ist dieser System-Umrichter die optimale Ergänzung zu allen auf dem Markt erhältlichen Mittelspannungsmotoren und mit der nahezu sinusförmigen Umrichterausgangsspannung perfekt geeignet für Retrofit-Projekte.“ Der Netzleistungssfaktor erreicht einen Wert >0,95 über den gesamten Drehzahlstellbereich ohne einen zusätzlichen Harmonik-Filter oder Kompensationskondensatoren. Die Gesamtgerätestruktur sorgt für gute Netzrückwirkungen hinsichtlich der harmonischen Oberschwingungen in Strom und Spannung THD I/V und TDD (gemäß IEEE-519, IEC61800-3, G5/4-1). Die in den hier herangezogenen Normen genannten Grenzwerte werden schon in der Gerätegrundausführung eingehalten. Der Umrichterwirkungsgrad übersteigt inklusive Transformator über den gesamten Drehzahlstellbereich betrachtet die 95% und erreicht über 96% bei einer Umrichterlast von größer 40%. Der Vorladestromkreis für den Multilevel-Netztransformator sorgt für eine

Der MVW3000 kommt als Schaltschrank intergriertes Komplettsystem mit Mittelspannungs-Trennschalter, Sicherungen, Multilevel-Einspeisungstransformator und Frequenzumrichter auf den Markt. (Bild: WEG Germany GmbH)

anlaufstromfreie Magnetisierung des Transformatoreisenkreises und für die schonende Vorladung der Wechselrichter-Zwischenkreiskondensatoren. Der Netztransformator sorgt für die Anpassung der Netzspannung an die Motorausgangsspannung und für eine Reduzierung der Gleichtaktspannung in der Motorwicklung. Zudem reduzieren sich die Gleichtaktströme über die Motorlager und führen zu einer Maximierung der Lagerstandzeiten. Die in Glasfasertechnik ausgeführten Schnittstellen zwischen Umrichter-CPU und Leistungsteil für die IGBT-Ansteuerung, Temperaturüberwachung, Spannungs- und Stromrückführung erhöhen die Störfestigkeit und isolieren Steuer- und Leistungsteil effektiv voneinander. Die Leistungsteile (H-Brücke) sind mit Kunststoff-Folienkondensatoren, Halbleitersicherungen und einer automatischen Wechselrichter-Bypass-Funktion ausgeführt und erzeugen damit eine höhere Systemverfügbarkeit im Fehlerfall. Die nahezu sinusförmige/n Ausgangsspannung/-ströme führen bei den Motoren zu einer Reduzierung der Verlustleistung, weniger Schwingungen und Drehmomentpulsationen. Der MVW3000 ist im Sinne einer erhöhten Zuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit mit Motorschutzeinrichtungen zum Schutz vor Überlast, Überhitzung und Motor-Rotor-Blockade ausgestattet. Auch die Leistungsteil- und Transformatortemperatur wird permanent überwacht. Als Komplettsystem vereinfacht der System-Umrichter die Installation und Inbetriebnahme. Die herausziehbaren Leistungsteile gewährleisten eine einfache Wartung und einen schnellen Austausch. Mit 3.900mm Breite, 2.210mm Höhe und 1.100mm Tiefe weist der System-Umrichter außerdem eine kompakte Stellfläche auf. Darüber hinaus kann der Umrichter optional mit allen gängigen Industrieprotokollen wie Modbus, Profibus, Devicenet und Ethernet ausgestattet werden.

Das könnte Sie auch interessieren

Interview mit Markus Hettig, Vice President Building Business DACH bei Schneider Electric.

