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.

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