„Durch die Verwendung nicht-linearer Verbraucher häuften sich Oberwellen in elektrischen Anlagen.“ Markus Hettig, Vice President Building Business DACH (Bild: Schneider Electric GmbH)

Markus Hettig: Durch die Fortschritte beim Thema Energieeffizienz gibt es derzeit in Deutschland das Bestreben, energiefreundliche Verbraucher zu installieren. Ein Beispiel ist das Verbot von Halogenlampen und deren Ersatz durch LED-Leuchten. Allerdings handelt es sich bei LED-Leuchten um nicht-lineare Verbraucher. Auch ein elektronischer Frequenzumrichter, mit dem ich eine klassische Stern-Dreieck-Schaltung ersetze, ist nicht-linear. Diese nicht-linearen Lasten aufsummiert, ergeben eine sogenannte Multiplikation. Dies bedeutet: Oberschwingungen, die von verschiedenen nicht-linearen Verbrauchern produziert werden, können sich unter Umständen durch Überlagerung verstärken. Dabei kann es zu Störungen innerhalb einer elektrischen Anlage kommen. Dies kann sich in einem Anlagenausfall oder einem ungewollten Schaltvorgang manifestieren. Je mehr wir also die Energieeffizienz fördern, desto mehr ungewollte elektrotechnische Phänomene können in den Anlagen auftreten. Da wir an einem Netzwerk, sprich der Energieversorgung angekoppelt sind, können diese nicht-linearen Lasten auch das Gebäude verlassen.

Hettig: Angenommen Sie wohnen in einem Haus in der Nähe eines kleinen Industriebetriebs, dann kann es sein, dass dieser Industriebetrieb eine Netzverschmutzung in mein Haus importiert. Dies erfahre ich aber nur, wenn ich bestimmte Parameter messtechnisch erfasse. Auch eine haustechnische Anlage kann Oberwellen absondern. Auch dies kann ich nur mit der entsprechenden Messtechnik feststellen. Also gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder ich verwende einen Leistungsschalter wie den Masterpact MTZ, ein digitales Modul zur Oberwellenanalyse sowie ein Kommunikationsmodul, mit dem die Daten in eine übergeordnete Cloud weitergegeben werden können. Wenn ich mir diese Daten nach einer gewissen Zeit anschaue, detektiere ich vielleicht permanente Oberwellen und kann entsprechende Maßnahmen zu deren Beseitigung einleiten. Eine zweite Möglichkeit ist, meine bestehende Anlage einfach mit einem Messgerät nachzurüsten, das bis zur 42. oder 50. Oberwelle misst. Wenn ich eine größere und komplexere Anlage habe, dann empfehle ich unser PowerLogic ION9000. Dies ist ein hochwertiges Netzqualitätsmessgerät mit 365-Tage-Tracking-Funktion, bei dem ich bestimmte Regeln für Benachrichtigungen hinterlegen und mit dem ich viele unterschiedliche Use Cases abdecken kann. In Wohn- oder gewerblich genutzten Gebäuden sowie kleineren Fabriken reicht ein einfacheres Messgerät wie das PowerLogic ION5000, das auch eine Oberwellenanalyse bietet.

Anzeige

Im Rahmen seiner alljährlichen Fachpressekonferenz, dieses Mal am französischen Standort Grenoble, stellte Schneider Electric wieder zahlreiche neue Lösungen für den Schaltanlagenbau vor. Der Fokus lag dabei auf neuen Tools zur Erfassung und Analyse der Netzqualität für eine sichere und qualitativ hochwertige Energieversorgung. Im Gespräch mit dem SCHALTSCHRANKBAU erläutert zudem Markus Hettig, Vice President Building Business DACH bei Schneider Electric, die Bedeutung der neuen Mess- und Analysefunktionen für Schaltanlagenbauer, -planer und -betreiber und beschreibt Möglichkeiten, wie ein solcher Mehrwert auch zukünftig sichergestellt werden kann.

Anzeige

In modernen Industrieanlagen nimmt die Anzahl dezentraler Steuer- und Bedieneinheiten weiter zu, um direkt vom Feld aus Maschinen und Prozessabläufe ansteuern und beobachten zu können. Gerade bei kleinformatigen Gehäusen und dichter Bestückung kann die anfallende Verlustwärme zu Leistungsbeeinträchtigungen bis hin zum Ausfall temperaturempfindlicher Schaltelektronik führen. Mit kompakten Kühllösungen lässt sich eine kontinuierliche Wärmeabfuhr gewährleisten, die maßgeblich zur langlebigen Funktionstüchtigkeit der Schaltelemente beiträgt.

Anzeige
Anzeige

Ein Fokus von Aucotec auf der SPS IPC Drives ist eine neue Engineering-Lösung zur automatisierten, IEC-konformen Beschreibung digitaler Umspannwerke. Die Definitionen von Konfiguration und Strukturen der Schutz- und Leittechnik müssen nach IEC 61850 im Format SCL (Substation Configuration Language) erfolgen, doch viele Engineeringtools tun sich schwer mit einer effizienten Normumsetzung und dem Verständnis für die neutrale SCL. Die Lösung kombiniert nun die elektrotechnische Planung mit normgerechter Schaltanlagenbeschreibung.

Die Weidmüller Software M-Print Pro eCAD nutzt Konstruktionsdaten effizient und übergreifend: Sie ist dafür ausgelegt, den Datenexport aus Eplan Electric P8 zu vereinfachen und Kosten zu reduzieren. Denn der wachsende Kostendruck in der Industrie erfordert es, den Konstruktionsaufwand stetig zu optimieren und zu standardisieren.

Anzeige

Hohe Flexibilität und minimaler Platzbedarf – nur zwei zentrale Anforderungen an industrielle Schalt- und Steuerschränke, mit denen sich Schaltschrankbauer heute konfrontiert sehen. Gleichzeitig schafft die Digitalisierung neue Möglichkeiten im Engineering-Prozess. Aktuelle Zahlen beziffern das Einsparpotenzial auf über 40 Prozent. Was das konkret bedeutet, zeigt zum Beispiel ein neuer grafischer 3D-Konfigurator für Systemschränke von Siemens, mit dem sich Schaltschrankgehäuse individuell und durchgängig digital planen und bestellen lassen.

Die Suite X ist die nächste Generation der E-CAD-Lösung von WSCAD für gewerkeübergreifendes Arbeiten in den Disziplinen Elektrotechnik, Schaltschrankbau, Verfahrens- und Fluidtechnik, Gebäudeautomation und Elektroinstallation. Sie ist schneller als ihre Vorgängerversionen und verfügt über eine neu gestaltete Benutzeroberfläche sowie zahlreiche Verbesserungen. Die WSCAD AR App für Augmented Reality im Schaltschrank wurde um die aktive Verdrahtung per Tablet oder Smartphone erweitert.

Zunehmende Komplexität und hoher Kostendruck im Schaltschrank- und Anlagenbau erfordern eine immer effizientere Prozessgestaltung. Umfassende und durchgängige Lösungsansätze sind eine wichtige Voraussetzung, um Effizienz-Potenziale bei der Klemmenleistenprojektierung zu erschließen. Benötigt wird hier eine intelligente Software, die den komplexen Prozess von der Planung bis zur Montage unterstützt.

Wächter Packautomatik ist ein gefragter Spezialist für sekundäre Verpackungsanlagen. In seinen Maschinen und Anlagen verwendet das Unternehmen Reihenklemmen mit Push In-Anschlusstechnologie aus der Klippon Connect A-Reihe von Weidmüller. Zum Einsatz kommt das Universal- und Applikationsprogramm.

Lösungsanbieter Eplan stellt zur SPS IPC Drives die kommende Version 2.8 von Eplan Smart Wiring vor. Drei markante Schwerpunktthemen wurden in der Software zur Verdrahtung im Schaltschrank-/anlagenbau realisiert: die mögliche Gliederung in Teilprojekte, ein neuer Prüfmodus zur Unterstützung der Fertigung und mehr Transparenz in der Anwendung der Software. Mit den neuen Features soll ein durchgängiger Prozess von der Schaltschrankplanung über die systemgeführte Verdrahtung bis zur effizienten Schaltschrankfertigung realisiert werden.

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige